Żywice epoksydowe to niezwykle wszechstronne materiały polimerowe, które znalazły zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu, a także w budownictwie. W artykule przyjrzymy się bliżej procesowi produkcji żywic epoksydowych, ich składowi, najważniejszym parametrom technicznym oraz aktualnym trendom rynkowym. Zapraszamy do lektury!
Jak produkowane są żywice epoksydowe?
Proces produkcji żywic epoksydowych jest złożony i wymaga precyzyjnej kontroli na każdym etapie. Podstawowa metoda ich wytwarzania opiera się na reakcji epichlorohydryny z difenylolpropanem (bisfenolem A) w obecności wodorotlenku sodu. Reakcja ta prowadzi do utworzenia diglicydylowego eteru bisfenolu A (DGEBA), który stanowi podstawowy składnik większości żywic epoksydowych. Należy jednak podkreślić, że dokładne działania produkcyjne zależą od producentów, którzy stale testują nowe wersje swoich produktów. Jeśli chodzi zaś o ogólny i uproszczony opis procesu produkcji żywic epoksydowych, składa się on na:
- Przygotowanie surowców. Epichlorohydryna i bisfenol A są oczyszczane i przygotowywane do reakcji. Ważne jest, aby surowce miały odpowiednią czystość, co wpływa na jakość końcowego produktu.
- Reakcja kondensacji. W reaktorze zachodzi reakcja między epichlorohydryną a bisfenolem A w obecności katalizatora (zazwyczaj wodorotlenku sodu). Reakcja ta prowadzi do powstania oligomerów epoksydowych.
- Neutralizacja i oczyszczanie. Na tym etapie mieszanina jest neutralizowana i oczyszczana w celu usunięcia niepożądanych produktów ubocznych prowadzonego procesu.
- Destylacja. W niektórych przypadkach przeprowadza się destylację w celu usunięcia nadmiaru epichlorohydryny i uzyskania żywicy o pożądanej masie cząsteczkowej.
- Modyfikacja. Na tym etapie można wprowadzać różne dodatki i modyfikatory, które wpływają na właściwości końcowego produktu, takie jak elastyczność, odporność termiczna czy przewodność elektryczna.
- Kontrola jakości. Każda partia żywicy epoksydowej jest poddawana rygorystycznym testom jakościowym, obejmującym badanie lepkości, zawartości grup epoksydowych, barwy i innych kluczowych parametrów.
- Pakowanie i przechowywanie. Gotowa żywica jest pakowana w odpowiednie pojemniki i przechowywana w kontrolowanych warunkach, aby zapobiec przedwczesnej polimeryzacji.
Warto zauważyć, że istnieją również alternatywne metody produkcji żywic epoksydowych, takie jak proces wykorzystujący nadtlenek wodoru zamiast epichlorohydryny, co czyni proces bardziej przyjaznym dla środowiska.
Skład żywic epoksydowych i ich najważniejsze parametry
Skład żywic epoksydowych w dużej mierze zależy od ich przeznaczenia i wymaganych przez klientów właściwości. Podstawowymi składnikami większości żywic epoksydowych są jednak:
- Oligomery epoksydowe – zazwyczaj są to pochodne DGEBA o różnej masie cząsteczkowej.
- Utwardzacze – mogą to być aminy alifatyczne, cykloalifatyczne lub aromatyczne, bezwodniki, poliamidy czy izocyjaniany.
- Rozcieńczalniki reaktywne – stosowane do obniżenia lepkości i modyfikacji właściwości.
- Wypełniacze – dodawane w celu poprawy właściwości mechanicznych, termicznych lub elektrycznych.
- Modyfikatory – środki poprawiające elastyczność, odporność na uderzenia czy ogień.
- Pigmenty i barwniki – stosowane do nadania żywicy określonego koloru.
Najważniejsze parametry żywic epoksydowych
Do najważniejszych parametrów żywic epoksydowych zalicza się lepkość (wpływa na łatwość przetwarzania i aplikacji żywicy); gęstość i czas żelowania (określa czas, po którym żywica zaczyna twardnieć po dodaniu utwardzacza); temperaturę zeszklenia (wskazuje temperaturę, w której żywica przechodzi ze stanu szklistego w stan elastyczny) oraz moduł sprężystości (określa sztywność utwardzonej żywicy). Ponadto ważne są: odporność chemiczna, wytrzymałość na rozciąganie i absorpcja wody.
Warto również zwrócić uwagę na fakt, iż klienci końcowi w mniejszym stopniu zwracają uwagę na parametry techniczne żywic epoksydowych, koncentrując się na ich własnościach użytkowych. Zalicza się do nich:
- przejrzystość żywicy,
- stopień odporności na promieniowanie UV,
- poziom lepkości bez stosowania rozpuszczalników,
- zakres rozlewności,
- temperaturę wymaganą w trakcie wiązania,
- zdolność do zwilżania podłoga oraz wypełnień,
- skurcz liniowy,
- zakres kompatybilności z różnymi podłożami.
Kilka słów o rynku producenckim żywic epoksydowych
Rynek żywic epoksydowych w Polsce i na świecie charakteryzuje się stałym wzrostem, napędzanym przez rosnące zapotrzebowanie w wielu sektorach przemysłu oraz w szeroko rozumianym budownictwie. Głównymi graczami na polskim rynku są zarówno międzynarodowe koncerny chemiczne, jak i lokalni producenci na przykład specjalizujący się w niszowych zastosowaniach.
Na szczególną uwagę zasługuje polska marka Techniart, która prężnie działa na arenie międzynarodowej. Firma ta ma ponad 30-letnie doświadczenie w branży, a obecnie oferuje rozbudowane portfolio zarówno żywic epoksydowych, jak i poliuretanowych. Wśród produkowanych przez Techniart produktów znaleźć można m.in. kleje i zaprawy epoksydowe, gruntujące żywice epoksydowe, barwne i bezbarwne żywice strukturalne czy też dyspersje żywic epoksydowych.
Trendy w wykorzystaniu żywic epoksydowych – co oferują producenci?
Producenci żywic epoksydowych nieustannie poszukują nowych zastosowań i innowacji, aby sprostać zmieniającym się wymaganiom rynku. Oto niektóre z najnowszych trendów w wykorzystaniu żywic epoksydowych:
- Żywice epoksydowe do druku 3D – mowa o specjalnej formule żywic przeznaczonych do zastosowań w technologiach addytywnych, umożliwiających tworzenie skomplikowanych struktur o wysokiej wytrzymałości.
- Samonaprawiające się żywice epoksydowe – zawierających mikrocząsteczki z czynnikiem naprawczym, które uwalniają się w przypadku uszkodzenia materiału, zapewniając samoistną naprawę, a więc bez ingerencji człowieka.
- Żywice epoksydowe o niskiej emisji lotnych związków organicznych – w odpowiedzi na rosnące wymagania dotyczące ochrony środowiska, producenci oferują żywice o zminimalizowanej emisji szkodliwych substancji.
- Żywice epoksydowe do zastosowań w energetyce odnawialnej – specjalne formuły do produkcji łopat turbin wiatrowych czy paneli słonecznych, charakteryzujące się wysoką odpornością na warunki atmosferyczne i promieniowanie UV.
- Nanokompozytowe żywice epoksydowe – wykorzystanie nanocząstek do poprawy właściwości mechanicznych, termicznych i elektrycznych żywic epoksydowych.
- Żywice epoksydowe o zwiększonej odporności ogniowej – na rynku spotkać można produkty o formułach zawierających bezhalogenowe środki zmniejszające palność, spełniające restrykcyjne normy bezpieczeństwa pożarowego.
- Żywice epoksydowe o ultra-niskiej kurczliwości – z roku na rok rośnie popularność żywic o minimalnym skurczu podczas utwardzania, co jest kluczowe dla zastosowań precyzyjnych.
- Szybkoutwardzalne żywice epoksydowe – obecnie można zaobserwować szybki rozwój systemów żywicznych, które utwardzają się w bardzo krótkim czasie, co pozwala na zwiększenie wydajności produkcji w wielu gałęziach przemysłu.
Podsumowanie wiedzy o produkcji żywic epoksydowych
Produkcja żywic epoksydowych to złożony proces, który wymaga specjalistycznej wiedzy chemicznej i inżynieryjnej. Dzięki swoim unikalnym właściwościom, żywice epoksydowe znajdują zastosowanie w coraz to nowszych dziedzinach, a producenci nieustannie pracują nad udoskonaleniem istniejących formuł i opracowaniem nowych. Tak działa m.in. wspomniany producent Techniart, którego system podłogowy TECHNIART FLOOR SYSTEM ceniony jest w Polsce i wielu innych krajach! Jeśli chcesz poznać jego produkty, koniecznie odwiedź sklep internetowy Techniart, gdzie znajdziesz również wiele inspiracji wnętrzarskich oraz instrukcje dotyczące samodzielnego tworzenia żywicznych systemów podłogowych.