Эпоксидные компаунды: виды, свойства, сферы применения
Эпоксидный компаунд
Десятки отраслей современной промышленности используют эпоксидные компаунды - искусственно синтезированные вещества, состоящие из нескольких компонентов. Уникальные свойства данных материалов позволяют надежно защищать поверхности электронных плат от воздействия влаги, создавать детали механизмов, изолировать элементы токопроводящих систем.
Понятие и история создания
Слово "компаунд" позаимствовано из английского языка: в переводе на русский compound обозначает "составной". Компаундами изначально называли тип паровых двигателей с двумя цилиндрами. С начала 20 века так стали называть сложные вещества, состоящие из нескольких компонентов. Эпоксиды - эфиры, летучие вещества, в молекуле которых присутствует атом кислорода. Слово "эпоксид" произошло от корней греческих слов epi - "над" и oxy - "кислый". Большинство эфиров представляют собой жидкости с резким эфирным запахом.
Честь создания эпоксидных компаундов принадлежит французскому ученому П. Кастану, который синтезировал в своей лаборатории эпоксидную смолу - вязкую жидкость янтарного цвета. Кастан выяснил, что данное вещество можно получить, смешав эпихлоргидрин с бисфенолом А. В последствии им было установлено, что при добавлении в смолу фталиевого ангидрида полученная смесь становилась твердой и не плавилась при нагревании до 95 С.
В 1936 году американскому химику С. Гринли Патентным Бюро США выдан документ по номером 2521911, фиксирующий авторское право на получение нескольких эпоксидных смол, свойства которых позволяли использовать такие составы в приборостроении и автомобилестроении. Промышленное производство эпоксидных компаундов было развернуто в 1947 году.
Состав, виды и применение
Эпоксидные компаунды состоят из нескольких компонентов:
- эпоксидной смолы;
- разбавителя;
- пластификатора;
- наполнителя;
- ускорителя отверждения;
- отвердителя.
Отвердитель хранят отдельно и добавляют в качестве дополнительного компонента перед применением смеси. В зависимости от цели использования компаунды делят на три основные группы:
- клеи;
- пропиточная;
- формовочная.
В первую группу входят вещества, предназначенные для соединения поверхностей разнородных материалов: эпоксидные смеси обладают высокой адгезией (способностью сцепления) к металлам, дереву, полимерам. Пропиточные смеси применяют для изоляции токопроводящих элементов и деталей: проводов, электросхем, частей электродвигателей и т.д. Такие компаунды обладают несколькими свойствами:
- малая начальная вязкость;
- высокая пропитывающая способность;
- малое водопоглощение;
- отличная цементирующая способность;
- нагревостойкость (способность сохранять структуру при нагреве до допустимой температуры);
- удовлетворительные электрические свойства при повышенных температуры и влажности.
При помощи формировочных эпоксидных компаундов производят объемные детали: корпуса узлов, агрегатов, футляры, оболочки. Предварительно смешанные компоненты заливают в формы до полного застывания. Смеси, предназначенные для производства жаропрочных деталей, застывают при дополнительном нагревании.
К заливочным компаундам предъявляют ряд требований:
- необходимая вязкость, которая способна обеспечить заполнение форм различных объемов;
- механическая прочность после полимеризации при статической и динамической нагрузках в условиях эксплуатации;
- малая водопоглощаемость, влагопроницаемость;
- высокая устойчивость к электричеству;
- стабильность электрических характеристик в работе;
- нагревостойкость, термостойкость при циклическом изменении температур.