Подбор эпоксидной системы: сравнение свойств смол и отвердителей

Как читать таблицу

Таблица структурирована по двум основным блокам свойств:

• Физико-химические свойства компонентов до отверждения
• Механические свойства отверждённой смолы/композита

Первая группа параметров в таблице относится к физическим свойствам компонентов до отверждения, которые определяют, подходит ли состав под ваш технологический процесс.

Вязкость смолы при 25 °C (мПа·с)

Нормальный диапазон: 100–10 000 мПа·с

Что влияет: молекулярная масса, наличие наполнителей, температура

Что означает:

• Низкая вязкость (100–1000 мПа·с):легко заполняет формы, подходит для инфузии и вакуумного литья, но требует герметичных форм и аккуратного отверждения.
• Высокая вязкость (5000–10 000 мПа·с): лучше удерживает форму, меньше протекает, может быть предпочтительна для ручной ламинации или покрытия, но хуже проникает в армирующие материалы.

Влияние на изделие: Влияет на качество смачивания армирующего материала, однородность, наличие пузырей и механическую прочность.

Вязкость отвердителя при 25 °C (мПа·с)

Нормальный диапазон: 20–1000 мПа·с

Что означает:

• Низкая вязкость (20–200 мПа·с): легко смешивается, снижает общую вязкость системы, ускоряет проникновение.
• Высокая вязкость (500–1000 мПа·с): сложнее дозировать, но может способствовать более прочной сетке при отверждении.

Влияние на изделие: Управляет удобством смешивания и совместимостью с конкретными смолами. Влияет на обработку в ручных или автоматических процессах.

Вязкость смеси при 25 °C (мПа·с)

Нормальный диапазон: 100–3000 мПа·с

Что означает:

• Оптимум (300–800 мПа·с): хорошее смачивание и инфильтрация, удобно работать.
• Слишком высокая: может быть труднообрабатываемой и оставлять непропитанные участки.
• Слишком низкая: возможен стек, утечка, трудности в формовании.

Влияние на изделие: Ключевой параметр при выборе способа нанесения (вакуумная инфузия, ручная ламинация, заливка).

Плотность смолы при 25 °C (г/см³)

Нормальный диапазон: 1.10–1.20 г/см³

Что означает: Связана с составом и наполнителями. Более высокая плотность может указывать на наличие модификаторов, не всегда желательна.

Влияние на изделие: Плотность влияет на расчёт массы, пропорций и энергию отверждения. Важно учитывать при аэрокосмических или транспортных применениях.

Плотность отвердителя при 25 °C (г/см³)

Нормальный диапазон: 0.95–1.10 г/см³

Что означает: Отвердители легче смол. Разница в плотности учитывается при расчёте пропорции по объему, если не используется весовой способ.

Влияние на изделие: Ошибки в дозировке из-за плотности могут привести к неполной полимеризации и ухудшению механических свойств.

Пропорция смешивания по массе

Нормальный диапазон:

• Системы 100:30 – быстро отверждающиеся
• Системы 100:45–100:55 – умеренные
• Системы 100:100 – симметричные, просты в расчёте

Что означает: Нарушение пропорции даже на 5–10% может нарушить сшивку полимерной сетки.

Влияние на изделие: Недостаток отвердителя — липкость, мягкость. Избыток — хрупкость, снижение стойкости к воде/температуре.

Жизнеспособность смеси (100 г, 25 °C)

Нормальный диапазон: 10–90 минут

Что означает: Время, в течение которого смесь сохраняет рабочую консистенцию. Зависит от температуры, объема, состава.

Влияние на изделие:

• Короткая (10–20 мин): быстрое отверждение, подходит для серийных работ, ограничено по времени.
• Длинная (60–90 мин): позволяет работать с большими поверхностями, более стабильный контроль.

Температура отверждения (°C)

Нормальный диапазон:

• Холодное отверждение: 20–25 °C
• Тепловое: 40–80 °C
• Высокотемпературное: 100–150 °C (иногда выше)

Что означает: Чем выше температура отверждения, тем выше обычно Tg и прочностные характеристики.

Влияние на изделие: Более высокая температура позволяет получить более жёсткий и термостойкий материал, но требует оборудования.

Варианты отверждения

Типичные опции:

• При комнатной температуре (RT): минимум оборудования
• Пошаговое (RT → 40–60 °C): лучше свойства, меньше напряжений
• Полное термоотверждение (RT → 80–120 °C): максимальная прочность и Tg

Влияние на изделие: Контролируемый график отверждения повышает термическую стабильность, снижает остаточные напряжения и коробление.

Температура стеклования Tg (°C)

Нормальный диапазон:

• Обычные смолы: 40–80 °C
• Термостойкие системы: 100–160 °C
• Аэрокосмические/спецсмолы: 180–250 °C

Что означает: Tg — температура, выше которой смола начинает переходить из твёрдого стеклообразного состояния в резиноподобное.

Влияние на изделие: Tg определяет максимально допустимую температуру эксплуатации. Смола с низкой Tg не может применяться в нагруженных конструкциях при высокой температуре.

Механические и термические свойства отверждённой смолы

Эти параметры определяют поведение изделия в эксплуатации — прочность, жёсткость, термостойкость и сопротивление удару:

Свойство	Как читать и применять
Температура стеклования (Tg)	Критически важна для термостойкости. ▪ Tg > 120°C — для высокотемпературных изделий ▪ Tg ~80–100°C — подходит для большинства композитных конструкций
Прочность на растяжение / изгиб / сжатие	▪ Выше — не всегда лучше: иногда нужна комбинация прочности и вязкости ▪ Прочность на сжатие — особенно важна для структурных сэндвичей
Модуль упругости (изгиб / растяжение)	▪ Жёсткость материала. ▪ Высокий модуль (>3000 МПа) — для твёрдых, неэластичных изделий (например, пресс-формы) ▪ Низкий модуль — для ударостойких, гибких деталей
Относительное удлинение при разрыве	▪ Низкое (<3%) — хрупкие смолы ▪ Высокое (>6%) — ударостойкие, менее хрупкие
Ударная вязкость	▪ Важна для динамических нагрузок ▪ Высокая ударная вязкость — лучше для корпусов, ударозащиты
Твёрдость по Шор D	▪ Используется как косвенный показатель жесткости ▪ 80–90 — типичные значения для отверждённых смол
Диэлектрические параметры (если указаны)	▪ Важно при применении в электроизоляции, в радиопрозрачных материалах

Как устроена таблица

• Каждая колонка (начиная с колонки M) — это отдельная смола или система.
• Каждая строка — это один параметр: вязкость, прочность, TG и др.
• Свойства сгруппированы по типам: физико-химические до отверждения, механические после отверждения, термические, электрические и т.д.

Как пользоваться

Подбор смолы под ваш процесс

1. Ориентируйтесь на строки:

• Вязкость компонентов при 25 °C — для подбора под инфузию, вакуумирование, ручную выкладку.
• Жизнеспособность смеси и Температура/время отверждения — важны для расчёта цикла.
• Пропорция смешивания — для технологичности на производстве.

2. Сравнивайте системы по строкам: например, если TG ниже 70 °C — не годится для высокотемпературной эксплуатации.

Сравнение механических свойств

1. Используйте блок “Физические свойства”:

• Прочность при растяжении, изгибе, сжатии.
• Модуль упругости, ударная вязкость, твердость по Шор D.

2. Bы можете визуально определить:

• Жёсткие VS эластичные,
• Хрупкие VS ударопрочные системы,
• Высокотемпературные VS низкотемпературные.

Скрытые диапазоны

1. Если некоторые строки/колонки скрыты:

• Нажмите на серые значки «+» между строками или столбцами — это свернутые диапазоны.
• Или выделите весь лист → ПКМ → Показать скрытые строки/столбцы.

Советы по работе

• Для фокусного сравнения 2–3 смол: скопируйте нужные колонки на новый лист и удалите остальные.
• Можно использовать условное форматирование, чтобы подсветить TG > 120 °C или вязкость < 300 мПа·с.
• Для поиска по свойствам: используйте Ctrl+F и введите, например, “ударная вязкость