Отвердитель — компонент реакционноспособной системы, который после смешения с основой участвует в формировании пространственной полимерной структуры. В результате жидкая или вязкая композиция постепенно переходит в твёрдое состояние, приобретает заданные эксплуатационные свойства.
Отвердители используют в эпоксидных, полиуретановых или других многокомпонентных материалах. Их химическая природа и дозировка зависят от типа связующего и механизма отверждения.
Как происходит отверждение
После соединения основы с отвердителем начинается химическая реакция между функциональными группами компонентов.
По мере реакции материал:
- увеличивает вязкость;
- теряет текучесть;
- набирает прочность;
- приобретает химическую и механическую стойкость.
После завершения процесса термореактивный полимер уже не возвращается в исходное жидкое состояние при обычном нагревании.
Какие вещества используют для отверждения
Механизм зависит от конкретной полимерной системы.
В эпоксидных составах в качестве реакционноспособных отвердителей могут применяться:
- амины;
- полиамиды;
- ангидриды кислот;
- тиольные соединения;
- другие вещества, способные взаимодействовать с эпоксидными группами.
Молекулы таких соединений входят в формирующуюся полимерную сетку. Например, полифункциональные амины реагируют с эпоксидными группами, образуя сшитую структуру.
Отвердитель, катализатор и инициатор — в чём разница
Эти вещества могут участвовать в отверждении по-разному.
Реакционноспособный отвердитель вступает в химическую реакцию с основой —становится частью полученного полимера.
Катализатор изменяет скорость реакции, участвует в её промежуточных стадиях, но не расходуется как стехиометрический компонент полимерной сетки. Например, третичные амины могут ускорять отверждение некоторых эпоксидных систем.
Инициатор образует активные частицы, которые запускают цепную реакцию. Такой механизм характерен, например, для ряда ненасыщенных смол.
В одной рецептуре могут одновременно использоваться реакционноспособный отвердитель и катализатор.
Почему важно соблюдать соотношение компонентов
Количество отвердителя задают с учётом химического состава основы и эквивалентного соотношения реакционноспособных групп.
Произвольное увеличение или уменьшение дозировки может привести:
- к неполному отверждению;
- снижению прочности;
- изменению твёрдости, эластичности;
- ухудшению химической стойкости;
- появлению непрореагировавших компонентов;
- изменению жизнеспособности смеси.
Поэтому требуемое соотношение основы и отвердителя указывают в технической документации на конкретный материал.
От чего зависят свойства после отверждения
На характеристики готового полимера влияют не только количество, но и тип отвердителя, температура реакции и режим выдержки.
От этих факторов могут зависеть:
- скорость набора прочности;
- жизнеспособность смеси;
- степень сшивки;
- твёрдость;
- эластичность;
- адгезия;
- химическая и термическая стойкость.
Поэтому один и тот же базовый полимер с разными отверждающими системами может давать материалы с заметно отличающимися свойствами.
