Винилэфирные и полиэфирные смолы

Тодд Джонсон занимается разработкой, коммерциализацией и продажами композитной промышленности с 2004 года. Он также пишет об этой отрасли.

Для многих применений правильный выбор между этими смолами может повлиять на прочность, долговечность, срок службы продукта и, конечно же, на стоимость. Они имеют различный химический состав, и эти различия выражаются в их физических свойствах. Прежде чем выбирать между ними для конкретного приложения, важно иметь четкое представление о том, какая производительность требуется от сборки. Понимание различий между этими смолами поможет пользователю составить список критических характеристик материалов, необходимых для готового изделия, и сделать выбор.

Различия

Полиэфирные смолы образуются в результате реакции между полиолами, такими как гликоль или этиленгликоль, с двухосновными кислотами, такими как фталевая или малеиновая кислота. Эти ненасыщенные смолы сочетаются с другими химическими веществами, иногда называемыми отвердителями или катализаторами. Это изменяет молекулярную структуру, и полученное соединение отверждается, выделяя в процессе тепло. Перекись метилэтилкетона («МЭКП») является одним из таких «отвердителей».

Винилэфирные смолы получают реакцией («этерификация») между эпоксидной смолой и ненасыщенной монокарбоновой кислотой. По сути, они состоят из полиэфирной смолы, усиленной молекулами эпоксидной смолы в основе молекулярной цепи. Виниловые эфиры также используют пероксиды (например, MEKP) для отверждения. Обе смолы могут быть «разбавлены» реакцией с такими химическими веществами, как стирол.

Преимущества и недостатки

По широкой шкале вязкости виниловые эфиры занимают промежуточное положение между полиэфирами и эпоксидными смолами до добавления стирола. Разбавление влияет на удобоукладываемость и прочность – «разбавление» снижает прочность, но облегчает нанесение кистью или распылением.

Виниловый эфир имеет меньше открытых участков в молекулярной цепи. Это делает его гораздо более устойчивым к проникновению воды («гидролизу»), что может вызвать осмотическое образование пузырей. Сложные виниловые эфиры дают меньшую усадку при отверждении, а это означает, что «предварительное освобождение» ламината от формы менее существенно. Сложные виниловые эфиры более устойчивы к растяжению, чем полиэфиры. Это делает их более способными поглощать удары без повреждений. Они также менее склонны к растрескиванию под напряжением.

Перекрёстное связывание виниловых эфиров лучше, чем у полиэфиров. Это означает, что виниловые эфиры связываются с материалами сердцевины намного эффективнее, чем полиэфиры, а расслаивание не представляет большой проблемы. Виниловые эфиры менее чувствительны к условиям окружающей среды (температура и влажность), чем полиэфиры.

Сложные виниловые эфиры дороже, чем полиэфиры, поскольку для оценки влияния на стоимость значительного проекта строительства, такого как роскошная яхта, требуются тщательные расчеты. Это связано с тем, что необходимо учитывать относительную прочность — вы можете использовать меньше винилового эфира для достижения заданной прочности.

Обе смолы подвержены «мелению» — разрушению поверхности ультрафиолетом — если в смесь не будут добавлены добавки.

Что использовать?

Несмотря на превосходство винилового эфира (помимо стоимости), полиэстер по-прежнему играет большую роль в композитных материалах.

Там, где вероятно длительное воздействие воды (например, корпус лодки или резервуар для воды), использование полиэстера для объемной конструкции с поверхностным барьером из винилового эфира позволяет значительно уменьшить проникновение воды без значительного увеличения стоимости.

Если важны повышенная долговечность и ударопрочность, то виниловые эфиры выигрывают у полиэфиров — и снова конструкция может быть адаптирована для использования виниловых эфиров в тех областях, где вероятность удара выше. Однако это относительные показатели, и другие смолы или композиты могут быть лучше (и дороже).

Общее использование

Сложные виниловые эфиры и полиэфиры широко используются во многих подобных областях. Однако там, где физические свойства винилового эфира важнее стоимости, виниловый эфир берет на себя инициативу:

• Транспорт: запчасти для автомобилей и других наземных транспортных средств.
• Строительство и инфраструктура: фасции для зданий, арматура для мостов.
• Военные/аэрокосмические приложения

Вывод

Прежде чем принять решение, очень внимательно рассмотрите требования к долговечности и взвесьте стоимость. Возможно, дополнительная стоимость винилэфира будет компенсирована его превосходной прочностью и долговечностью. Опять же, возможно, оба будут хорошо работать в сочетании с приложением.