Эпоксидная смола. Гипотеза работы Предположим, что изделия из эпоксидной смолы практичные и удобные. Цель
 Скачать 29.94 Kb.
|
|
Введение В наш век информационных технологий декоративно-прикладное творчество не утратило своего значения. Всё так же мастера создают прекрасные работы в разных техниках, оттачивая и совершенствуя своё мастерство, давая возможность огромному числу людей любоваться красотой своих творений. Предметы и украшения ручной работы в наше время стали очень модными и ценятся высоко, но стало всё сложнее создать оригинальные техники для изготовления новых интересных изделий. И в последнее время становится всё более популярной техника изготовления украшений с использованием эпоксидной смолы. Мне понравились необычный вид и фактура, которую даёт при застывании эпоксидная смола, её широкие возможности для воплощения самых фантастических идей. Я приобрела все необходимые материалы для работы и приступила к работе. Работа оказалась непростой, но очень интересной. Информацию о тонкостях технологических процессов с эпоксидной смолой я нашла в Интернете. Мне захотелось опытным путём раскрыть все возможности такого материала как эпоксидная смола, при изготовлении украшений и аксессуаров, а также научиться всем тонкостям работы в этом виде декоративно-прикладного творчества Эпоксидная смола для бижутерии представляет собой современный химический материал, имеющий большую популярность среди мастеров, создающих украшения ручной работы. Из пластичной массы можно изготовить изделия, полностью имитирующие стекло. Необычайно привлекательно выглядят природные материалы (шишки, сухие цветы, листья и прочие), залитые прозрачным глянцем. Гипотеза работы: Предположим, что изделия из эпоксидной смолы практичные и удобные. Цель: Отработать технику изготовления различных изделий декоративно-прикладного творчества из эпоксидной смолы. Задачи исследования: 1. Изготовить украшения с использованием эпоксидной смолы; 2. Усовершенствовать и закрепить навыки по работе с эпоксидной смолой; 3. Расширить и углубить знания о происхождении эпоксидной смолы и областях её применения; 4. Приобрести опыт работы с информацией из Интернета; 5. Получить эмоциональное удовольствие от работы. Объект исследования: Эпоксидная смола. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 1.1.История появления эпоксидной смолы. Слово "эпоксид" образовано от двух греческих корней: epi - "над" и oxy - "кислый". История возникновения и широкого развития эпоксидных соединений восходит к началу прошлого столетия, когда в 1908 г. известным русским химиком Н.А. Прилежаевым была открыта реакция с образованием эпоксидных соединений, получившая его имя. В 1936 г. швейцарский учёный П. Кастан синтезировал низковязкую смолу янтарного цвета, которая при взаимодействии с определёнными компонентами переходила в неплавкое и нерастворимое состояние. Он предложил применять такие смолы в производстве зубных протезов и некоторых литых изделий. В 1936 г. американский химик С. Гринли синтезировал ряд аналогичных смол, рекомендованных для получения защитных покрытий. Это направление оказалось весьма перспективным. Однако первый успешный промышленный выпуск таких смол состоялся лишь в 1947 году. В дальнейшем в течение 10 лет объём их производства составил более 13,6 тыс.т., а в последующие шесть лет увеличился в 3 раза. В конце 1950-х гг. были синтезированы новые эпоксидные смолы (ЭС), отличающиеся от вышеописанных и получившие название эпоксидно-диановых. В конце 1960-х гг. промышленностью было освоено производство не менее 25 типов этих смол. В то время термин «эпоксидные смолы» стал общим, и сейчас он относится к целому классу материалов. Следующие 30 лет характеризовались бурным ростом производства ЭС. К началу 1990-х гг. их потребление в странах Западной Европы составляло около 200 тыс. т/год, в США—примерно 180 тыс. т, в Японии — около 150 тыс. т, причем 2/3 мирового производства приходилось на два крупнейших международных концерна – в США и Великобритания. Эпоксидная смола [править | править код] Материал из Википедии — свободной энциклопедии Перейти к навигацииПерейти к поиску Структура эпоксидной смолы — продукта конденсации эпихлоргидрина с бисфенолом А, n = 0-25 Эпоксидная смола — олигомеры, содержащие эпоксидные группы и способные под действием отвердителей (полиаминов и др.) образовывать сшитые полимеры. Наиболее распространённые эпоксидные смолы — продукты поликонденсации эпихлоргидрина с фенолами, чаще всего — с бисфенолом А. Смолы на основе бисфенола А часто называются эпоксидно-диановыми в честь русского химика А. П. Дианина, впервые получившего бисфенол А[1]. Свойства Эпоксидные смолы стойки к действию галогенов, некоторых кислот (к сильным кислотам, особенно к кислотам-окислителям, имеют слабую устойчивость), щелочей, обладают высокой адгезией к металлам. Эпоксидная смола в зависимости от марки и производителя выглядит как прозрачная жидкость жёлто-оранжевого цвета, напоминающая мёд, или как коричневая твёрдая масса, напоминающая гудрон. Жидкая смола может иметь очень разный цвет — от белого и прозрачного до винно-красного (у эпоксидированного анилина). Следующие свойства имеет чистая, немодифицированная смола без наполнителей: Токсичность Хотя отверждённая по правильной технологии эпоксидная смола считается[кем?] абсолютно безвредной при нормальных условиях, её применение сильно ограничено, так как при отверждении в промышленных условиях в эпоксидной смоле остаётся некоторое количество золь-фракции — растворимого остатка. Он может нанести серьёзный урон здоровью, если будет вымыт растворителями и попадёт внутрь организма. В неотверждённом виде эпоксидные смолы достаточно ядовиты и могут также навредить здоровью. Но наиболее вредны многие отвердители, в том числе наиболее широко распространенные отверждающие при комнатной температуре — аминные.[источник не указан 355 дней] Эпоксидные смолы мутагенны, а у отдельных компонентов некоторых смол обнаружена и канцерогенность[2][3]. Эти свойства в какой-то мере может иметь и собственно эпоксидное кольцо, так как оно способно связываться с ДНК[4]. Некоторые смолы у некоторых людей вызывают аллергию. Чаще всего наблюдаемое вредное влияние эпоксидных смол — раздражение покровов тела[5]. В качестве отвердителей эпоксидных смол чаще всего используют амины, которые тоже проявляют токсичность и раздражающее действие[5][3][6]. Для работы с эпоксидными смолами необходимы непроницаемые перчатки (сменяемые при загрязнении смолой) и хорошая вентиляция. Токсичность менее вязких смол обычно выше, чем более вязких[2][4][6]. Модификации Эпоксидные смолы поддаются модификации. Различают химическую и физическую модификацию. Первая заключается в изменении строения сетки полимера путём добавления соединений, встраивающихся в состав оной. Как пример — добавление лапроксидов (простых полиэфиров спиртов, содержащих глицидиловые группы, например, ангидрида глицерина) в зависимости от функциональности и молекулярной массы придаёт отверждённой смоле эластичность, за счёт увеличения молекулярной массы межузлового фрагмента, но понижает её водостойкость. Добавление галоген- и фосфорорганических соединений придаёт смоле большую негорючесть. Добавление фенолформальдегидных смол позволяет отверждать эпоксидную смолу прямым нагревом без отвердителя, придаёт большую жёсткость, улучшает антифрикционные свойства, но понижает ударную вязкость[7]. Физическая модификация достигается добавлением в смолу веществ, не вступающих в химическую связь со связующим. Как пример — добавление каучука позволяет увеличить ударную вязкость отверждённой смолы. Добавление коллоидного диоксида титана увеличивает её коэффициент преломления и придаёт свойство непрозрачности к ультрафиолетовому излучению 1.2. Использование эпоксидной смолы в разных областях. Изделия с использование эпоксидной смолы используют в следующих областях: •Для пропитки стеклоткани или стеклонити. В качестве пропиточного средства для стеклоткани и для склеивания деталей эпоксидные составы используют в электротехнике, радиоэлектронике, автомобильной и авиационной отраслях промышленности, при производстве стеклопластика в строительстве, корабле- и машиностроении, в мастерских по ремонту лодочных корпусов и кузовных элементов автомобиля. •Покрытия для гидроизоляции. Эпоксидная смола нашла эффективное применение для гидроизоляции пола и стен подвальных помещений и бассейнов. •Химически стойкие покрытия. Краски и материалы для внутренней и наружной отделки зданий. Пропитки для повышения прочности и гидроизоляции пористых материалов: бетон, дерево и другие. •Прозрачный твердый материал, получаемый способом заливки в формы с последующей механической обработкой, путем резания и шлифовки. •Применяется для изготовления стеклопластиковых изделий в строительстве, электронной промышленности, дизайнерских работах, домашнем хозяйстве. •Выполняет функцию связующего компонента в процессе производства армированного пластика и защитных покрытий. Востребованная практически во всех отраслях промышленности эпоксидная смола, с точки зрения химического строения, представляет собой синтетическое олигомерное соединение, которое используется в комплексе с отвердителями, способствующими завершению процессов полимеризации. Именно эти процессы, после завершения которых, эпоксидная смола готова к использованию, определяют ее технические и эксплуатационные характеристики. С учетом этого, можно прийти к выводу, что эпоксидная смола не может использоваться в чистом виде. В процессе комбинации различных видов эпоксидных смол и отвердителей образуются разнообразные вещества, обладающие порой противоположными свойствами. Одни из них могут быть твердыми и жесткими, прочность которых превышает прочность стали, а другие, напротив, будут мягкими, по консистенции напоминающими резину. Эпоксидная смола в зависимости от марки и производителя выглядит как прозрачная жидкость желто-оранжевого цвета, напоминающая мёд, или как коричневая твёрдая масса, напоминающая гудрон. Жидкая смола может иметь очень разный цвет — от белого и прозрачного до винно-красного. 1.3.Виды эпоксидных смол. Температура отверждения эпоксидной смолы варьирует от -10 до +200°С в зависимости от вида применяемого состава. Различают смолы холодного и горячего отверждения. Эпоксидная смола и отвердитель холодного типа используется чаще всего в быту, на производствах с малой мощностью и там, где не допускается термическая обработка. Для изготовления высокопрочных изделий, способных выдерживать сильные нагрузки, высокую температуру и активные химические вещества, применяют отверждающие компоненты горячего типа. При горячем отверждении формируется более густая сетка полимерных молекул. Разработаны эпоксиды и составы, которые застывают в условиях влажной среды и даже в морской воде. 1.4. Эпоксидная смола для бижутерии. Представляет собой современный химический материал, имеющий большую популярность среди мастеров, создающих украшения ручной работы. Из пластичной массы можно изготовить изделия, полностью имитирующие стекло. Необычайно привлекательно выглядят природные материалы (шишки, сухие цветы, листья и прочие), залитые прозрачным глянцем. Людям, неравнодушным к красивым украшениям и увлекающимся созданием всевозможных поделок своими руками, очень интересно узнать, что собой представляет эпоксидная смола ювелирная, а также - какие существуют правила и тонкости работы с ней. Слово «смола» вызывает обычно ассоциацию с природным происхождением вещества. Но в данном случае речь идет о химическом продукте. Внешне глазурь представляет собой прозрачную жидкость, в составе которой есть два компонента: смола и затвердитель. При соединении вещества вступают в химическую реакцию, полимеризуясь друг с другом. В результате происходит полное отвердевание смолы. До начала полимеризации в глазурь можно добавлять твердые наполнители, которые могут менять свойства полученной пластмассы в желаемую сторону. Сырье для технических целей имеет ярко выраженный химический запах, а испарения раздражающе влияют на дыхательную систему. При работе с промышленным материалом следует использовать защитные средства. Эпоксидная смола для бижутерии и декоративных работ проверенных производителей не приносит вреда здоровью. 1.5. Выдерживаем температурный режим. Процесс полимеризации сопровождается выделением тепла. В результате химической реакции смола может нагреваться до 60 градусов. Эту особенность нужно учитывать при выборе заливочных форм, желательно, чтобы они были термоустойчивыми. Предварительный разогрев исходных компонентов ускоряет процесс полимеризации. При повышении температуры повышается текучесть смолы и снижается ее вязкость. Заливка эпоксидной смолой мелких деталей будет происходить быстрее и качественнее, если раствор предварительно прогреть до 25–30оС. Затем в него вводится наполнитель и только после этого отвердитель. Понижение температуры воздуха и избыток влаги негативно влияют на полимеризацию. При таких условиях процесс может слишком затянуться или вообще не дойти до завершения. Добиваемся нужной консистенции. Пока эпоксидная смола для бижутерии не вступила в стадию полимеризации, она сохраняет свойства вязкой жидкости. Если в раствор ввести сухой наполнитель, то он может опуститься вниз (цемент, гипс) или подняться на поверхность (деревянные крошки, пробка). Эту особенность материала нужно учитывать, выбирая литьевую форму и распределяя по ней состав. 1.6. Применение вспомогательных средств. Главная трудность, с которой придется столкнуться в процессе работы – воздушные пузырьки. Если дать смеси немного отстояться или слегка ее подогреть, то они всплывут наверх. Чтобы избавиться от пузырей, прилипших к форме, можно воспользоваться обычной зубочисткой. Твердые и жидкие добавки влияют на то, какими получатся в итоге украшения из эпоксидной смолы. Наиболее часто для этих целей применяют алебастр, цемент, мел, деревянную крошку или глиттер (блестки). Содержание добавки в общем объеме смеси – не более 50%. Сухие наполнители обеспечивают получение твердого, но хрупкого пластика. . 1.7.Техника безопасности при работе с эпоксидной смолой. 1.Всегда необходимо работать в одноразовых перчатках и одевать защитные очки, если возможны брызги. 2.Работать следует в респираторе. Смола может вызвать раздражение кожи. 3. Избегайте прямого контакта смолы, отвердителя и их смеси с кожей и работайте в перчатках и защитной одежде. 4.Попавшую на кожу смолу смывайте жидким мылом и обильным количеством воды сразу после контакта. Никогда не пользуйтесь для этих целей растворителями. 5. Не отвердевшая смола очень восприимчива к воде. Если смола пролилась или испачкала что-то, то в таком случае её очень легко смыть тёплой водой. Также водой удобно отмывать ёмкость, в которой разводилась эпоксидная смола 6.Если эпоксидная смола слишком густая, допускается разбавление её спиртом (так же разбавление спиртом увеличивает время реакции и смола дольше остаётся жидкой). Не используйте для этого растворители! Практическая часть .Технология создания изделий из смолы. Для работы потребуется: эпоксидная смола (комнатной температуры), отвердитель, два шприца, одноразовый стаканчик, палочка для перемешивания. 1.Смешиваем эпоксидную смолу и отвердитель в соотношении 2:1. Одним шприцом отмеряем смолу, вливаем в стаканчик, то же самое делаем с отвердителем. Рекомендуется вливать отвердитель в смолу, а не наоборот. Осторожно! Отвердитель обычно достаточно жидкий и может брызнуть, если надавить на шприц резко. Если требуется окрашенная смола, то добавляем несколько капель красителя и перемешиваем. 2. Тщательно перемешиваем две жидкости, пока содержимое стаканчика не станет однородным. Делаем это медленно, чтобы не образовывались пузырьки. Если эпоксидная смола и отвердитель жидкие, то образовавшиеся пузырьки быстро выходят на поверхность и лопаются, а если компоненты достаточно густые, то пузырьки останутся там, где были (степень густоты компонентов зависит от производителя). Если эпоксидка перемешана недостаточно хорошо, она плохо застынет. 3. Полученная смесь имеет жидкую консистенцию, поэтому ее нужно отставить в сторону на 40-60 минут. Надо подождать пока содержимое стаканчика приобретет необходимую для работы консистенцию вязкости густого киселя. 2.2 .Условные стадии застывания и что удобно делать на каждой из них. 1) сначала эпоксидка достаточно жидкая и легко стекает с палочки, которой ее перемешивали - подходит для заливки в формы, благодаря своей жидкости она затекает во все уголки (более густая может не затечь в крохотные углубления и тогда рельеф будет уже не тот, если форма рельефная). 2) позже она начинает держаться на ней, как жидкий мед - подходит для создания выпуклой линзы на плоской основе, если делать линзы, когда эпоксидка более жидкая, то она будет легко стекать с заготовки вниз, не формируя линзу. На этой стадии также можно заливать формы, если в них нет ярко выраженного рельефа (например, полусферы.) 3) потом как густой мед - при набирании на палочку образуются пузырьки, которые очень сложно достать. Подходит для приклеивания деталей друг к другу. Эпоксидка имеет хорошую адгезию (хорошо прилипает) к большинству материалов, поэтому может использоваться, как клей. Не прилипает к полиэтилену, полипропилену, силикону, резине, от этих материалов она легко отслаивается (поэтому формы для заливки нужно выбирать и этих материалов). Не прилипает еще к жирным поверхностям (поэтому, если нет формы из подходящего материала, то можно любую смазать растительным маслом и заливать в нее. Но сначала обязательно нужно протестировать, как ваша эпоксидка отреагирует именно на это масло). 4) через некоторое время отделить палочкой часть эпоксидки от основной массы становится проблематично. Она еще липкая, но уже очень густая. 5) резиновая фаза - эпоксидка уже не липнет, но она еще не приобрела окончательной твердости, она гнется как резина. На этой стадии эпоксидку можно гнуть, мять и т.д., что открывает просторы для полета воображения) Если вы надо, чтобы она застыла в деформированном положении - закрепите ее в нем, иначе она распрямится обратно. 6) твердая, окончательно застывшая эпоксидка. Ногтем не продавливается, на ощупь - твердый пластик. У разных производителей время застывания отличается, поэтому определить время этих стадий можно только опытным путем. 4. Тонкой струйкой смола выливается в молд или в заливаемую форму. Очень удобно формовать украшения из эпоксидной смолы в силиконовой емкости. В этот момент необходимо избавить её от пузырьков с помощью зубочистки. ВАЖНО! На эпоксидку отлично липнет вся пыль, которая летает поблизости, поэтому на время застывания ее нужно защитить от попадания разной грязи, накрыв заготовки крышками (например, пластиковые контейнеры разного размера). 5.Полученной смеси дают подсохнуть в течение 15–20 минут. С помощью пинцета на застывшую поверхность выкладывают декоративные детали. Это могут быть разноцветные камешки, крошка, высохшие цветы, листочки и прочее. Сверху заливают оставшейся смесью. Распределить состав нужно равномерно так, чтобы он полностью покрыл внутренний элемент. 6. Оставляем для застывания на время от 8 до 24 часов (в зависимости от толщины слоя). Ждем до полного застывания, извлекаем застывшее изделие и любуемся красотой! 2.3.Особенности работы. Особенности работы: •рабочее место застелить полиэтиленом (файл), он не даст эпоксидке протечь на стол (бумагу она пропитывает и стол пачкается), к тому же к полиэтилену эпоксидка не прилипает, •эпоксидку можно подкрашивать. Чем: специальными тоннерами (обычно они дорогие), чернилами от ручек (обычных и гелевых, чернил нужно совсем чуточку), краской, которая внутри фломастеров и маркеров, витражными и акриловыми красками, •НЕЛЬЗЯ допускать попадания воды в эпоксидную смолу или отвердитель, или в уже смешанные компоненты. Поэтому не стоит работать с эпоксидкой при высокой влажности воздуха (она плохо застынет), •не стоит работать с эпоксидкой при температуре воздуха ниже 22 градусов, есть риск того, что она плохо застынет, •от холода (если зимой на балконе держать) в смоле могут появится крупинки или хлопья, тогда смолу нужно нагреть до 40-60градусов и тогда она придёт в изначальное состояние, •ускорить время застывания эпоксидки можно повысив температуру воздуха (поставить на батарею, например). Не делайте температуру слишком высокой, иначе эпоксидка может закипеть, образуя много пузырьков, •эпоксидка очень текучая, она стремиться стечь вниз, поэтому ее нельзя использовать в качестве лака для рельефных объектов, •если вы делаете линзы на плоских заготовках - следите, чтобы поверхность на которой это все происходит была абсолютно горизонтальной, иначе с одной стороны линзы будет выше, чем с другой, •если линза не покрывает края заготовки, а как бы сползается к центру, значит либо эпоксидки было налито мало, либо и мало и слишком жидкой. Можно исправить залив еще одним слоем, •если близко к поверхности эпоксидки появился пузырек - подуйте на это место через трубочку для напитков, или ещё что-то и пузырек лопнет, •если эпоксидка попала на руки, то оттереть ее легко с помощью спирта, а потом вымыть руки с мылом, при попадании в глаза - рекомендуется обратиться к врачу. |