|
Из
моего опыта работы с эпоксидными
смолами Автор :
Дэйв Карнелл
Краткие
сведения об эпоксидных смолах . Данный
материал представляет собой "выжимки"
из моего 30-летнего опыта работы с
эпоксидными смолами , за которые моя
квалификация значительно возросла . Я
начал применять эпоксидную смолу в
судостроительных целях еще в 60-х . Это
случилось еще до того , как появились Gougeon
Brothers с
их смолой West
Systems
. Я пользовался обычной смолой марки Defender
с аминным отвердителем , которые
смешивались в соотношении 1:10 .
Позже я перешел на смолу Epon
и
отвердитель Versamid
, приобретенные по дешевке. Они мешались
в соотношении 2 : 1 и были куда проще в
работе . Тогда
, как и сейчас , все смолы с отвердителями
производились несколькими крупными
химическими корпорациями . А уже фирмы ,
торгующие смолами в розницу , мешали в
них различные добавки . Смола
и отвердитель для достижения заданной
прочности и твердости должны
смешиваться в определенной пропорции .
Если требуется ускорить или замедлить
скорость отверждения , выбирают другой
отвердитель , а
не "играют" соотношением . Эпоксидная
смола превосходит полиэфирную по
адгезии практически ко всем материалам ,
в то время как полиэфирная не
обеспечивает даже надежной адгезии
стеклоткани к древесине . Эпоксидная
смола с добавленным в нужном
соотношении отвердителем
гарантированно полимеризуется . Если
добавленный к полиэфирной смоле
катализатор не запустит процесс , такая
смола уже не встанет. Эпоксидная
смола и отвердитель сохраняют свою
пригодность многие годы . Я до сих пор
пользуюсь остатками военной эпоксидной
шпатлевки , произведенной 25 лет назад .
Единственное замечание по этому поводу
я могу отнести к эпоксидным смолам ,
смешиваемым в соотношении 1:1 с
отвердителем - у них отвердитель уже
через год густеет и приходит в
негодность. Невидимая
стыковка листов фанеры В
1978 году я впервые попробовал изготовить
стыковое соединение двух листов фанеры
при помощи стеклоткани и эпоксидной
смолы , дабы избежать соединения "на
ус" (довольно сложно и "съедает"
длину) или на подкладках (трудно в работе).
Утолщение получилось настолько малым ,
что при аккуратной шлифовке кромок
ткани соединение не разглядеть . В
1986 году я написал об этом статью в журнал "Small
Boat"
. Примерно в то же самое время об
аналогичной идее соединения в журнале
"Boatbuilder"
писал
и "Динамит" Пэйсон . Уже много позже
я обнаружил , что задолго до наших
публикаций эту концепцию применяли Джо
Доблер и в Англии Джек Чиппендэйл. Лист
фанеры , согнутый по обводам борта ,
испытывает максимальные нагрузки в
наружных и внутренних слоях . Напряжения
с выпуклой стороны (как правило ,
наружной) представляют собой усилия
растяжения , пытающиеся разорвать
древесные волокна . На вогнутой стороне (обычно
внутренней) напряжения представляют
собой усилие сжатия волокон . При
создании торцевого соединения листов
фанеры с обеих сторон стыка
наклеивается тонкие слои стеклоткани на
эпоксидной смоле и при изгибе нагрузки
испытывают только они. Я
экспериментировал с фанерой разной
толщины , склеивая два куска и затем
ломая их на сгиб с максимально возможным
усилием. Эксперимент считался успешным ,
если ломалась фанера , а не соединение
стеклоткани на эпоксидной смоле. В итоге
я взял за основу такие цифры : для
соединения фанеры толщиной 6 мм
требуется по одному слою ткани весом примерно 200 г/м2 с каждой стороны ,
для 10 мм - два слоя снаружи и один изнутри
, для 12 мм и 18 мм соответственно 3/2 и 4/2 . Первый слой на наружной
должен быть сантиметров 5 шириной
, каждый последующий - на 2.5 см шире . С
внутренней стороны первый слой должен
быть шириной 5 см , а второй (если он имеет
место) - максимальной ширины слоя с
наружной стороны. После того как вы
уложили все слои , положите поверх
полиэтиленовую пленку и пригладьте ее
шпателем или прикатайте валиком . Этим
вы прижмете слои ткани друг к другу и
выжмете из нее излишки смолы . После
отверждения смолы оторвите пленку от
поверхности и сможете убедиться , что
она будет настолько гладкая , что
потребуется совсем незначительное
шпаклевание и шлифовка. Если вы вместо
вырезания из ткани воспользуетесь
лентой (с заделанной каймой) , кайма
может привести к образованию "ступенек"
по краям . Соединение с одним слой
стеклоткани 200 г/м2 образует на фанере
утолщение в 0.5 мм , которое сходит в ноль
по краям . Два слоя по обеим сторонам - 0.75
мм и три плюс два для 18 мм - чуть более 1 мм.
Такие соединения при использовании минимальных количеств материалов обладают максимальной прочностью. Я делаю их только на эпоксидной смоле (а не полиэфирной) по следующим причинам :
Вначале
как Пэйсон , так и я , делали соединение с
одной стороны ,
затем переворачивали все и завершали с
обратной стороны. Операция
переворачивания сопряжена с опасностью
все сломать , поскольку на этой стадии
соединение не обладает прочностью. Затем
я стал делать иначе . Клал
полиэтиленовую пленку на гладкую
поверхность , сверху укладывал полосы
пропитанной смолой стеклоткани ,
наносил смолу на поверхность фанеры ,
где она будет соприкасаться с тканью и
клал ее сверху на стеклоткань. Щель
между двумя листами надо тщательно
заполнить смолой с наполнителем
(это очень важно , поскольку любая
пустота между торцами фанеры ослабляет
соединение) . После этого смола
наносится на поверхность верхнего
соединения ,
укладываются полосы стеклоткани ,
пропитываются смолой и поверх стелется
полиэтиленовая пленка . Сверху кладется
гладкая доска и вся конструкция
придавливается кирпичами . В прошлый раз
при изготовлении полос обшивки бортов
для скифа размерами 500 х 4800 мм я сделал
такой "пирог" сразу из двух
заготовок и они клеились в одну операцию
. При
соединении листов фанеры толщиной более
6 мм с нижней стороны располагайте
меньшее число слоев ткани . Склеивание
и ламинирование Главная
сфера применения эпоксидных смол -
склеивание , включая приклеивание
стеклоткани к древесине . Их
преимущество перед прочими клеями
состоит в том , что они хорошо заполняют
зазоры . Более того , при склеивании ими
клеевой зазор просто обязателен . Если
соединяемые детали сжать струбцинами
настолько , что вся смола выдавится
наружу - такое соединение будет слабым .
При использовании эпоксидного клея
добавление в него наполнителей
позволяет получить более прочное
соединение . Причина , возможно , в том ,
что наполнитель не дает всей смоле
выдавиться наружу . Две дюймовые доски ,
склеенные по ребрам , при попытке изгиба
лопаются по клеевому шву . Я пробовал
добавлять в смолу 20% известковой муки и в
этом случае соединение разрушается уже
по древесине . Я обычно добавляю 10% даже
при оклейке корпуса стеклотканью . Наполнители Наполнители
добавляются в смолу для придания ей
густоты и тут могут преследоваться две
совершенно разные цели . Те составы , что
используются в конструкционных
соединениях сами по себе или в паре со
стеклотканью - должны обладать
максимальной прочностью . А те , что
применяются как шпатлевка - должны легко
шлифоваться . Лучше
всего для конструкционных связей
подходит известковая мука (это должна
быть мелкодисперсная пыль , а не песок ) .
Она добавляется в смолу до увеличения
объема вдвое , при этом получается очень
густой и прочный состав . Известковая
мука применяется в качестве удобрения ,
поэтому достать ее можно везде почти
бесплатно . Однако шлифуется она
очень плохо . Примерно так же как
портланд-цемент . Еще одним из вариантов
является минерал тальк , который также
обладает прочностью , но легко шлифуется
. К тому же он обладает тиксотропностью -
шпатлевка на тальке хорошо наносится и
не образует потеки . Лучше всего для
шпатлевочных составов подходят разные
виды микросфер (микроскопические полые
шарики) , поскольку они пустотелые и
хрупкие . Их существует три вида :
термопластичные (типа Microlight)
,
которые при нагревании плавятся ,
фенольные ( имеют темный цвет) и
стеклянные (типа Scotchlite)
белого цвета . Стеклянные дают шпатлевку
минимальной плотности и обладают
минимальной ценой . Довольно неплохие
результаты при чистовом шпатлевании
дает применение обыкновенной белой
пшеничной муки с кухни. Конструкционные
соединения Торцевое
соединение двух листов фанеры на
эпоксидной смоле может обладать той же
прочностью , что и сама фанера . Об этом я
уже говорил . Соединение 6-мм фанеры под
прямым углом при вклеивании банок для
гребной лодки можно обеспечить при
наличии с нижней стороны стыка галтели
смолы радиусом 6 мм . Я собирал такую
банку на латунных штифтах , а затем мазал
галтели . При выполнении угловых
соединений типа скул для той же 6-мм
фанеры лента стеклоткани шириной 40 мм
поверх 6-мм галтели изнутри и такая же
лента поверх скругленной наружной грани
дают соединение , которое разрушается
только при разрушении самой фанеры . В
такого рода соединениях для достижения
максимальной прочности текстура ткани
должна быть с верхом заполнена
эпоксидной смолой . Во многих проектах
указывается гораздо большее количество
стеклоткани , чем необходимо , поэтому
попробуйте смоделировать их сами .
Сделайте образцы соединений , дождитесь
отверждения смолы и испытайте их ,
скажем , в тисках , встав на них и
попрыгав или попробовав наехать на них
автомобилем . И если само соединение
остается целым , а разрушается материал ,
то прочность его достаточна . Безопасность. Основная
опасность при работе с эпоксидными
смолами исходит от контакта с кожей и
виновниками тут являются отвердители .
Тут можно руководствоваться таким
правилом - чем ниже соотношение , тем
меньше опасность (т.е. смола с
соотношением 4:1 представляет большую
опасность чем 2:1) , но тем не менее таких
контактов следует избегать и после
каждого тщательно мыть место . Мыть руки
следует перед едой , питьем и принятием
душа . Чистые перчатки и одежда помогут
оставаться чистым. Покрытие
древесины эпоксидной смолой со всех
сторон Вы
должны были заметить , что я обошел
стороной метод покрытия эпоксидной
смолой ( в несколько слоев) всех сторон
чего бы то ни было . У этого метода нет
преимуществ , он требует времени , денег
и добавляет лишний вес . От него дешевая
фанера лауан (С.Б. = филиппинский
махогани) не превратится в морскую , хотя
по стоимости будет близка . Этим вы все
равно не сможете предотвратить
попадание воды внутрь древесины для
лодки , которая всю свою жизнь проводит в
воде , а для трейлерной лодки это и вовсе
ни к чему . |