Частина іі. Технологія виробництва полімерних композиційних матеріалів

Основні терміни і визначення, класифікація полімерних композиційних матеріалів

ПКМ складаються з двох і більше компонентів: одного або декількох наповнювачів − дрібнодисперсних речовин, волокон або інших армувальних складових, зв’язувальної матриці та ін., і мають специфічні властивості, відмінні від суми окремих властивостей їхніх складових компонентів. Метою створення ПКМ є саме одержання матеріалу з новими заданими властивостями й характеристиками Не можна визначити властивості цих матеріалів тільки по властивостях компонентів, не враховуючи їхньої взаємодії. Складові компоненти в ПКМ не повинні розчинятися або реагувати один з одним, але добре сполучатися.

ПКМ класифікують зазвичай за видом армувального наповнювача на волокнисті, шаруваті й наповнені. Наповнені пластики, у свою чергу, можуть бути розділені на насипні і кістякові (початкові структури, заповнені зв’язувальним). Армувальними компонентами можуть бути різні волокна, порошки, мікросфери, кристалічні «вуси» з органічних, неорганічних і металевих матеріалів або кераміки. Розрізняють такі ПКМ і напівфабрикати для них:

- армовані волокном формувальні композиції (ВКП);

- склонаповнені композиції для пресування (СКП);

- листові формувальні матеріали (ЛФМ);

- скловолокнисті композиційні матеріали (СВКМ);

- волокнонаповнені композиційні матеріали (ВКМ).

Зв’язувальні підрозділяються на термопластичні (здатні розм’якшуватися й твердіти при зміні температури) – термопласти, і термореактивні (зв’язувальні, у яких при нагріванні відбуваються необоротні структурні й хімічні перетворення) – реактопласти. До термопластів належать: поліаміди, фторвуглеводневі пластики, полікарбонати, акрилові пластики, ацеталі, поліолефіни (поліетилен, поліпропілен, полістирол, АБС-пластик та ін..). До реактопластів належать смоли: ненасичені поліефірні фенолоформальдегідні, епоксидніи й компаунди; кремнійорганічні, алкідні, меламіноформальдегідні і т.п. Зараз більш поширеними є термореактивні зв’язувальні.

Найпоширенішими армуючими компонентами для композиційних матеріалів є скляні, поліамідні, азбестові волокна, папір (целюлозні волокна), бавовна, сизаль, джут й інші натуральні волокна. Все більше значення в технології виробництва композитів набувають такі матеріали, як вуглецеві, графітові, борні, сталеві волокна й «вуси» (дуже короткі армувальні волокна, зазвичай кристалічні). Вибір того або іншого армувального наповнювача визначається ціною, складом, технологічними та іншими вимогами, що висуваються до властивостей армованих пластиків.

Велика кількість склопластиків застосовується в автомобілебудуванні, приладобудуванні, в електротехніці й т.д. Одним з основних напрямків використання таких конструкційних матеріалів є виробництво ракет, літаків, надводних і підводних обшивок кораблів. Скловолокно є основним видом армувального матеріалу для зміцнення різних пластиків.

Бавовняні волокна об’єднують у собі високі міцнісні характеристики, погодостійкість, технологічність і достатню твердість. Товщина й маса матеріалу можуть мінятися залежно від того, які властивості хочуть надати КМ.

Поліамідні (нейлонові) волокна для армування зазвичай використовуються у вигляді тканин. Вони утворюють прекрасні електроізолюючі шаруваті матеріали, застосовувані в електронній промисловості. Ці волокна характеризуються, гарною стійкістю до стирання й хемостійкістю.

Азбестові волокна мають міцність, вогне- теплостійкість,хемостійкість.

Сизаль і джут використовуються як у сполученні зі скловолокном, так і окремо, для зниження вартості матеріалів.

Вуглецеві та графітові волокна мають ряд особливостей щодо фізико-технічних і хімічних властивостей:високі межу міцності й модуль пружності за розтягом, що визначає їхню практичну цінність.

У якості наповнювачів використовуються: алюмінієві порошки (окис алюмінію), азбест, карбонат і силікат кальцію, склосфери, граніт, слюда, кварц, карбід кремнію, окис титану, карбід вольфраму та інші. Вибір наповнювача визначається вимогами до матеріалу й технології одержання армованих пластиків.

Позитивний ефект застосування наповнювачів виражається в збільшенні міцності й твердості матеріалів, поліпшенні теплопровідності й теплостійкості, підвищенні зносостійкості й ударної в’язкості, зменшенні коефіцієнта лінійного розширення й пористості, а також здешевленні матеріалів.

Недоліками використання наповнювачів є те, що вони накладають ряд обмежень на технологію одержання КМ і скорочують «живучість» деяких зв’язувальних.

 

Готування композицій

 

В основі одержання композиційних матеріалів лежить процес змішування їхніх компонентів:

− в розплаві, коли в розплав полімеру вводяться рідкі або/та тверді порошкоподібні добавки;

− двох рідких компонентів (олігомеріва, розплавів полімерів);

− порошків і т.п.

Усі компоненти, призначені для змішування, повинні бути відповідним чином підготовлені (подрібнені, висушені, нагріті й т.д.).

Основні компоненти композиційних матеріалів

До складу звичайних композицій входять: полімерне зв’язувальне (термопластичне або термореактивне), армувальний матеріал, наповнювач, змащувач для форм, пігмент (барвник), затверджувач, загусник і, в окремих випадках, добавки, що знижують об’ємну усадку й шорсткість поверхні.

 

Зв’язувальні

 

На термореактивне зв’язувальне накладаються певні вимоги. В’язкість смоли в ідеальному випадку повинна бути настільки низкою, щоб забезпечити легкість перемішування з усіма компонентами, і в той же час досить високою, щоб не відбувалося розшарування компонентів підчас плину композиції у формі. Смола повинна швидко тверднути, мати після тверднення високу міцність у нагрітому стані, щоб деталь не ушкоджувалася при вилученні з форми, й одночасно бути достатньо пружною, щоб деталь мала здатність до незначного деформування без розтріскування.

Поліефірні смоли

Більшість поліефірних смол, призначених для армованих формувальних композицій, мають в’язкість у межах 2,5 Па∙с, хоча, застосовуються смоли з в’язкістю від 1 до 250 Па∙с. Перемішування смол з в’язкістю до 600 Па∙с може проводитися у звичайних змішувачах без застосування розчинників, що знижують в’язкість, але які потім потребують видалення.

Тверднення поліефірних смол відбувається в результаті реакції розкриття подвійних зв’язків з утворенням просторових структур. При цьому не утворюється ніяких побічних продуктів. Разом з такими смолами застосовуються співмономери. Найчастіше використовується стирол, який взаємодіє з реакційно здатними подвійними зв’язками полімерних ланцюгів, зшиваючи їх у міцну тривимірну структуру. Реакція тверднення проходить із виділенням теплоти, що у свою чергу сприяє більш повному протіканню процесу (звичайно при твердненні смоли в реакцію вступає близько 90% наявних у полімері подвійних зв’язків).

а) Поліефірні смоли загального призначення. Ці смоли зазвичай одержують етерифікацією пропіленгліколя сумішшю фталевого й малеїнового ангідридів (у співвідношенні від 2:1 до 1:2). Отриману поліефірну алкідну смолу змішують зі стиролом у співвідношенні 2:1. Застосовують такі смоли для виготовлення піддонів, човнів, цистерн для води й т.д.

б) Еластичні поліефірні смоли. Якщо замість фталевого ангідриду використовувати лінійні двохосновні кислоти (наприклад, адипінову або себацинову), то утворюватиметься еластичніша та м’якіша ненасичена поліефірна смола в порівнянні зі смолами загального призначення. Використовувані діетилен- або дипропіленгліколі замість пропіленгліколя також надають смолам еластичність. Додавання таких смол до твердих смол загального призначення зменшує їх крихкість і спрощує переробку. Еластичні смоли можна одержати й при заміні частини фталевого ангідриду одноосновними кислотами талового масла, які створюють гнучкі групи на кінцях полімерних ланцюгів. Такі смоли часто використовують для декоративного лиття.

в) Пружні поліефірні смоли. Ці смоли займають проміжне положення між твердими смолами загального призначення й еластичними. Для одержання таких смол замість фталевого ангідриду використовують ізофталеву кислоту. Процес ведуть у декілька стадій. Спочатку реакцією ізофталевої кислоти із гліколем одержують поліефірну смолу з низьким кислотним числом, потім додають малеїновий ангідрид і продовжують етерифікацію. У результаті одержують поліефірні ланцюги з переважним розташуванням ненасичених фрагментів на кінцях молекул або між блоками, що складаються із гліколь-ізофталевого полімеру. У цьому типі етерифікації фталевий ангідрид менш ефективний у порівнянні з ізофталевою кислотою, тому що утворюваний моноефір фталевої кислоти схильний до зворотного перетворення в ангідрид при тих високих температурах, які використовуються при одержанні поліефірних смол високої молекулярної маси. Застосовуються поліефірні смоли цього типу для виготовлення виробів, стійких до ударних навантажень (деталі автомобілів, літаків і т.д.).

г) Поліефірні смоли з малою усадкою. При формуванні армованого скловолокном поліефіру відмінність усадок смоли й скловолокна призводить до появи раковин на поверхні виробу. Використання поліефірних смол з малою усадкою нівелює цей ефект, і отримані в такий спосіб литі вироби, не вимагають додаткового шліфування перед фарбуванням, що є перевагою при виготовленні деталей автомобілів і побутових електроприладів.

Поліефірні смоли з малою усадкою містять у собі термопластичні компоненти (полістирол або поліметилметакрилат), які тільки частково розчиняються у вихідній композиції. При твердненні, супроводжуваному зміною фазового стану системи, відбувається утворення мікропорожнин, що компенсують звичайну усадку полімерної смоли.

д) Поліефірні смоли, стійкі до атмосферного впливу. Ці смоли не повинні жовтіти під впливом сонячного світла, для чого до їхнього складу вводять поглиначі ультрафіолетового випромінювання. Стирол може бути замінений метилметакрилатом, але тільки частково, тому що метилметакрилат погано реагує з подвійними зв’язками фумарової кислоти, що входить до складу поліефірної смоли. Ці смоли використовують при виготовленні покриттів, зовнішніх панелей і ліхтарів дахів.

е) Хімічно стійкі поліефірні смоли. Ефірні групи легко гідролізуються лугами, що є принциповим недоліком поліефірних смол. Збільшення вуглецевого «кістяка» вихідного гліколю приводить до зменшення частки ефірних зв’язків у смолі. Так, смоли, що містять продукт взаємодії бісфенолу А с окисом пропилену («бісгліколь») або гідрований бісфенол А, мають значно меншу кількість ефірних зв’язків, ніж відповідна смола загального призначення. Такі смоли використовують у виробництві деталей хімічного устаткування:корпусів хімічних реакторів і ємностей, трубопроводів й т.п.).

ж) Вогнестійкі поліефірні смоли. Вироби й шаруваті пластики з армованих скловолокном поліефірних смол є горючим матеріалом, але мають порівняно низьку швидкість горіння. Збільшення стійкості смоли до горіння досягається при використанні замість фталевого ангідриду галогенованих двохосновних кислот, наприклад, тетрафторфталевої, тетрабромфталевої й хлорендикової (продукту приєднання гексахлорциклопентадієну до малеїновому ангідриду, ще відомої як «ххет-кислота»). Подальше підвищення вогнестійкості досягається введенням у смолу різних інгібіторів горіння, таких як ефіри фосфорної кислоти й окис сурми. Вогнестійкі поліефірні смоли використовуються при виробництві деталей електричного устаткування, будівельних виробів, а також для виготовлення корпусів деяких видів військово-морських судів.

Смоли на основі діефірів вінілкарбонових кислот (ДВК) є термореактивними полімерами, що є продуктами етерифікації олігогліколів акриловою або метакриловою кислотами. Ці смоли іноді відносять до поліефірних, хоча вони є складними діефірами, які залежно від будови основного ланцюга молекул полімеру містять також повторювані прості ефірні зв’язки. Основні ланцюги молекул цих смол складають переважно епоксидні, а також поліефірні, поліуретанові або інші сегменти. ДВК можна використовувати як у чистому вигляді, так й у суміші з іншими інгредієнтами. В останньому випадку смола може містити реакційноздатний вінілвмісткий сомономер (стирол, вінілтолуол, триакрилат триметилолпропану), або нереакційноздатний «розріджувач» (метилетилкетон, толуол). Як правило, смоли на основі ефірів метакрилової кислоти містять стирол і використовуються у виробництві хімічно стійких СВКМ. Інгредієнти вводять у ці смоли безпосередньо перед використанням. Вікористовують для покриттів і типографських фарб, що тверднуть під дією УФ-випромінювання.

Полібутадієнові смоли

Зв’язувальні цього типу − високомолекулярні вуглеводні термореактивні смоли. Вони мають відмінні електричні властивості, значну хімічну стійкість, досить високою термічну стійкість, низьке вологопоглинання й легко тверднуть у присутності перекісних ініціаторів. Ці смоли можна використовувати для переробки компресійним і литтєвим пресуванням, литтям під тиском, методом мокрого викладення у форму.

Епоксидні смоли

Епоксидні смоли є одними з кращих видів зв’язувальних для волокнистих композитів, що обумовлюється наступними причинами:

- велика адгезія до більшості наповнювачів і армуючих компонентів;

- великий асортимент доступних епоксидних смол і затверджувачів, що дозволяє одержувати матеріали із широким спектром властивостей;

- відсутність побічних продуктів процесу тверднення, і відповідно низька усадка матеріалів;

- хімічна стійкість, гарні електроізоляційні властивості.

Епоксидні смоли використовують при одержанні різних композиційних матеріалів і конструкційних деталей. Вони також застосовуються в якості капсулюючих і герметизуючих компаундів, прес-порошків і для виготовлення клеїв.

Термостійкі смоли

Термостійкі смоли являють собою лінійні або зшиті гетероароматичні полімери, що мають високу температуру силування Т _С і здатні витримати на повітрі тривале нагрівання понад 590 К без помітних змін структури. Незважаючи на процес термоокиснювальної деструкції, що неминуче протікає в цих умовах, розкладання таких полімерів іде відносно повільно. Крім того, передбачається, що фрагменти, на які розпадаються ці полімери, відносно стабільні, що збільшує «живучість» матеріалу при підвищених температурах.

У цей час використовують конструкційні поліімідні волокнисті композиційні матеріали, що експлуатуються при температурі близько 600 К.

Крім наведених, у якості зв’язувальних застосовуються фенолоальдегідні смоли (резольні й новолачні) і аміносмоли (меламіноформальдегідні, сечовиноформальдегидні, аніліноформальдегідні).

Армувальні матеріали

 

Для армування ВКМ використовують скляне, азбестове, вуглецеве, арамідне та інші види волокон (табл.10.1).

 

Таблиця 10.1. Фізико-механічні характеристики волокон.

 

Волокна	Густина, кг/м^3	Діаметр, мкм	Руйнівне напруження при розтяганні, ГПа	Модуль пружності при розтягу, ГПа	Відносне подовження при розриві, %	Температура плавлення, °С
Металеві (сталеві)		50-100	2-3		5-10
Скляні (марки Е)		10-15	3,5		4,8
Вуглецеві:
високоміцні		10-20	7,2		2,4	1000 *
високомодульні		10-20	3,2		0,4	1000 *
Борні		90-200	2,5-4,0
Керамічні (карбідні)			4,0		0,2
Полімерні:
арамідні (кевлар)		100-200	3,2		1,5
поліамідні (капрон)			0,7	3,5
поліпропіленові			0,5	5,0
поліетиленові			2-3,5	50-125	3-6

* − експлуатаційна температура

Більшість вироблюваних у промисловому масштабі скловолокон одержують зі стекол типу А, С и Е: скло А – лужне з масовою часткою М₂О більше 10 %, де М − лужний метал; скло С – малолужне, що містить до 10 % М₂О; скло Е – безлужне боросилікатне, що містить до 2% М₂О.

Скловолокно застосовують в таких видах: рубана склопряжа − штапельоване волокно, рубаний кручений ровінг − короткі волокна, виконані у вигляді відрізків ниток, і покрита смолою рубана склопряжа. Довжина застосовуваного волокна зазвичай 6,4 й 12,7 мм. Листові формувальні матеріали (ЛФМ) звичайно армують рубаним склоровінгом довжиною 12,7-76,2 мм, але найчастіше − 25,4 мм. Залежно від обробки, розрізняють волокна двох типів: тверді й м’які. Твердий ровінг легко рубається, добре формується, але погано просочується смолою. М’які ровінги сутужніше рубаються, гірше формуються, дають погану поверхню, але легко просочуються смолою й надають матеріалу більш високі механічні характеристики.

Скловолокнисті ровінги. Ці матеріали являють собою об’єднання безперервних і паралельних стренг (джгутів) або елементарних волокон. Традиційний ровінг виробляється спільним прядінням декількох простих стренг, число яких визначається вимогами подальшої переробки. Окрема стренга (джгут) складається з об’єднаних елементарних скловолокон. Елементарні волокна витягають із бушинга, число отворів у якому відповідає числу ниток у джгуті, що у свою чергу визначається потребою подальшої переробки. Ровінг одержують в основному з волокон діаметром 9,0 й 13,0 мкм. Розважування ровінга лежить в основному в межах 3600-450 м/кг або 276-2222 текс (текс − міра товщини волокна або маса 1000 м волокна в грамах).

Текстильна скловолоконна пряжа (пряжа – нитка, що складається з відносно коротких текстильних волокон, з’єднаних за допомогою скручування) – це зібрані разом одиночні паралельні волокна або стренги, які надалі можуть бути перероблені в текстильний матеріал. Безперервні одиночні джгути (стренги), отримані безпосередньо з бушинга, являють собою найпростішу форму текстильної скловолоконної пряжі, відомої як «проста пряжа». Для використання такої пряжі в текстильній переробці її зазвичай піддають незначному крученню. Однак для певних типів тканин необхідна більш товста пряжа, ніж та, що отримують безпосередньо при витяжці з бушинга. Таку пряжу отримують методом скручування й трощення. Типовим прикладом є скручування двох або більше простих стренг разом з одночасним трощенням, тобто подальшим скручуванням двох або більш уже попередньо скручених джгутів. Наприклад, ЕН 1090 2 2 – волокно з Е-скла, безперервна нитка діаметром 90 текс. Пряжа складається з 2 стренг, скручених удвічі.

Текстильна скловолоконна пряжа (проста або трощена) може бути піддана дії струменя повітря, що викликає випадкове, але контрольоване руйнування елементарних скловолокон, розташованих на поверхні пряжі, і «розпушення» пряжі. Цей процес називається «текстурування» або створення «об’ємної» пряжі. Ефект текстурування контролюється тиском повітря й швидкістю подачі пряжі. Хоча відбувається руйнування поверхневих елементарних волокон, просочуваність такої пряжі підвищується. Використання текстурованої пряжі в тканинах найвигідніше тоді, коли необхідне сполучення максимальної міцності з низьким вмістом зв’язувального в композиті.

Тканини зі скловолокон.

Властивості й умови одержання склотканин залежать від будови цих тканин, щільності переплетення, звитості пряжі, щільності вихідної пряжі й від умов ткацтва. Щільність ниток в основі й утоці визначається числом ниток в одному сантиметрі тканини відповідно в поздовжньому й поперечному напрямках. Основа − це пряжа, розташована у напрямі довжини тканини, а утік перевиває тканину в поперечному напрямку. Отже, щільність тканини, її товщина й міцність за розривом пропорційні числу ниток і типу пряжі, використовуваної при ткацтві.

Існують різні види переплетень основи й утка для створення міцних тканин. Варіюючи вид тканини, можна створити різноманітні армувальні структури, що впливають деякою мірою на властивості композитів.

Наповнювачі. Застосовувані наповнювачі за хімічним складоь можна розділити на 4 групи: кремнеземи і силікати, карбонати, сульфати, окиси (табл. 10.2). У першу групу входять: азбест, тальк, каолін, двоокис кремнію (пісок), діатомова земля й вулканічний попіл; у другу – різні типи карбонату кальцію; у третю – сульфати барію (барити) і кальцію; у четверту − окиси алюмінію, титану, цинку та ін... До цих груп відносяться так називані природні матеріали, які доводять до потрібного стану «мокрим» або сухим здрібнюванням або хімічним осадженням. Густина наповнювачів коливається в межах від 2000 (у діатомової землі) до 4450 кг/м (у баритів), а у найчастіше застосовуваних матеріалів (каоліну, карбонатів кальцію) – 2600-2700 кг/м³.

До наповнювачів, що збільшують об’єм, належать в основному глини й карбонати кальцію. Останні мають найнижче маслопоглинання, що дозволяє вводити їх у композицію в більших кількостях. Але при цьому погіршується текучість матеріалу. Композиції, наповнені глиною, мають покращену текучість, а вироби з них − більш високі значення багатьох показників, крім якості фарбування. Застосування суміші глини з карбонатом кальцію часто дозволяє збільшувати вміст наповнювачів у композиції, не погіршуючи її текучості. Введення в композицію, що вже містить карбонат кальцію, невеликих кількостей тальку, що характеризується високим маслопоглинанням, також поліпшує її текучість і лише незначно погіршує колір.

Ряд добавок, застосовуваних для спеціальних цілей, також можна класифікувати як наповнювачі. Так, наприклад, для збільшення вогнестійкості вводять суміш Sb₂O₃ з галоїдвмісними смолами або іншими речовинами; для хімічного загущення – окис МgО і Са(ОН)₂, а для зниження усадки – тонкодисперсний поліетилен.

Серед вимог до наповнювачів, використовуваних в армованих пластиках, відмічаються: низька густина; мале маслопоглинання; відсутність пор; неабразивність; низька вартість; легка диспергованість без агломерації; хімічна чистота й білизна; полідисперсність (1−15 мкм при середньому поперечному розмірі частинок 5 мкм).

Таблиця 10.2 Властивості дисперсних наповнювачів для полімерів

 

Наповнювач	Хімічна формула	Щільність, кг/м^3	рН водної витяжки	Твердість по Моосу	Температура, °С	Модуль пружності, ГПа	Коефіцієнт Пуассона	Коефіцієнт термічного розширення	Питомий об’ємний опір, Ом·м	Форма часток
Каолін	Al4(Si2O5)(OH)8		4,5		1000 (Тр)	-	-	0,53	10^7-10^12	пластин-часта
Тальк	Mg3(Si4O10)OH		8,1-9,6		1500 (Тпл)	3,5	0,4	0,4	1,6·10^9	луската
Слюда (мусковіт)	KAl2(AlSi3O10)×(OH F)2		7,5	2,5-3,5	1290 (Тр)	0,25	0,25-0,35	1,95	10^16	луската
Крейда	CaCO3	2600-2900	9,2		920 (Тр)	6-9	0,28-3,0	0,4	10^8-10^14	зерниста
Кварц (скло)	SiO2		6-7,5	7-7,5	1600 (Тпл)	6,7-8,0	0,07-0,15	0,045	10^16	зерниста
Барит	BaSO4		6,5-7,0	3-3,5	1143 (Тр)	5,9-6,1	0,25-0,32	1,8	4,5	зерниста

Продовження табл.. 10.2

Аеросил	SiO2			4-6	1400 (Тпл)	6,5	0,15	0,1	10^10	зерниста
Азбест (хризатиловий)	Mg6(Si4O10)(OH)8	2100-2800	2,5	-	1100 (Тпл)		-	0,8	-	волокни-ста
Біла сажа	SiO2×H2O	2100-2200	8-10	-	1200 (Тпл)	4,5-5,5	0,3	0,4	10^12	зерниста
Технічний вуглець ПМ-15	С		8,5		1000 (застосування)	-	0,35	0,8	10^-1	зерниста
Літопон	ZnS – 30 % BaSO4 – 70 %	2500-3500	-	3-4	1200 (Тр)	5,5	0,35	1,8	-	пластин-часта
Гідроксид алюмінію	Al(OH)3			6-7	420 (Траз)	-	-	6,2	10^5-10^12	зерниста
Рутил	TiO2	4200-4300	6-7	6,7-7,2	1980 (Тпл)		0,28	0,78	4·10^2	зерниста
Гіпс	CaCO3×2H2O				550 (Тр)	1,4	0,22-0,34	2,42	10^8-10^14	зерниста
Корунд	Al2O3	3900-4000	6-7		2000 (Тпл)	37-52	0,13-0,2	0,6	4·10^15	зерниста

Антиадгезійні речовини

Внутрішнє антиадгезійне змащення вводиться в усі композиції. Найбільше широко застосовуються стеарати цинку, кальцію й алюмінію, а при формуванні при низьких температурах − стеаринова кислота.

Барвники

Широко застосовується введення дисперсій пігментів у сумісні смоли, але іноді економічно доцільніше використовувати у ВКМ більш дешеві сухі барвники. Інтенсивні методи змішування, застосовувані у виробництві ВКМ, забезпечують високоякісне змішування великої кількості сухих пігментів. Деякі пігменти проявляють прискорювальну або, навпаки, інгібуючу дію на реакційну здатність смол. Тому при виборі пігментів необхідно враховувати їхній вплив на стабільність смол при зберіганні й тривалість їх тверднення.

Затверджувачі та інгібітори

Інгібітори, крім свого основного призначення – стабілізувати ненасичені смоли, використовуються для підвищення стабільності композицій при зберіганні, запобігання драглюванню і, в окремих випадках, для регулювання швидкості тверднення. Хінони (гідрохінон, бензохінон та ін..) стабілізують композиції, майже не впливаючи на швидкість тверднення. Їх уводять у дуже малих кількостях − від 0,005 до 0,02 % масових. Для кожного виду смоли використовується відповідний тип затверджувача. Для поліефірних смол, наприклад, використовуються перекисні сполуки, для епоксидних смол – аміни, ангідриди кислот, кислоти Льюіса (наприклад, BF₃∙Et₂O) і т.п.

 

Загусники

Загусники − це речовини або системи, які збільшують в’язкість композиції, не спричиняючи її тверднення. Загусник виконує дві функції. По-перше, переводить композицію в такий стан, щоб з нею було зручно поводитися, тобто робить її сухою, не липкою, такою, що легко ріжеться й формується. По-друге, підтримує в’язкість матриці на такому рівні, щоб при затіканні композиції у форму зберігалася гомогенність суміші армуючий матеріал−наповнювач−пігмент−смола. Оптимальний загусник - це така речовина, дія якої не проявляється доти, поки смола повністю не просочить всі інгредієнти до рівноважного стану, після чого згущення швидко відбувається до досягнення заданої в’язкості, що зберігається до початку формування.

Переважно в якості загусників використовують окисли і гідроокиси металів IIа групи Періодичної таблиці: МgО, Mg(OH)₂, CaО, Ca(OH)₂. На жаль, всі окиси й гідроокиси металів починають згущувати композицію відразу ж після перемішування зі смолою, причому цей процес не припиняється навіть тоді, коли його швидкість сильно сповільнюється й наступає період часу, протягом якого композиція зберігається в найбільш прийнятному для формування стані.

Добавки для зниження усадки

Для цієї мети застосовуються термопласти: поліетилен (ПЕ), полістирол, акрилати, ацетобутират целюлози, полівінілхлорид, полі вінілацетат й ін.

Тонкодисперсний порошкоподібний ПЕ, що використався для зменшення розміру пор, покращення погодостійкости й електричних властивостей, виявився речовиною, що сприяє зниженню усадки. Стандартними антиусадковими добавками вважають акрилові гомополімери, з якими зазвичай порівнюють решту Деякі добавки впливають на швидкість згущення, причому частіше збільшують її. А окремі, як наприклад модифікований полівінілацетат, викликають згущення незалежно від типу смоли.