DIY epoxidové tužidlo doma

V oblasti stavebnictví jsou zajímavé zejména materiály, které mohou měnit svůj stav agregace. Jedním takovým materiálem je epoxidová pryskyřice. Zpočátku je v tekutém stavu a konzistencí se podobá medu. Tekutost umožňuje lepení dílů, impregnaci a vyplňování povrchů. Po vytvrzení se pryskyřice stává odolnou, voděodolnou a přitom zůstává průhledná.

Proces vytvrzování pryskyřice není přesně stejná krystalizace, ke které dochází při snížení teploty. Chemická reakce složek tvořících látku vede k polymeraci. Struktura molekuly se mění tak, že vznikají stabilní sloučeniny – zesíťované polymery. Pokud je ale u některých pryskyřic polymerace přirozeným procesem (polyesterová pryskyřice začne po určité době samovolně tvrdnout), pak u epoxidu je nutné spojit dvě složky. První složka, která je oligomerem epoxidové skupiny, se nazývá hlavní kompozice nebo složka „A“. Druhá (složka „B“) působí jako tužidlo.

Funkce tužidla

Tužidlo vstupuje do chemické reakce s hlavním složením epoxidové pryskyřice a mění se struktura molekul a látka se mění na polymer. Tato reakce se nazývá polymerace. V důsledku chemických přeměn se zcela mění fyzikální vlastnosti materiálu.

Tužidlo je často mylně zaměňováno s katalyzátorem. Pokud ale katalyzátor urychlí reakci, pak samotné tvrdidlo je produkt, bez kterého reakce neproběhne.

Pro zahájení reakce by měla být složka „A“ smíchána se složkou „B“. Rovnoměrné promíchání složek zaručuje stejnou intenzitu chemické reakce v celém objemu materiálu. Je důležité zachovat proporce pro komponenty. Jsou určeny výrobcem, protože každá značka epoxidové pryskyřice má svůj vlastní poměr s tvrdidlem. Při splnění všech požadavků bude tvrzený povrch hladký, pevný a odolný.

Jako tužidla působí kyseliny a jejich anhydridy, stejně jako aminy nebo diaminy. Po polymeraci získává epoxidová pryskyřice řadu důležitých vlastností, které umožňují její použití v různých oblastech průmyslu, ale i v každodenním životě.

• Pryskyřice se stává dobrým dielektrikem. Používá se jako izolant v elektronickém průmyslu.
• Materiál má vysokou přilnavost. Epoxid se již dlouho etabloval jako adhezivní kompozice.
• Polymer nepropouští vlhkost a je také absolutně inertní vůči různým chemicky aktivním prvkům. Vrstva pryskyřice hydroizoluje povrchy a chrání je před ničivými vlivy prostředí.
• Polymer po vytvrzení neuvolňuje toxiny. Praxe nalévání na pracovní desku ukazuje, že epoxidová pryskyřice může bezpečně přijít do styku s potravinami.
• Během polymerace se materiál nesráží. To značně zjednodušuje proces plnění.

Pryskyřice nabývá všech uvedených vlastností až po interakci s tvrdidlem. Hlavní složka nenašla praktické uplatnění, což opět zdůrazňuje důležitost správného výběru tvrdidla pro pryskyřici.

druhy

Navzdory tomu, že různí výrobci nabízejí materiály pod různými značkami, všechna tužidla se zásadně dělí do dvou velkých skupin.

1. Do první skupiny patří látky na bázi kyselin. Jsou to dikarboxylové kyseliny a jejich anhydridy. Kyselá tužidla reagují při zvýšených teplotách. Pryskyřice se musí zahřát na přibližně 200 °C.
2. Druhou skupinu tvrdidel představují aminy nebo aminové sloučeniny. Aminové látky nejsou na teplotní podmínky tak náročné jako kyseliny, takže vytvrzení pryskyřice může nastat i za pokojových podmínek. Zvýšení teploty pouze urychlí proces polymerace. Na první pohled se může zdát, že aminová tužidla mají značnou výhodu. Ve skutečnosti se s nimi snadněji pracuje, ale účinnost polymerace je vyšší u kyselých složek. Navíc bylo zjištěno, že pevnostní ukazatele epoxidových spojů jsou mnohem vyšší, pokud bylo použito tvrdidlo první skupiny.

Přibližme náš článek k otázce, zda je možné vyrobit tvrdidlo pro epoxidovou pryskyřici vlastníma rukama. Je třeba pochopit, že bez ohledu na to, jak se komplexní látka nazývá, musí obsahovat přesně tu složku, která je schopna vstoupit do polymerační reakce s hlavní složkou epoxidové pryskyřice. V případě kyselých tužidel jsou to tyto látky:

• dikarboxylové kyseliny (šťavelová, malonová, jantarová, glutarová, adipová, maleinová, fumarová, itakonová, ftalová, isoftalová, tereftalová). Výrobci upřednostňují kyseliny maleinové a ftalové jako cenově dostupnější a praktičtější materiály;
• anhydrid kyseliny ftalové;
• anhydrid kyseliny maleinové;
• anhydrid kyseliny methylendikové;
• anhydrid kyseliny hexahydroftalové;
• anhydrid kyseliny methyltetrahydroftalové.

Aditiva kyselého tužidla nejen podporují tvorbu polymeru, ale také zvyšují dielektrické a hydroizolační vlastnosti a také tepelnou stabilitu. Pryskyřice na bázi kyselých tvrdidel se používají pro vyztužení plastů a pro elektrickou izolaci.

V každodenním životě se nejčastěji používají tužidla typu amin. Na jejich základě se vytvářejí směsi a materiály pro výplňové práce. Taková tvrdidla jsou vysoce transparentní a netvoří suspenze. Před vytvrzením však složka vydává silný zápach čpavku. Mezi aminová tužidla patří:

• polyethylen polyamin (PEPA);
• aminoakrylát;
• triethylentetramin (TETA);
• Jiné polyaminy.

Samostatně je třeba zdůraznit možnost použití tužidla na bázi diethylentriaminu. Má vynikající průhlednost, přilnavost a polymerační vlastnosti. Když se teplota zvýší na 70 °C, zkrátí se doba úplného vytvrzení na 5 hodin. K reakci mezi složkami však dochází při uvolňování tepla, takže při objemovém lití je vysoká pravděpodobnost varu pryskyřice. Tuto látku se snaží používat pouze doma při výrobě šperků.

Jak vyměnit

Myšlenka nahradit tvrdidlo za epoxidovou pryskyřici jinou, cenově dostupnější látkou, napadá mnoho řemeslníků. V současné době není o materiál nouze a pokud v některém městě není specializovaná prodejna, vždy je možné objednat epoxidovou pryskyřici a potřebné příslušenství v internetovém obchodě. Všichni výrobci pryskyřic dodávají samotný materiál a jeho tužidlo jako sadu, ale ještě před pár lety bylo nutné komponenty shánět a kupovat samostatně.

Epoxidová pryskyřice je poměrně běžný materiál, který se ukládá do popelnic šetrných majitelů. Právě tato kategorie náhodně našla složku „A“, která tvoří většinu na fórech, kteří chtějí vědět, jak vytvrzovat směs vlastníma rukama. Abychom na tuto otázku plně odpověděli, aniž bychom se omezovali na prostorové fráze, pokusíme se porozumět psychologii lidí, kteří se na ni ptají. Profesionální řemeslníci, kteří pracují s epoxidovou pryskyřicí a svůj koníček proměnili ve stabilní příjem, pravděpodobně nebudou mít zájem o náhražky. Jejich arzenál pravděpodobně obsahuje zásoby materiálů a různých přísad do nich.

I když se začínající řemeslník bez zkušeností pustí do výroby výrobku z epoxidové pryskyřice, bude si muset koupit alespoň základní materiál. Ve stejném obchodě můžete zakoupit i tužidlo. Zbývají pouze dvě možné kategorie: nešťastní řemeslníci, kteří vyplýtvali více než požadované množství tužidla (v sadě je počet komponentů obvykle brán v požadovaném poměru) nebo náhodně našli zásoby pryskyřice, které by neradi vyhazovali . Po posouzení kategorie experimentátorů poznamenáváme, že ani jeden life hack nezaručuje vysoce kvalitní výsledek.

Všechny látky potřebné pro vytvrzování epoxidu, stejně jako jejich správné názvy, byly uvedeny výše. To to však nijak neusnadňuje, protože například polyetylenpolyamin je téměř nemožné najít v prodeji, ale tužidlo PEPA, což je totéž, vám nabídnou v každém obchodě se stavebninami. Zdálo by se, že zde nemůže být žádná alternativa. Zvídavé hlavy domácích chemiků nejsou zvyklé se vzdávat, a tak se periodicky objevují články, v nichž mistři sdílejí své zkušenosti, vítězství či porážky.

Jejich myšlenkou je, že pokud se jako tvrdidlo použijí dikarboxylové kyseliny, pak se hlavní složka pryskyřice bude chovat úplně stejně, když se spojí s jakýmkoli kyselým prostředím. Není to zdaleka jediný způsob, jak vyměnit zakoupenou součástku. Uveďme několik příkladů a zároveň uveďme recenze od těch, kteří takové experimenty skutečně provedli.

• Vytvrzování kyselinou sírovou. Zde zvážíme možnost vytvrzování kyselinou chlorovodíkovou nebo dusičnou. Možnost výroby tvrdidla na bázi kyseliny sírové a butylalkoholu se nevztahuje na epoxidovou pryskyřici. Takové složení sice existuje a je dokonce certifikováno podle GOST, ale je vhodné pro laky značky MCH. Co na to říkají praktici? Když je hlavní složka kombinována s jednou z uvedených kyselin, je pozorována polymerační reakce, během které je pozorováno pěnění pryskyřice a pěna získává černou barvu. Materiál lze považovat za poškozený.
• Vytvrzování kyselinou fosforečnou. Dobré výsledky poskytuje kyselina fosforečná. Zbývá vyřešit jediný problém – sehnat kyselinu. Je nepravděpodobné, že ho někdo bude mít ve staré skříni nebo garáži. Existuje však cesta ven. Musíte navštívit automobilový trh a koupit konvertor rzi. Je vhodné dát přednost těm přípravkům, jejichž návod obsahuje doporučení roztok po ošetření opláchnout vodou. To ukazuje na přijatelnou koncentraci kyseliny. Při míchání mohou nastat problémy. Kyselina fosforečná je špatně rozpustná v epoxidu. Mimochodem, musíte si být jisti, že nezreagovaná kyselina nepoškodí povrch, na který se nalévá.
• Vytvrzování pomocí amoniaku. Amoniak lze považovat za organického příbuzného aminových tvrdidel. Faktem je, že amoniak je vodný roztok amoniaku, který zase slouží jako hlavní produkt pro výrobu aminů. Je možné dosáhnout vytvrzení pryskyřice pomocí alkoholu, ale nikdo nedokáže pojmenovat přesné poměry. Paradoxně se výsledky různých experimentů se stejnými proporcemi liší. Ale i za těch nejúspěšnějších okolností není pevnost vytvrzené pryskyřice zdaleka stejná jako při použití speciálních komponent.
• suchý alkohol. Polycyklický amin – urotropin se nachází v každodenním životě a je známý jako suchý alkohol nebo suché palivo. Je široce používán v medicíně, proto je považován za nejdostupnější prostředek pro vytvrzování pryskyřice. Alkohol je prezentován ve formě tablet, které je třeba nejprve důkladně rozdrtit. Otázka proporcí a vlastností výsledné kompozice zůstává kontroverzní a otevřená, ale většina odborníků se přiklání k názoru, že k 10 dílům pryskyřice je nutné přidat 1 díl připraveného prášku. Po vytvrzení je pryskyřice připravena k opracování. I když nebyla obdržena žádná negativní zpětná vazba, nebyla rovněž odhalena úplná shoda se všemi parametry vlastními epoxidové pryskyřici.
• Jiné látky. Proč jsme některé látky vhodné jako tužidlo spojili do jedné skupiny? Protože je obtížné je získat, neexistují o nich žádné definitivní recenze a neexistují žádné informace o proporcích. Nejprve začneme tím nejdostupnějším. Prodejna autosmaltů prodává látky pro jejich vytvrzování. Nejoblíbenější je Izur-21. Je určen pro urychlené schnutí lakovaných dílů. Přirozeně musíte pochopit, že při přidávání do pryskyřice nikdo neposkytuje záruky. Benzoylperoxid nebo benzoylperoxid se prodává v lékárnách ve formě gelu pro vnější použití. Některé zdroje uvádějí, že k vytvrzování se používá toluen. Čtenáře musíme zklamat hned dvakrát: Za prvé, toluen je vysoce těkavá a hořlavá látka, kterou pravděpodobně nezískáme. Za druhé, toluen je dobrým rozpouštědlem pro pryskyřici, ale nemůže vést k polymeraci.

V důsledku toho lze poznamenat, že pokud vám nevadí vynaložený čas a materiál, stojí za to experimentovat. Fóra jsou stále živá, proto téma zůstává aktuální. Postupem času však nebylo možné dojít k jednotné teorii. Je velká pravděpodobnost, že jakékoli pokusy o výměnu speciálního tužidla za improvizované látky jsou jen ztrátou peněz a času.