Как эпоксидная смола будет взаимодействовать с водой

Эпоксидка и вода

Одними из самых лучших качеств эпоксидного состава, применяемых для декоративной заливки полов, является их износоустойчивость и гидроизоляционные свойства. В данном случае речь идет не о возможности проникновения случайно пролитой воды в нижележащие слои под заливкой эпоксидной смолы, а возможность покрытия не пропустить ниже большие массивы воды.

Рассмотрим, как вообще взаимодействует эпоксидная смола с водой, почему, если полимер разбавить, то он потеряет все основные свойства. Как можно использовать воду и эпоксидную смолу в декоративном плане.

Это связано с особой молекулярной структурой полимеризованного массива эпоксидной смолы, где сшивание поливинилацеталей, образующих высокомолекулярные соединения под воздействием отвердителей-аминов, многоосновных карбоновых кислот и их ангидридов) проходит с участием гидроксильных групп. То есть места для молекул воду после полной полимеризации эпоксидных составов уже не остается. И как бы не изменялись условия окружающей среды в виде повышения влажности или температуры до каких-то критических пределов, застывшая кристаллическая полимерная структура затвердевшей под воздействием аминов смолы свои свойства гидроизолятора не изменит. Это как если бы швы и стыки залили расплавленным стеклом и дали остыть. С той лишь разницей, что эпоксидка не требует таких экстремально-высоких температур, как для плавления стекла. При этом она легче его в 2-3 раза и безопаснее в эксплуатации.

Гидроксильные группы играют наибольшую роль при взаимодействии наполнителей с эпоксидными смолами. Однако кроме гидроксильных групп на поверхности гидрофильных неорганических оксидов и силикатов адсорбируются молекулы воды, количество которой зависит от влажности окружающей среды. Адсорбированная вода оказывает отрицательное влияние на адгезию эпоксидных смол, препятствуя образованию прочных химических и водородных связей между поверхностью наполнителя и полимером, особенно при отверждении при комнатной температуре. Координационно-ненасыщенные центры практически полностью блокированы адсорбированными молекулами воды. Адсорбированные молекулы и атомы создают новые поверхностные состояния или изменяют параметры существующих электронных поверхностных состояний, а энергетический спектр поверхности во многом определяет характер физического и химического взаимодействия полимер — наполнитель.

Для повышения химической стойкости эпоксидных покрытий важное значение имеет тщательный подбор других компонентов лакокрасочного материала, в особенности растворителей. Растворители могут реагировать с эпоксидной смолой или отвердителями, регулируя таким образом процесс отверждения. Так, кетоны, взаимодействуя с аминами, увеличивают жизнеспособность системы после смешения смолы с отвердителем. Спирты, наоборот, ускоряют отверждение и, следовательно, снижают жизнеспособность системы. Гликоли снижают водо- и кислотостойкость покрытий. Лучшими растворителями для эпоксидных смол являются ароматические углеводороды (ксилол, толуол) и такие полярные растворители, как метилэтилкетон, метилизобутилкетон, бутанол, циклогексанон.

Что будет, если добавить в эпоксидную смолу воду?

Попробуем поэкспериментировать, и намерено добавить воду в застывающий состав, чтобы посмотреть, что из этого получится. Многие специалисты используют данный процесс для создания художественных эффектов.

К примеру, если добавить воду в застывающую эпоксидную смолу в самом начале полимеризации, то при тщательном перемешивании, получится бело-молочный цвет или же кремовый оттенок.

Красивый стол

Если же воду добавили и размешали на стадии «желе», тогда масса проворачивается лопаточкой с большим трудом, зато в прозрачной эпоксидной смоле получатся прозрачные полосы и интересные завихрения, которые будут чередоваться с теми же бело-молочными полосами.

Кстати, если в воду добавить еще и красители, то эффекты в эпоксидке будут еще ярче, красочнее и живописнее.

Все получается довольно красиво и интересно, но в данном вопросе никак не обойтись без «но». Вода, которую ввели в застывающую эпоксидку на любой стадии процесса, значительно ослабляет все ее физические характеристики.

Получается, что изделия из эпоксидной смолы с добавлением воды будут:

  • Хрупкими. Притом участки со слабой структурой придутся на границы сред «застывшая эпоксидка и вода». Хотя, при продуманной системе помешивания, когда полученные завитушки и извилистые линии будут располагаться в одной плоскости, сильный удар по такому изделию может расколоть слиток на причудливые пластины с бороздками, из которых в дальнейшем частично испарится заключенная в массу отливки вода, что может дать интересные художественные эффекты. Можно даже сказать, что в минусе есть свой плюс, но лучше относится к изделиям из эпоксидной смолы с добавлением воды довольно аккуратно и бережно, чтобы их не разбить.
  • Мелкопористыми. Данные отливки получают из хорошо перемешанной с небольшим количеством воды еще жидкой смолы. Что тоже может послужить способом получения интересных поделок, особенно если делать спилы таких застывших слитков, а потом эти спилы тщательно отполировать.

Читайте также: Сколько сохнет эпоксидка

Хочется сделать вывод, что в любом случае, добавление воды в застывающий эпоксидный состав, ее количество должно быть не более 7% ко всему объему. Если же пренебречь этим правилом и добавить намного больше, то застывание изделия может вообще не произойти, тогда получатся разрозненные фрагменты. В общем, полимеризация произойдет не во всей толщине изделия.

Смола с водой и аминовым отвердителем ПЭПА

Что касается контактов эпоксидок, в которые введены отвердители, с водой или даже с парами воды, то старайтесь избегать их, из-за таких контактов застывающая эпоксидная смола может затуманиться.

Интересный пассаж, правда, но мы будем не избегать контактов «даже с парами воды», а намеренно вводить воду в застывающий эпоксидный состав. Дело в том, что этот процесс используют для создания художественных эффектов.

Например, добавление воды в застывающий состав в начале полимеризации, при тщательном перемешивании, даст молочно-белую или с кремовым оттенком толщу застывшего полимера.

Если добавление и размешивание воды с эпоксидкой было сделано уже на стадии желе, когда масса проворачивается лопаточкой или шпателем с трудом, то в прозрачной толще готовой эпоксидки прозрачные полосы и завихрения будут чередоваться с теми же молочно-белыми. Если же воду окрасить растворимым в воде красителями, то эффекты будут еще красочнее и живописнее.

Нужно иметь в виду, что перемешивание смеси на этих стадиях отверждения неминуемо приведет к образованию пузырьков разного размера в толще эпоксидки, которые на поверхность уже не выйдут.

Милое изделие

Однако без «но» в этом вопросе не обойтись: вода, введенная в застывающую эпоксидную смолу на любой стадии этого процесса, существенно ослабляет все без исключения ее физические характеристики, делая изделия из нее:

  • Хрупкими. Притом участки с наиболее слабой структурой придутся на границы сред «застывшая эпоксидная смола – вода». Впрочем, при продуманной системе помешивания, когда спирали и извилистые линии будут располагаться в одной плоскости, сильный удар по такой застывшей заготовке может расколоть слиток на причудливые пластины с бороздками, из которых в дальнейшем частично испарится заключенная в массу отливки вода, что может дать интересные художественные эффекты.
  • Мелкопористыми. Такие отливки получают из хорошо перемешанной с небольшим количеством воды еще жидкой смолы. Что тоже может послужить способом получения интересных поделок, особенно если делать спилы таких застывших слитков, а потом эти спилы тщательно отполировать.

В любых случаях добавления воды в застывающий эпоксидный состав ее количество должно быть не более 5-7% к объему эпоксидного состава. В случае, если воды будет больше, застывания всей массы состава может вообще не произойти, получатся разрозненные фрагменты «кусков льда в сиропе», то есть полимеризация произойдет не во всей толще состава.

Смола с тетрааминовым отвердителем ТЭТА и водой

Совсем другая картина может наблюдаться, когда катализатором реакции полимеризации выступает отвердитель на тетрааминах ТЭТА. В отличие от полиэтиленполиаминовых отвердителей, ТЭТА относится к «горячим» видам катализаторов, то есть при смешивании его с эпоксидной основой, которой бывает в 10 раз больше, чем отвердителя, сам процесс сопровождается существенным нагреванием общей массы эпоксидной смолы и отвердителя.

С отвердителем ТЭТА

Нагревание будет тем большим, чем больше объем замешиваемого эпоксидного состава.

Настолько большим, что если задумаете развести сразу более 100 куб. мм, не говоря уже о двухстах, трехстах, то, в зависимости и от температуры окружающей среды, смола с отвердителем может саморазогреться до такой степени, что закипит с образованием множества пузырей в ее толще. При еще больших объемах может даже задымиться и воспламениться. Поэтому разводить большие массы эпоксидного состава с отвердителями ТЭТА не рекомендуют, если только:

  • Не предусмотрен эффективный отвод тепла от сосуда, где происходит полимеризация. Для большего эффекта такого отвода предварительно охлаждают и отвердитель, и саму эпоксидную смолу.
  • Если вода добавлена в смесь эпоксидки и отвердителя при комнатной температуре (20-24°C). тогда при нагреве всей массы в сосуде перемешивания вода тоже начнет греться с образованием пузырей, но ее наличие не даст полимеризуемой массе ни задымиться, ни тем более воспламениться. Получатся белесые разводы от воды плюс пузырьки разного размера, пронизывающие всю толщу застывающего полимера. Это тоже может образовать определенный художественный эффект, важно только, чтобы реакция полимеризации прошла полностью, захватит всю массу эпоксидной смолы, без образования после своего окончания липкой пленки – свидетельства того, что часть смолы в реакцию не вступила или, что в реакцию не вступил весь отвердитель. Это могло быть оттого, что он слишком старый или его было в избытке.

Источники

  • https://practeco.ru/tekhnologiya/epoksidka-i-voda.html
  • https://www.chem21.info/info/714139/
  • https://zen.yandex.ru/media/practeco/chto-budet-esli-dobavit-v-epoksidnuiu-smolu-vodu-5d4d2f47e4f39f00add1a423
Автор статьи
Вячеслав Григорьев
Плотник с опытом работы более 20 лет. Использует эпоксидку при создании мебели и предметов интерьера.
Написано статей
33
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Albaruthenia.ru
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: