Небольшое эссе об эпоксидной смоле

также клеевая водичка
Ответить
Аватара пользователя
Geodimetr
посты: 41
: 17 фев 2021, 11:53
: Сергей
: Санкт-Петербург
Благодарил (а): 4 раза
Поблагодарили: 6 раз

пост Geodimetr » 09 апр 2021, 21:48 » Небольшое эссе об эпоксидной смоле

Небольшое вступление:
В практике изготовления музыкальных инструментов с давних времен и до наших дней применяются клеи мездровый, костный, казеиновый, рыбный и Titebond. Все они термопластичны и более-менее водорастворимы. В последнее время в отдельных случаях вошли в применение клеи на основе цианакрилатов (типа Супер-Моментов) и эпоксидные. Эти клеи – термореактивные.
Аналогичная история – с лаковыми покрытиями. С давних времен и до примерно 50-х годов прошлого века основными составами для лакирования инструментов были лаки масляные или шеллачные. И те, и другие – термопластичные. Однако, в последнее время почти повсеместно стали использоваться и термореактивные лаки - НЦ, алкидные, полиуретановые, эпоксидные.
Дерево само по себе не является термопластичным материалом. Но и термореактивным его назвать сложно, в силу довольно сложной волокнистой структуры, сильно реагирующей в первую очередь на перепады влажности.
Вопрос, допустимо ли применение термореактивных компонентов в изготовлении музыкальных инструментов, и как они влияют на акустические свойства готовых изделий, похоже, до сих пор не закрыт. Однако, сегодня большинство изготовителей инструментов, особенно фабричных, активно применяют и эпоксидку, и термореактивные лаки. Хотя и до сих пор есть приверженцы "чистых" технологий, не допускающие никаких термореактивных компонентов в процесс изготовления инструмента.
С лаками все более-менее понятно, правила работы с ними обычно очень внятно изложены у мебельщиков, и каждый может найти для себя подходящую разновидность для своих нужд. А вот с эпоксидными смолами, тоже исходно относящимися к термореактивным веществам, все не так просто: разновидностей очень много, все они имеют свои неочевидные особенности, и потому правильная работа с ними – та еще песня! Возможно, именно по этой причине отзывы о применении эпоксидки в гитаростроении настолько противоречивы, в том числе и на этом форуме.
Так сложилось, что мне довелось работать с эпоксидными смолами на протяжении более 40 лет. Вначале это были те варианты, которых сегодня, наверное, и не найти: ЭД-2, ЭД-6 и им подобные. Ну, и отвердитель: полиэтиленполиамин. ПЭПА. На фоне всех очень полезных свойств этих смол как раз отвердитель и был самой неприятной частью процесса. Длительный контакт кожи с ним приводил (у большинства пользователей) к экземе. Очень гадкая вещь, которая тянется годами и от которой очень трудно избавиться. Однако, удается. Были и другие отвердители, самый распространенный из них с давних времен – триэтаноламин, ТЭА. Но с ним отверждение наступало только при нагреве смеси минимум до 150 градусов . Остальные были менее эффективны и давали итоговый состав с намного худшими свойствами.
Сегодня на рынке можно найти больше десятка вариантов эпоксидных смол самых разных заявленных брендов. Тот же поксипол – по сути, тоже состав на основе эпоксидки. Однако, далеко не все из них так уж хороши. Я уж молчу о составе под названием ЭДП, до сих пор попадающимся в хозмагах. Им, по-хорошему, только бумагу можно клеить. В эту смолу изначально добавлен пластификатор в количестве, начисто убивающем все ее полезные свойства. А вот недавно довелось мне попробовать состав AquaGlass Citrus. Абсолютно прозрачная субстанция, по заверениям производителей – применяется в том числе и для заливки столешниц (то есть, абсолютно безвредна). Текуча изначально, а значит, вполне годится, например, как порозаполнитель. Полимеризуется только при строгом соблюдении пропорции: 2:1. Малейшее отклонение – и отверждение идет очень медленно, если вообще идет. Однако, твердеет совсем не так, как ЭДП-20. Через 9 часов после смешивания состав еще довольно пластичен. То есть, если и предпринимать какие-то действия по шлифовке этого покрытия в надежде получить в итоге качественное порозаполняющее покрытие, то через те же 9-10 часов после смешивания, раньше она просто откровенно жидкая. И после двух заявленных производителем суток масса все равно имеет твердость в районе 4 (по шкале Мооса). То есть, легко царапается ножом. Это может быть неплохо, если использовать ее именно в качестве порозаполнителя или грунтовочного покрытия. Но адгезия у нее изначально довольно слаба – подставку, например, ей приклеивать я не посоветую. И даже по прошествии 4-х суток состав все равно имеет твердость в пределах 4.5 по шкале Мооса. Так что… этот конкретно состав я бы отнес скорее не к клеям, а к лакам. И к очень неплохим, в силу их механических свойств. Правда, с красителями для этих лаков вопрос все равно остается неясным.
Клеи быстрого отверждения на основе эпоксидки, продающиеся в шприцах или тубах, мне показались также неудобны: загустевает смесь довольно быстро, то есть, уже через 10-15 минут после смешивания, и после этого наносить ее на поверхность проблематично. При этом отверждение все равно наступает часов через 6-8, а полное – так и вообще только через сутки. И твердость получившегося состава – все равно, те же 4.5. То есть, получается, что ПОЧТИ ВСЕ отвердители кроме ужасно вредного ПЭПА, хотя и полимеризуют смолу, но с существенными потерями как в прочности, так и в адгезии.
И из доступных и абсолютно надежных остается только ЭД-20 с тем же ПЭПА. Но у этого состава, тем не менее, есть и несколько положительных качеств:
Стандарт смешения с ПЭПА един – 1:10. Но возможны вариации. При избытке отвердителя (до 1:7), в общем-то, ничего плохого не происходит: чуть быстрее схватывается – и все. При избытке в количестве большем, чем 1:5, однако, смесь может вовсе не застыть, как и при недостатке отвердителя. Всегда бывает очень полезно оставить немного готовой смеси в емкости, и если это критично – просто подогреть ее чуть дольше при 70-80 градусах (в стакане с горячей водой), чтобы убедиться, что все застынет – процесс займет не более получаса. А если нет – будет еще не поздно все отыграть назад.
Полное отверждение происходит через сутки, но подогревание смеси ускоряет процесс, то есть, в случае подогревания смеси в течение 10 минут в плошке с теплой водой (градусов 50-70) часов через 5 мы имеем уже вполне густую, почти твердую массу. Более длительное подогревание дает более хрупкую и менее прочную субстанцию, склонную к растрескиванию в толстом слое. Твердость полученного состава при нормальных условиях достигает 6 по шкале Мооса (царапается только очень хорошим ножом). В остальном – эта смола более чем удобный состав для склеивания, заполнения, отливки и т.д. Из плюсов: для повышения текучести достаточно просто подогреть смесь до 50-70 градусов. Смола становится весьма текучей, и пока теплая, хорошо заполняет любые самые узкие щели, во многом за счет очень высокого поверхностного натяжения: в смоченные смолой полости затекает легко, а не смочили – Ваши проблемы. Правда, для покрытия больших поверхностей (по типу лакового) она малопригодна: как при остывании, так и при разбавлении бензином или ацетоном после испарения растворителя может сворачиваться каплями на поверхности – а значит, если уж хотим покрытие- то только втирать, как при работе с политурой. Ага! И ПЭПА Вам при этом на руки!
С удивлением обнаружил, что ЭД-20 после разбавления спиртом при застывании приобретает молочно-белую окраску: прозрачность теряется. С ЭД-6 такого не было, хотя сама смола была изначально желтая.
ЭД-6 (как и пришедшая к ней на смену ЭД-20) изначально при полной полимеризации твердая, почти стеклообразная, и твердость выше, чем у дерева. Адгезия – прекрасна! Пластификатором служил с давних времен дибутилфталат. Буквально одна капля на 10 мл смеси делает состав существенно пластичнее. Правда, и прочность несколько страдает. Дальнейшее добавление пластификатора уменьшает прочность в геометрической прогрессии, пример – печально известный ЭДП.
Но совершенно преображают эту смолу наполнители. Наполнитель в количестве до 40% объема делает состав более вязким, но зато после полимеризации он принимает многие свойства наполнителя: древесные опилки (желательно не пудра, а именно опилки из-под ножовки) делают отливку со свойствами древесины, в том числе и по пластичности. Цвет состава, правда, обычно получается несколько темнее, чем у опилок (зависит от размеров частиц). Металлические опилки приближают свойства состава к соответствующему металлу, в том числе и с ожидаемыми коэффициентами теплового расширения и даже с магнитными свойствами. Ну, и те, кто хоть немного занимался радиоэлектроникой или электротехникой, прекрасно знают, что гетинакс, текстоллит и стеклотекстоллит - это соответственно бумага, ткань или стеклоткань, пропитанные все той же эпоксидкой (правда, обычно - с ТЭА в качестве отвердителя). И это приоткрывает еще одну область из необъятных возможностей применения этого интересного состава.
Собственно, в заключение пожелание: Если мы уж упоминаем какие-то технологии (склеивание, порозаполнение, лакирование) связанные с эпоксидной смолой, давайте будем по возможности конкретно указывать, какая именно ее разновидность имеется в виду: слишком их много разных на сегодня, и все с совершенно разными свойствами. Это как сказать: "Да, моя гитара - из дерева!" А дальше - гадайте!
За это сообщение автора Geodimetr поблагодарили (всего 5):
czaerlag (09 апр 2021, 22:33) • Pablo-777 (10 апр 2021, 00:07) • edvard (10 апр 2021, 10:45) • Дмитрий Разумов (10 апр 2021, 12:58) • Ewgenn (10 апр 2021, 15:33)

Аватара пользователя
czaerlag
посты: 167
: 28 апр 2019, 00:10
: Константин Захаров
Благодарил (а): 25 раз
Поблагодарили: 73 раза

пост czaerlag » 09 апр 2021, 22:33 » Re: Небольшое эссе об эпоксидной смоле

Спасибо, очень познавательно!

Аватара пользователя
Geodimetr
посты: 41
: 17 фев 2021, 11:53
: Сергей
: Санкт-Петербург
Благодарил (а): 4 раза
Поблагодарили: 6 раз

пост Geodimetr » 10 апр 2021, 16:29 » Re: Небольшое эссе об эпоксидной смоле

И еще небольшое дополнение, которое также может оказаться полезным. Процесс полимеризации экзотермичен, то есть, смесь нагревается. Правда, это малозаметно в тонком слое или в небольших объемах, но при смешивании в объеме от 50 мл емкость со смесью заметно нагревается до 50-60 градусов. Соответственно, повышается и текучесть смеси.
И здесь есть одна важнейшая тонкость. Смесь на основе ЭД-6 или ЭД-20 начинает нагреваться минут через 5-10 после смешения, и повышенная текучесть сохраняется на протяжении первых 15-20 минут. Дополнительный внешний подогрев именно в этот период повышает текучесть состава еще раза в два-три. Затем смесь медленно остывает, и ее текучесть становится как у исходной смолы. Внешний подогрев на этом этапе снова повышает текучесть, но уже на ближайшие 15-20 минут, не более. И после такого второго подогрева процесс полимеризации ускоряется, то есть загустение и отверждение наступает не через 9-10 часов, а часов через 5. Итоговый полимер получается чуть более жестким, и его прочность на излом слегка снижается, хотя адгезия не страдает. Я обычно подогреваю основное вещество (смолу) перед смешиванием в том же стакане или в миске с горячей водой. Смешивание компонентов при этом идет гораздо быстрее и качественнее, нет опасности получить неоднородную смесь. Тем более что ЭД-20 абсолютно бесцветна, а ПЭПА все-таки желтит. И вот когда в итоге мы получаем смесь однородного цвета, можем смело считать процесс перемешивания завершенным. При моих стандартных объемах в пределах 5-10 мл состава процесс перемешивания (обычной зубочисткой) занимает не более 2 минут. А вот дальше - уже по потребности, но обычно внешний подогрев бывает оправдан на срок не больше 10-15 минут после смешивания.
С Aquaglass Citrus ситуация совершенно иная: смесь начинает нагреваться только минут через 30 после смешивания, текучесть смеси существенно возрастает, и хотя даже исходные компоненты более текучи, чем ЭД-20, весь состав остается очень текучим на протяжении 2-5 часов. И только после этого, тоже очень медленно идет загустение и отверждение. Дополнительный внешний подогрев влияет на смесь гораздо слабее.
Быстрые клеи на основе эпоксидной смолы (Поксипол, Контакт и им подобные) тоже нагреваются при смешении компонентов, но при этом внешний подогрев не успевает повысить их текучесть, само загустение происходит быстрее, чем повышение текучести. А вот полная полимеризация - у всех по-разному, от 30 минут до 8 часов, в зависимости от состава (и в первую очередь - отвердителя), и хотя внешний подогрев ускоряет полимеризацию, прочность склейки при этом обычно страдает.

Аватара пользователя
моторист
посты: 3929
: 19 мар 2010, 10:24
: Владислав
: Москва-Зеленоград
Благодарил (а): 120 раз
Поблагодарили: 428 раз

пост моторист » 26 апр 2021, 11:21 » Re: Небольшое эссе об эпоксидной смоле

В РусХиме я покупал Эд-20 и отвердитель Этал-45. Он как раз идёт 1:2 по весу. Негорюч, ненядовит, не воняет и не пенится при передозе. Правда, полимеризуется часов 12, но в стекло. Единственное - цвет у него густо-коричневый, соответственно сам клей после смешивания тимеет цвет крепкого чая. Но при работе с палисандром, венге, орехом, падуком это в принципе только плюс.

Ответить

Вернуться в «Покрытие маслом, грунтовка, порозаполнение»