Resinas de poliéster: producción y manipulación

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

En los últimos años, las resinas de poliéster se han vuelto muy populares. En primer lugar, tienen demanda como componentes principales durante la producción de fibra de vidrio, materiales estructurales fuertes y ligeros.

Fabricación de resina: primer paso

¿Cómo comienza la producción de resina de poliéster? Este proceso comienza con la destilación del petróleo; durante este, se liberan varias sustancias: benceno, etileno y propileno. Son necesarios para la producción de antihídridos, ácidos polibásicos, glicoles. Después de cocinar juntos, todos estos componentes crean la llamada resina base, que en una determinada etapa debe diluirse con estireno. La última sustancia, por ejemplo, puede ser el 50% del producto terminado. Como parte de esta etapa, también se permite la venta de resina preparada, pero la etapa de producción aún no se ha completado: no se debe olvidar la saturación con varios aditivos. Es gracias a estos componentes que la resina terminada adquiere sus propiedades únicas.

El fabricante puede cambiar la composición de la mezcla; mucho depende de dónde se utilizará exactamente la resina de poliéster. Los expertos seleccionan las combinaciones más óptimas, el resultado de estatrabajo serán sustancias con propiedades completamente diferentes.

Producción de resina: segunda etapa

Es importante que la mezcla final sea sólida; por lo general, esperan hasta que finaliza el proceso de polimerización. Si se interrumpe y el material está a la venta, solo se polimeriza parcialmente. Si no se hace nada con él, la polimerización continuará, la sustancia definitivamente se endurecerá. Por estas razones, la vida útil de la resina es muy limitada: cuanto más antiguo es el material, peores son sus propiedades finales. La polimerización también se puede ralentizar: para esto se utilizan refrigeradores, allí no se produce el endurecimiento.

Para que se complete la etapa de producción y se obtenga el producto terminado, también se deben agregar a la resina dos sustancias importantes: un catalizador y un activador. Cada uno de ellos cumple su propia función: la generación de calor comienza en la mezcla, lo que contribuye al proceso de polimerización. Es decir, no se requiere una fuente de calor del exterior; todo sucede sin ella.

Se regula el curso del proceso de polimerización: se controlan las proporciones de los componentes. Dado que el contacto entre el catalizador y el activador puede resultar en una mezcla explosiva, este último generalmente se agrega a la resina exclusivamente como parte de la producción, el catalizador se agrega antes del uso, generalmente se suministra por separado. Solo cuando se completa el proceso de polimerización, la sustancia se endurece, podemos concluir que se completa la producción de resinas de poliéster.

Resinas originales

¿Qué es esto?material en su estado original? Es un líquido viscoso similar a la miel que puede variar en color de marrón oscuro a amarillo claro. Cuando se introduce una cierta cantidad de endurecedores, la resina de poliéster primero se espesa ligeramente y luego adquiere un estado gelatinoso. Un poco más tarde, la consistencia se parece al caucho, luego la sustancia se endurece (se vuelve infusible, insoluble).

Este proceso se llama curado, ya que lleva varias horas a temperatura normal. Cuando la resina está en estado sólido, parece un material duro y duradero que se puede teñir fácilmente en una amplia variedad de colores. Como regla general, se usa en combinación con telas de vidrio (fibra de vidrio de poliéster), cumple la función de un elemento estructural para la fabricación de varios productos, como la resina de poliéster. Las instrucciones cuando se trabaja con tales mezclas son muy importantes. Es necesario cumplir con cada uno de sus puntos.

Características principales

Las resinas de poliéster en estado curado son excelentes materiales estructurales. Se caracterizan por su dureza, alta resistencia, excelentes propiedades dieléctricas, resistencia al desgaste, resistencia química. No olvide que en el proceso de operación, los productos hechos de resina de poliéster son seguros desde el punto de vista ambiental. Ciertas propiedades mecánicas de las mezclas que se utilizan junto con los tejidos de vidrio, en términos de rendimiento, se asemejan a los parámetros del acero estructural (en algunos casos incluso los superan). La tecnología de fabricación es barata, sencilla, segura, ya que la sustancia se cura a temperatura ambiente normal.temperatura, ni siquiera se requiere la aplicación de presión. No hay emisión de subproductos volátiles o de otro tipo, solo se observa una ligera contracción. Por lo tanto, para fabricar un producto, no se necesitan instalaciones costosas y voluminosas, y no hay necesidad de energía térmica, gracias a lo cual las empresas dominan rápidamente la producción de gran y pequeña capacidad. No se olvide del bajo costo de las resinas de poliéster: esta cifra es dos veces menor que la de sus contrapartes epoxi.

Crecimiento de la producción

Es imposible ignorar el hecho de que, en este momento, la producción de resina de poliéster insaturado está ganando impulso cada año; esto se aplica no solo a nuestro país, sino también a las tendencias generales en el extranjero. Si cree en la opinión de los expertos, esta situación continuará en el futuro previsible.

Desventajas de las resinas

Por supuesto, las resinas de poliéster también tienen algunas desventajas, como cualquier otro material. Por ejemplo, el estireno se usa como solvente durante la producción. Es inflamable y altamente tóxico. Por el momento, ya se han creado tales marcas que no tienen estireno en su composición. Otro inconveniente evidente: la inflamabilidad. Las resinas de poliéster no saturadas y sin modificar se queman como las maderas duras. Este problema se resuelve: se introducen rellenos en polvo en la composición de la sustancia (compuestos orgánicos de bajo peso molecular que contienen flúor y cloro, trióxido de antimonio), a veces se usa modificación química: tetracloroftálico,ácido cloréndico, algunos multímeros: cloroacetato de vinilo, cloroestireno, otros compuestos que contienen cloro.

Composición de la resina

Si consideramos la composición de las resinas de poliéster insaturadas, aquí podemos notar una mezcla multicomponente de elementos químicos de diferente naturaleza, cada uno de ellos realiza ciertas tareas. Los componentes principales son resinas de poliéster, realizan diferentes funciones. Por ejemplo, el poliéster es el componente principal. Es un producto de la reacción de policondensación de polioles que reaccionan con anhídridos o ácidos polibásicos.

Si hablamos de alcoholes polihídricos, aquí se demanda dietilenglicol, etilenglicol, glicerina, propilenglicol, dipropilenglicol. Como anhídridos se utilizan los ácidos adípico, fumárico, ftálico y maleico. La fundición de resina de poliéster difícilmente sería posible si el poliéster tuviera un peso molecular bajo (alrededor de 2000) cuando esté listo para su procesamiento. En el proceso de moldeo de productos, se convierte en un polímero con una estructura de red tridimensional, de alto peso molecular (después de que se introducen los iniciadores de curado). Es esta estructura la que proporciona resistencia química, alta resistencia del material.

Disolvente-monómero

Otro componente obligatorio es el monómero solvente. En este caso, el solvente realiza una doble función. En el primer caso, se requiere para reducir la viscosidad de la resina al nivel requerido para el procesamiento (ya que el propio poliésterdemasiado grueso).

Por otro lado, el monómero toma parte activa en el proceso de copolimerización con poliéster, por lo que se asegura una velocidad de polimerización óptima y una alta profundidad de curado del material (si se consideran los poliésteres por separado, su curado es bastante lento). El hidroperóxido es el componente que se requiere para solidificarse desde un estado líquido; esta es la única forma en que la resina de poliéster adquiere todas sus cualidades. El uso de un catalizador también es obligatorio cuando se trabaja con resinas de poliéster insaturadas.

Acelerador

Este ingrediente se puede agregar a los poliésteres tanto durante la fabricación como cuando se lleva a cabo el procesamiento (antes de agregar el iniciador). Las sales de cob alto (octoato de cob alto, naftenato) pueden considerarse los aceleradores más óptimos para el curado de polímeros. La polimerización no solo debe acelerarse, sino también activarse, aunque en algunos casos se ralentiza. El secreto es que si no se usan aceleradores e iniciadores, los radicales libres se formarán de forma independiente en la sustancia terminada, por lo que la polimerización ocurrirá prematuramente, justo durante el almacenamiento. Para prevenir este fenómeno, es indispensable un retardador de curado (inhibidor).

Principio inhibidor

El mecanismo de acción de este componente es el siguiente: interactúa con los radicales libres que surgen periódicamente, dando como resultado la formación de radicales poco activos o compuestos que no tienen ningún carácter radical. La función de los inhibidores generalmente la realizan talessustancias: quinonas, tricresol, fenona, algunos de los ácidos orgánicos. Los poliésteres se formulan con pequeñas cantidades de inhibidores durante la fabricación.

Otros complementos

Los componentes descritos anteriormente son los principales, es gracias a ellos que es posible trabajar con resina de poliéster como aglutinante. Sin embargo, como muestra la práctica, en el proceso de formación de productos, se introduce una cantidad suficientemente grande de aditivos en los poliésteres que, a su vez, realizan una variedad de funciones y modifican las propiedades de la sustancia original. Entre estos componentes, se pueden destacar los rellenos en polvo: se introducen específicamente para reducir la contracción, reducir el costo del material y aumentar la resistencia al fuego. También se debe tener en cuenta las telas de vidrio (rellenos de refuerzo), cuyo uso se debe a un aumento de las propiedades mecánicas. Existen otros aditivos: estabilizadores, plastificantes, colorantes, etc.

Esteras de vidrio

Tanto en grosor como en estructura, la fibra de vidrio puede ser diferente. Las esteras de vidrio son fibras de vidrio que se cortan en trozos pequeños, su longitud varía entre 12-50 mm. Los elementos se pegan entre sí utilizando otro aglutinante temporal, que suele ser un polvo o una emulsión. La resina de poliéster epoxi se utiliza para la fabricación de mallas de fibra de vidrio, que consisten en fibras dispuestas al azar, mientras que la fibra de vidrio en apariencia se asemeja a una tela ordinaria. Para lograr la mayor resistencia posible, se deben utilizar diferentes grados de fibra de vidrio.

En general, los tapetes de vidrio tienen menosfuerza, pero son mucho más fáciles de procesar. En comparación con la fibra de vidrio, este material repite mejor la forma de la matriz. Dado que las fibras son bastante cortas y tienen una orientación caótica, la estera difícilmente puede presumir de una gran resistencia. Sin embargo, se puede impregnar muy fácilmente con resina, ya que es suave, a la vez que suelta y gruesa, que recuerda un poco a una esponja. El material es muy suave y moldeable. El laminado, por ejemplo, que está hecho de este tipo de esteras, tiene excelentes propiedades mecánicas, tiene una alta resistencia contra las condiciones atmosféricas (incluso durante un largo período).

Donde se usan tapetes de vidrio

Mat se utiliza en el campo del moldeo por contacto para poder producir productos con formas complejas. Los productos fabricados con este material se utilizan en una variedad de áreas:

• en la industria de la construcción naval (construcción de canoas, barcos, yates, cortadores de pescado, diversas estructuras internas, etc.);
• La fibra de vidrio y la resina de poliéster se utilizan en la industria del automóvil (varias piezas de máquinas, cilindros, furgonetas, difusores, depósitos, paneles informativos, carcasas, etc.);
• en la industria de la construcción (ciertos productos de madera, construcción de marquesinas de autobuses, tabiques, etc.).

Los tapetes de vidrio tienen diferente densidad, así como grosor. El material se divide por el peso de un metro cuadrado, que se mide en gramos. Hay un material bastante delgado, casiaireado (velo de vidrio), también hay uno grueso, casi como una manta (utilizado para asegurar que el producto adquiera el espesor deseado, obtenga la resistencia requerida).