Nhựa epoxy Vật liệu polime và composite

Nhựa nhiệt rắn  Là loại polyme khi bị tác động của nhiệt hoặc các giải pháp xử lí hóa học trở nên cứng rắn định hình sản phẩm hay nói một cách khác dưới tác động của nhiệt, chất xúc tá

KHOA HÓA LÝ – KỸ THUẬT

Đề tài:

Nhựa nền – Nhựa nhiệt rắn - Nhựa epoxy

Nội dung

III Ứng dụng và kết luận

II Nhựa epoxy

I Nhựa nền

- Là chất kết dính, đóng vai trò chuyển ứng suất lên chất độn khi có ngoại lực tác dụng.

I Nhựa nền

1 Nhựa nhiệt rắn

 Là loại polyme khi bị tác động của nhiệt hoặc các giải pháp xử lí hóa học trở nên cứng rắn (định hình sản phẩm ) hay nói một cách khác dưới tác động của nhiệt, chất xúc tác hay chất đóng rắn và áp suất loại nhựa này xảy ra phản ứng hóa học và tạo bên trong mạng lưới các liên kết ngang (khâu mạch) tạo thành cấu trúc không gian ba chiều

 Các loại nhựa nhiệt rắn thông dụng: polyeste không no, epoxy, nhựa vinyleste,…

1.1 Nhựa polyeste không no (UPE)

 Là loại nhựa phổ biến nhất, đặc biệt trong công nghiệp hàng hải (thân tàu, cánh buồm…)

 Tính chất chung của nhựa UPE: cơ lý cao, dễ gia công ở điều kiện thường, giá thành thấp

 Khi đã đóng rắn, polyester rất cứng và có khả năng kháng hoá chất Quá trình đóng rắn hay tạo kết ngang được gọi là quá trình Polymer hóa

 Có 2 loại polyester chính thường sử dụng cho vật liệu compzit:

 Nhựa orthophthalic - tính kinh tế cao, được sử dụng rộng rãi

 Nhựa isophthalic có khả năng kháng nước rất cao -> là vật liệu quan trọng trong công nghiệp, đặc biệt là hàng hải.

III Nhựa epoxy

2.2.1 Nhựa Epoxy nền Bisphenol – A

 Nhựa epoxy được sản xuất từ Bisphenol A và epicchlorohydrin

II Nhựa epoxy

2.2.1 Nhựa Epoxy nền Bisphenol – A

2.2.2 Nhựa Epoxy nền Bisphenol – F

 Có cấu trúc tương tự nền bisphenol A, chỉ có nhóm metylen nối 2 vòng benzen thay cho nhóm isopropyliden trong bisphenol A

Có khả năng kết mạng cao hơn, làm cho màng phim của nhựa có nhiệt độ thủy tinh hóa, khả năng chịu nhiệt và khả năng chống dung môi và hóa chất cao hơn.

 Công thức hóa học:

Nhựa epoxy:

II Nhựa epoxy

2.2.2 Nhựa Epoxy nền Bisphenol – F

Bisphenol F:

2.2.3 Nhựa Epoxy nền Novolac

 Công thức hóa học:

Nhựa epoxy:

- Có độ nhớt cao: 30000 – 500000 cps

- Chống hóa chất rất tốt do có cấu trúc chặt chẽ

II Nhựa epoxy

2.3 Tính chất vật lý

 Tùy thuộc vào loại nhựa, tác nhân đóng rắn, chất pha loãng mà epoxy có thể có dạng cứng hoặc dạng mềm dẻo như cao

su tùy thuộc vào trọng lượng phân tử

- M < 1000: trọng lượng phân tử thấp => tồn tại ở trạng thái lỏng nhớt

- M > 1000: trọng lượng phân tử cao => trạng thái rắn

 Ở điều kiện bình thường epoxy trong suốt không màu , không mùi , có vị hơi ngọt, gây dị ứng da

II Nhựa epoxy

2.4 Tính chất hóa học

 Tính kháng hóa chất, kháng mài mòn,… Tính chất này phụ thuộc vào mức độ đóng rắn và bản chất của chất đóng rắn

 Với tác nhân đóng rắn là anhydric acid thì Epoxy không bền trong kiềm và acid vô cơ

 Còn đóng rắn bằng amin thì ổn định trong kiềm và acid vô cơ, không bền trong acid hữu cơ.

 Tính bám dính tốt cho các nguyên vật liệu như: kim loại, gỗ, bê tông, thủy tinh, gốm…

 Độ co rút thấp trong quá trình đóng rắn cho kết quả chính xác về kích thước sản phẩm và sản xuất keo dán tính

năng cao

 Tính gia công tốt trong hệ chưa đóng rắn: độ nhớt thấp, thời gian gel, nhiệt lượng của phản ứng và độ độc hại.

 Thời gian và nhiệt độ đóng rắn

 Tính chất vật lý, điện và hóa học , cơ học của chất đóng rắn

 Giá cả

II Nhựa epoxy

2.4.1 Phản ứng đóng rắn

Chất đóng rắn chia làm 3 loại:

 Chất đóng rắn loại amin: đóng rắn ở nhiệt độ thường.

 Chất đóng rắn loại axit: đóng rắn ở nhiệt độ cao.

 Chất đóng rắn loại khác: các hợp chất chứa 2 hay nhiều thành phần định chức như phenol formandehyt,…

 Đặc điểm: độ nhớt thấp, giá rẻ, độ co rút bé.

 Các chất đóng rắn thường dùng:

o DETA ( dietyl triamin): 5-8%

o TETA ( trieytl tetraamin): 7-10%

o PETA ( polyetylen polyamid): 10-20%

o Versamit 125, 135: 40 -55%

 Phản ứng đóng rắn epoxy với diamin:

2.4.1.2 Phản ứng đóng rắn ở nhiệt độ cao: polyacid hay anhydric acid.

 Đặc điểm: độ nhớt thấp, thời gian gel dài, hoạt tính thấp ( nếu không có xúc tác)

 Các chất đóng rắn thường dùng: các anhydric của axit dicacboxilic, anhydric maleic, anhydric phetaleic,…

 Phản ứng đóng rắn epoxy với anhydric:

 Đặc điểm: độ nhớt thấp, thời gian gel dài, hoạt tính thấp ( nếu không có xúc tác)

 Các chất đóng rắn thường dùng: các anhydric của axit dicacboxilic, anhydric maleic, anhydric phetaleic,…

 Phản ứng đóng rắn epoxy với anhydric: ở nhiệt độ 180 - 220oC

2.4.1.3 Phản ứng đóng rắn với chất đóng rắn khác.

 Các chất đóng rắn thường dùng: nhựa PF, polyamin, …

 Phản ứng đóng rắn epoxy với nhựa PF: ở 170 -205oC trong 20 -30’

2.5 Sản xuất nhựa epoxy

Nhựa epxoy thường được điều chế bằng phương pháp ngưng tụ ancol đa chức ( hay dùng bisphenol A ) với

epiclohydrin có kiềm xúc tác

Polyme có mạch thẳng với 2 nhóm epoxy ở 2 đầu mạch, còn ở giữa mạch và nhóm hydroxyl Sản phẩm thu được từ nhớt đến lỏng do tỉ lệ 2 chất trên quyết định

 Nhựa epoxy phân tử cao M= 370-600 dvC Tỉ lệ mol cấu tử: Dian – Epi-NaOH: 1-2-2

 Nhựa epoxy phân tử cao M= 1500– 3000 dvC được điều chế bằng cách làm nóng chảy nhựa epoxy phân tử thấp với dian ở 200oC trong 1,5 – 2h

Quy trình sản xuất nhựa epoxy

Sơn sàn công nghiệp epoxy Keo dán epoxy AB

Nhựa đường epoxy Asphalt Băng dán Wrap seal