Слово «смола» относится к широкому спектру как природных, так и промышленных соединений. В рамках данного обсуждения мы сосредоточимся на типах очень универсальных пластикоподобных веществ, известных как эпоксидная и полиэфирная смолы. Эпоксидная смола обычно упаковывается в виде двух отдельных соединений — смолы и отвердителя, которые необходимо смешать для начала процесса схватывания и получения твердого пластикоподобного вещества. Полиэфирные смолы продаются в виде единого вещества, которое затвердевает под воздействием химического катализатора или ультрафиолетового света. Чтобы помочь вам определить, нужна ли для вашего проекта смола, и какой тип смолы использовать, мы представили краткий обзор того, что такое смола, и каковы области ее применения.
Смола с первого взгляда
Итак, что такое смола? Натуральные смолы — это вещества, выделяемые растениями для создания защитного барьера после травм. Аналогичным образом, синтетические смолы используются для производства высокоэффективных покрытий, структурных клеев и композитов. Поэтому смолы бывают самыми разнообразными — от тонкослойных покрытий до жидких литьевых смол для получения абсолютно твердых пластмассоподобных компонентов. В промышленности смолы широко используются для очень широкого спектра применений. Для мастеров и ремесленников смолы обеспечивают не только возможность нанесения покрытий и клея, но и позволяют изготавливать совершенно новые и индивидуальные изделия.
Виды смол
При изготовлении DIY или поделок вам придется выбирать между эпоксидной и полиэфирной смолой. Эти виды смол отличаются не только процессом затвердевания, но и своими защитными, клеящими и структурными свойствами.
В чем же разница между эпоксидной и полиэфирной смолой? Основное различие заключается в способе отверждения. Эпоксидная смола требует специального отвердителя, в то время как полиэфирная использует катализатор для химической реакции, которая ускоряет процесс отверждения. Эпоксидная смола начинает отверждаться только после того, как отвердитель будет размешан в ней. В полиэфирной смоле производитель уже соединил смолу с отвердителем, но в таком соотношении, что хотя процесс отверждения уже начался, он идет крайне медленно. Поэтому для отверждения этой смолы требуется катализатор, который может быть либо химическим веществом, либо ультрафиолетовым излучением. Именно поэтому полиэфирная смола имеет срок годности.
С точки зрения свойств, полиэфирная смола соединяется с шероховатой поверхностью на близком уровне. Другими словами, полиэстер прилипает к поверхности, потому что прочная внутренняя структура отвержденной смолы достаточно близка к текстурированной поверхности, чтобы за нее можно было зацепиться (немного похоже на создание микроскопических частей лобзика). Эпоксидная смола также работает подобным образом, но, кроме того, она образует ионные связи с другими материалами на атомном уровне. Поэтому эпоксидная смола является более прочной из двух типов смол. Однако есть обстоятельства, при которых полиэстер предпочтительнее эпоксидной смолы. Ниже мы рассмотрим каждый из этих типов смол.
Эпоксидная смола
Эпоксидная смола — это особое вещество, обладающее особо прочными свойствами. Эта смола известна своей химической стойкостью и отличными клеящими свойствами. Если вам нужен очень прочный продукт из смолы, то эпоксидная смола — лучший вариант. Благодаря прочной отделке и хорошей адгезии, эта смола идеально подходит для широкого спектра применений.
Преимущества эпоксидной смолы
Эпоксидная смола используется в герметиках, лаках, заливочных и замазочных составах, красках и во всех других областях промышленности. Эпоксидная смола не дает усадки при отверждении, что делает ее идеальной смолой для литья и заполнения зазоров. Она также устойчива к влаге и химическим веществам, обладает электроизоляционными свойствами и очень ударопрочна. Для больших изделий и дополнительной прочности он может быть усилен волокнами и другими структурными элементами.
Помимо превосходных адгезивных свойств, эпоксидная смола имеет высокое соотношение веса и прочности, что делает ее отличным вариантом для проектов по литью смолы. Эта характеристика, в сочетании со способностью соединяться с другими материалами, также делает ее очень полезной для заполнения зазоров, поскольку после отверждения ее можно шлифовать и придавать ей нужную форму.
Недостатки эпоксидной смолы
Эпоксидная смола не устойчива к ультрафиолетовому излучению. Это особенно актуально для эпоксидной краски, которая желтеет и становится похожей на мел после слишком долгого пребывания на солнце. Хотя эпоксидная смола является водостойкой и застывает в воде, некоторые виды эпоксидной смолы пористые, что означает, что они не являются водостойкими.
Эпоксидные покрытия не могут получить гелькоут, и хотя эпоксидное покрытие будет прилипать к поверхности полиэфирной смолы, обратное не происходит. Эпоксидная смола затвердевает только постепенно, поэтому для достижения полной прочности может потребоваться некоторое время.
Полиэфирная смола
Если эпоксидная смола образуется при смешивании смолы с отвердителем, то полиэфирная смола является результатом химической реакции, которая происходит при смешивании дибазовых органических кислот с полигидрическими спиртами. В результате получается прочная пластичная субстанция, имеющая сходство с эпоксидной смолой, но также и некоторые существенные отличия. Поскольку для химической реакции, в результате которой образуется полиэфирная смола, требуется катализатор, скорость протекания реакции можно контролировать, и эта смола отвердевает очень быстро. В отличие от эпоксидной смолы, полиэфирная не ослабевает под воздействием ультрафиолета, поэтому к полиэфирной смоле можно применять ультрафиолетовое отверждение, что избавляет от необходимости отмерять и смешивать каталитические химикаты.
Преимущества полиэфирной смолы
Полиэфирная смола обладает превосходными гидроизоляционными свойствами. Она обладает высокой устойчивостью к коррозии, ржавчине и кислотным веществам. Она также может выдерживать очень высокую температуру. Поэтому полиэфирные эпоксидные краски используются в качестве порошковых покрытий в бытовой технике, например, в стиральных машинах. Она также очень полезна в грунтовках, особенно для морского применения и для покрытия поверхностей, подвергающихся воздействию вредных химических веществ и кислот.
В отличие от эпоксидной смолы, полиэфирная смола не связывается с другим материалом на атомном уровне. Поэтому адгезионные качества полиэфирной смолы уступают эпоксидной. Однако она обладает хорошими смачивающими свойствами и низкой усадкой, что позволяет использовать ее с большим эффектом в сочетании со структурными добавками, такими как стекловолокно, для получения прочных пластиковых оболочек.
Недостатки полиэфирной смолы
Полиэфирная смола не такая прочная, как эпоксидная. Поэтому вам нужно решить, нужна ли вам большая гидроизоляция или большее сцепление и прочность для вашего конечного проекта. Она также менее эффективна в качестве заполнителя зазоров, чем эпоксидная смола.
Если вы не используете полиэфирную смолу, отверждаемую УФ-излучением, очень важно, чтобы катализатор был нанесен точно. Если использовать слишком много катализатора, то есть риск обугливания материала, в результате чего может получиться хрупкая или резиновая субстанция. Химикаты, используемые для производства полиэфирной смолы, очень токсичны, поэтому при работе с ними необходимо использовать соответствующие средства защиты. Кроме того, некоторые полиэфирные смолы требуют катализатора и тепла для отверждения, поэтому работа с ними может быть опасной.
Хотя УФ-отверждаемая смола устраняет эту проблему, проникновение ультрафиолетового света в вещество ограничено, поэтому УФ-отверждаемую смолу можно наносить только тонким слоем за один раз. Поэтому она не подходит, если вам нужна литьевая смола. Однако она очень полезна, если вы наносите защитный слой на небольшой хрупкий предмет, поскольку полиэфирные смолы менее склонны к пожелтению со временем, чем эпоксидные покрытия.
Поскольку полиэфирные смолы чаще всего поставляются в предварительно смешанной или «раскрученной» форме, где уже идет процесс отверждения, эта смола не может храниться бесконечно долго и должна быть использована в течение оговоренного производителем срока. Поэтому обязательно покупайте только то количество, которое вам понадобится для конкретного проекта.
Эпоксидная смола в сравнении с полиэфирной смолой
Для удобства мы привели ниже краткое сравнение эпоксидной и полиэфирной смол:
| Свойства | Эпоксидная смола | Полиэфирная смола |
| Прочность | Очень прочный | Довольно прочный, но слабее, чем эпоксидная смола |
| Долговечность | Высокопрочный, химически стойкий, но разрушается под воздействием ультрафиолета | Высокая прочность, устойчивость к ржавчине, коррозии, химикатам и ультрафиолету |
| Водонепроницаемость | Водостойкий, но не все эпоксидные смолы являются водостойкими | Водонепроницаемый. Идеально подходит для морского применения |
| Адгезия | Отличная. Сцепление на атомном уровне | Хорошо на хорошо подготовленной поверхности. Сцепление на близком уровне |
| Токсичность | Может вызвать раздражение кожи при повторном воздействии | Может быть очень токсичным. Требуется защитное снаряжение |
| Время затвердевания | Затвердевает медленно | Затвердевает быстро, но может определяться количеством используемого катализатора |
| Простота использования | Требует правильного измерения, но не слишком сложен в использовании | Может быть сложным в использовании |
Использование смолы
Некоторые виды смолы очень просты в использовании и требуют минимальной подготовки и осторожности. Другие более сложны и потенциально вредны, если не соблюдаются правильные процессы. Ниже приведен краткий обзор основных типов смол, с которыми вы можете столкнуться, и о чем следует помнить при их использовании.
Производители и разработчики
При покупке любого типа смолы важно знать, что производители смол продают свою продукцию преимущественно крупным промышленным клиентам. Клеи, покрытия и другие виды смол, доступные среднему потребителю, продаются не основными производителями смол, а компаниями, которые используют эти смолы для создания своих собственных уникальных рецептур. Каждая компания (или составитель) добавляет различные вещества для модификации используемых ими смол по разным причинам — от повышения экономической эффективности до удобства. В результате не все продукты из смолы одного типа будут работать одинаково. Поэтому перед покупкой убедитесь, что выбранная вами марка лучше всего подходит для ваших конкретных нужд.
Эпоксидные клеи
Эпоксидные клеи выпускаются в различных формах — от очень жидких до похожих на шпатлевку веществ. Любой тип требует смешивания смолы с отвердителем. Если вы не обладаете привычной точностью, вам будет полезно выбрать продукт, облегчающий смешивание, например, эпоксидный клей с соотношением смешивания 1:1 или тот, который поставляется в упаковке, предназначенной для выпуска одинакового количества (как два соединенных шприца). Помните, если вы используете слишком много отвердителя, ваше соединение будет слабым, если вы используете слишком много смолы, ваше соединение может никогда полностью не отвердеть. Всегда следите за тем, чтобы поверхность, на которую вы хотите нанести клей, была очищена от любых других веществ. Отшлифуйте все склеиваемые поверхности, чтобы создать определенную текстуру.
Эпоксидные отвердители могут быть токсичными, а эпоксидные смолы относятся к категории раздражающих веществ, поэтому лучше избегать попадания большого количества эпоксидного клея на кожу. Эпоксидные клеи типа шпатлевки предназначены для работы с ними в неотвержденном состоянии, поэтому имейте в виду, что хотя непосредственная токсичность маловероятна, длительный контакт может привести к аллергическому дерматиту. Если вы часто используете эпоксидную шпатлевку, надевайте перчатки. Кроме того, не шлифуйте и не сверлите эпоксидную шпаклевку до ее полного отверждения, так как при вдыхании пыли она может быть токсичной.
Полиэфирный клей
Хотя эпоксидная смола является лучшим типом смолы для адгезии, удобство УФ-отверждаемой смолы означает, что существует хороший вариант полиэфирного клея. Нанося тонкие слои смолы, а затем отверждая их под ультрафиолетовым светом, можно отремонтировать объект без необходимости проходить грязный путь смешивания и нанесения эпоксидного клея. Помните, что поскольку смола, используемая для этого типа клея, представляет собой предварительно смешанный полиэстер, она уже находится в процессе отверждения. Это означает, что жидкий компонент в наборе УФ-клея со временем затвердеет в тюбике, если вы не используете его до истечения срока годности.
Эпоксидные покрытия
Если вам нужно очень прочное и износостойкое покрытие, то лак или герметик на основе эпоксидной смолы — идеальный вариант. Однако имейте в виду, что хотя эпоксидная смола и является водостойкой, некоторые виды достаточно пористые и не являются полностью водонепроницаемыми. Поэтому в морских условиях эпоксидные покрытия лучше использовать внутри судна. Эпоксидная смола, подвергающаяся воздействию высоких уровней ультрафиолета, может со временем разрушаться, в результате чего она приобретает меловой вид.
Как и в случае с клеем, убедитесь, что все покрываемые поверхности чистые, без ржавчины, краски или масел и слегка отшлифованы для обеспечения адгезии. В зависимости от используемой формулы токсичность эпоксидных покрытий может быть разной, поэтому соблюдайте меры предосторожности, указанные на упаковке.
Эпоксидная смола имеет более длительное время отверждения, чем полиэстер. Хотя в конечном итоге вы получите очень прочную и долговечную поверхность, вам, возможно, придется подождать некоторое время, прежде чем покрытие достигнет своей прочности. Поэтому не наносите эпоксидное покрытие на изделие, если вам нужно использовать его немедленно.
Вы можете использовать эпоксидную смолу в качестве носителя пигмента в искусстве и ремесле, но помните, что эпоксидная смола со временем немного желтеет, что может повлиять на цвет со временем. Этот фактор может быть перевешен тем фактом, что использовать эпоксидную смолу в искусстве и ремесле гораздо проще и менее токсично, чем полиэфирную смолу.
Полиэфирные покрытия
Если вам нужно водонепроницаемое, устойчивое к ржавчине, коррозии и высоким температурам покрытие, то покрытие из полиэфирной смолы — идеальный вариант. Полиэфирная смола является идеальной грунтовкой или подложкой и очень хорошо принимает гелькоут. Эпоксидная смола также прилипает к полиэстеру, поэтому если вам нужна водонепроницаемая поверхность, которая также очень прочная, то вы можете покрыть ее полиэстером, а затем эпоксидной смолой. Только помните, что эта поверхность не должна подвергаться прямому воздействию солнечных лучей, иначе ультрафиолет, содержащийся в солнечном свете, разрушит эпоксидную смолу.
Поскольку полиэфирная смола сцепляется не так легко, как эпоксидная, необходима оптимальная подготовка поверхности. Кроме того, полистирольная смола довольно токсична и выделяет очень сильный запах, поэтому работайте в хорошо проветриваемом помещении и надевайте защитную одежду. Одним из главных преимуществ является то, что полиэстер очень быстро застывает, поэтому у вас не будет длительного времени на сушку.
Литьевые смолы
При литье смолы подготовка является ключевым моментом. Убедитесь, что вы работаете в хорошо проветриваемом помещении, особенно при работе с полиэфирной смолой. Постелите ткань или бумагу для защиты любых поверхностей и положите перчатки, очки и респиратор, если в вашей смоле есть отвердитель, катализатор или инициирующий агент с сильным запахом. Если для смешивания или застывания смолы требуется тепло, убедитесь, что все легковоспламеняющиеся предметы находятся вне рабочей зоны.
При подготовке форм убедитесь, что они имеют достаточную опору, чтобы при заливке смолы они не опрокидывались и не протекали. Кроме того, если вы не используете силиконовые формы, всегда используйте разделительный агент для выстилания формы, так как эпоксидная и полиэфирная смола обладают сильными связующими свойствами.
При смешивании смол вам понадобятся мерные стаканы или весы, чтобы убедиться, что вы используете именно точное количество каждого вещества. Неправильное соотношение отрицательно скажется на результате. Всегда читайте инструкции, так как процесс смешивания может отличаться у разных марок.
Помните, что хотя смола, отверждаемая ультрафиолетом, очень удобна и более безопасна в использовании, чем другие смолы, она не подходит для литья, поскольку ультрафиолетовый свет не может проникнуть достаточно глубоко в объект для полного отверждения смолы.
Стекловолокно
Для больших объектов можно использовать армирующие элементы, такие как стекловолокно. Вы будете использовать тот же процесс, что и при литье смолы, за исключением того, что волокна нужно будет вводить после создания гладкого внешнего слоя, поэтому вы не будете лить все сразу, а будете наносить смолу слоями. Если вы решите использовать стекловолокно, то обязательно защитите себя, так как эти мельчайшие стеклянные волокна достаточно тонкие, чтобы вдыхать их, и достаточно острые, чтобы надолго повредить легкие, дыхательные пути и глаза. Одним из преимуществ использования армирующих элементов является то, что вы можете создать нечто достаточно большое, но при этом прочное и долговечное.
При выборе смолы используйте эпоксидную смолу, если вам нужна большая гибкость объекта, но выбирайте полиэфир, если вам нужна более жесткая структура.
Итак, если вы искали ответы на вопросы «что такое смола?» и «для чего используется смола?», это руководство выше должно было охватить все, что вам нужно было знать. Смола — это очень полезное вещество, которое может применяться во всех видах деятельности. Для всех, кто интересуется DIY, искусством и ремеслами, знание того, как использовать смолу, может быть невероятно полезным.
Часто задаваемые вопросы
Для чего используется смола?
Смола — это универсальное вещество, которое можно использовать для множества целей. Она обычно используется для изготовления прочных отливок, предметов декоративно-прикладного искусства, напольных покрытий, столешниц и многого другого. Смолу можно использовать для изготовления пластмасс, и она является отличным клеем.
Является ли смола пластмассой?
Смола отличается от пластика тем, что пластик имеет более синтетический состав полимеров. Некоторые эпоксидные смолы частично получены из растений. Так что технически смола не является пластмассой. Однако существуют специальные продукты из пластиковой смолы.
Сделана ли смола из пластика?
Нет, это совершенно разные соединения. Из чего же тогда сделана смола? Смолы имеют растительное или синтетическое происхождение и превращаются в полимеры. Смола не производится из пластмассы, хотя по внешнему виду они имеют много общих качеств.
Насколько прочна смола?
Существуют различные виды смолы с разной степенью прочности. Эпоксидная смола — самая прочная смола, и она была разработана для того, чтобы выдерживать все виды интенсивного механического давления. Это делает эпоксидную смолу пригодной для самых разных целей.
Тверже ли смола, чем дерево?
Хотя это зависит от типа смолы и породы дерева, смола обычно считается более прочным веществом. Смола часто используется в качестве защитного покрытия для древесины, и с ее помощью можно с большой прочностью соединить два куска дерева.
Является ли смола более прочной, чем ABS?
Какова прочность смолы по сравнению с ABS? Смола обладает большей прочностью на разрыв и эластичностью по сравнению с ABS. Это делает ее отличным продуктом для прочных и ударопрочных целей.
