6.7. Смоли

*Природні смоли - складні за хімічним складом речовини, які виробляються деякими рослинами.

Смоли тверднуть на повітрі, розчиняються в органічних роз­чинниках і нерозчинні у воді. Утворюються, головним чином, тро­пічними рослинами (копайський бальзам, шеллак та ін.). У помір­ній зоні - переважно рослинами родини соснових (каніфоль). Зу­стрічаються також викопні смоли копал, бурштин (янтар). Вико­ристовуються смоли при виготовленні лаків, клеїв та ін. Остан­нім часом застосування їх скорочується у зв'язку із заміною їх синтетичними речовинами.

*Каніфоль - крихка смола, яку отримують з природної смоли сосни (живиці) після видалення з неї терпентину (скипидару).

Каніфоль розчиняється в нафтових, рослинних оливах, спирті, терпентині та ін. Електроізоляційні властивості каніфолі:ρ= 10¹²-10¹³ Ом·м; Е_міц = 10 - 15 МВ/м; температура розм'якшення 50 -70 °С. Розчинена в нафтових оливах каніфоль вживається при виготоволенні насочувальних і заливних компаундів.

*Копали - тугоплавкі тверді і малорозчинні викопувані смо­ли, які є продуктами розкладання дерев-смолоносів.

Копали застосовують як добавки до оливних лаків для підви­щення твердості їх плівок.

Тверді поліконденсаційні матеріали. За поліконденсації макро­молекули утворюються внаслідок хімічної взаємодії між функці­ональними групами, які містяться у вихідних молекулах однієї з різних речовин. Відбувається відчіплення молекул води, хлорис­того водню, аміаку і кислот, які розкладаються на іони і збільшу­ють електропровідність матеріалу та погіршують електроізоля­ційні властивості порівняно з діелектриками. З цих матеріалів найбільше використовуються в електротехніці ►резольні, ►новолачні, ►поліефірні та ►епоксидні смоли.

*Синтетичні смоли - синтетичні полімери невеликої моле­кулярної маси (олігомери), які в результаті тверднення пе­ретворюються в неплавкі і нерозчинні матеріали.

Використовуються ці смоли у виробництві пластмас, лаків, клеїв, герметиків, для обробки тканин, паперу та ін.

* Фенолформальдегідні (фенольні) смоли - продукти полікон­денсації фенолу Н₅С₆ - ОН (або крезолу Н₃С - С₆Н₄ -ОН) з формальдегідом Н₂СО.

Смоли можуть виготовлятись як термореактивні, так і тер­мопластичні. Це в’язкі рідини чи тверді речовини. Останні мають добрі електроізоляційні і механічні властивості. Застосовуються у виробництві фенопластів, герметиків, клеїв, лакофарбових ма­теріалів.

Бакелітова смола. Добувають у реакторі, де перемішують фенол, формалін і каталізатор. Коли за смолоутворення на один моль фенолу припадає не менше одного моля формальдегіду, то утворюється термореактивна смола бакеліт (застаріла технічна назва резолу). Отриману суміш нагрівають до 95°С для початку реакції поліконденсації. У нижній частині реактора утворюється густа сиропоподібна маса коричневого кольору - бакелітова смо­ла. За кімнатної температури ця смола є твердою крихкою речо­виною коричневого кольору. її застосовують як зв'язуючу речо­вину для виготовлення пластмас та отримання бакелітових ла­ків. Полімеризація бакеліту проходить у три стадії і завершуєть­ся при 110 - 140 °С і вище. Так, за температури 160 °С полімериза­ція відбувається за 1-3 хв з утворенням міцного, але малоеластичного термореактивного матеріалу. Бакелітову смолу застосо­вують для просочування дерева та інших матеріалів, виготовлення пластмас, зокрема шаруватих - гетинаксу, текстоліту та інших.

* Новолачна смола - густа маса світло-коричневого кольо­ру. Після застигання є термопластичною крихкою речови­ною, що розчиняється в етиловому спирті й ацетоні.

Затвердіває тільки в присутності спеціальних реагентів - отверджувачів. За одночасного нагріву суміші порошкоподібної но-волачної смоли з 15 - 20 % порошку уротропіну в стальних пресформах пресують пластмасові деталі для електричних апаратів низької напруги (основи і кришки вимикачів, патронів) та різні конструкційні деталі (кнопки, держаки тощо).

Епоксидні смоли характеризуються наявністю в молекулі епо­ксидних груп

У чистому вигляді вони термопластичні, можуть довготрива­ло зберігатись, не змінюючи своїх властивостей, розчиняються в ацетоні та інших розчинниках. Після добавки твердників смоли швидко тверднуть (полімеризуються) без виділення низькомоле­кулярних речовин, зокрема води.

Епоксидні смоли, в які безпосередньо перед вживанням ввели твердники, стають термореактивними матеріалами, рівномірно твердіють по всьому об'єму, утворюючи монолітну водонепро­никну ізоляцію.

Якщо твердниками є азотвмісні речовини (аміни), то відбува­ється холодне тверднення, якщо ангідриди органічних кислот, то тверднення проводиться при нагріві до 80 - 150 °С. При тверднен­ні відбувається незначне осідання (0,5 - 2 %), що сприяє утворен­ню монолітної ізоляції, яка, завдячуючи високій адгезії до різних матеріалів (пластмас, скла, кераміки, металів та ін.), забезпечує герметичність. Тому епоксидні смоли успішно використовують­ся як матеріали для виготовлення кабельних з'єднувальних і кін­цевих муфт. При використанні епоксидних смол слід дотримува­тись відповідних заходів щодо охорони праці, зважаючи на їх токсичність. Після тверднення епоксидні смоли не токсичні.

Кремнійорганічні смоли (силікони). Основою будови їх моле­кул є силоксанова група почережних атомів кремнію і кисню

л інійної будови з термопластичними властивостями

просторовоїструктури з термореактивними влас­тивостями

(R - органічні радикали - СН₃, -С₂Н₅, -С₆Н₅). Висока нагрівос-тійкість кремнійорганічних полімерів зумовлена більшою міцніс­тю силіконового зв'язку Si - О порівняно із зв'язком між двома атомами вуглецю С - С в більшості розглянутих полімерів.

Кремнійорганічні сполуки мають високі електроізоляційні вла­стивості при підвищених температурах, тому їх доцільно застосо­вувати в композиції з нагрівостійкими неорганічними матеріалами (скловолокно та ін.) у вигляді міканітів, склотканин та ін. Кремні­йорганічні сполуки слабогігроскопічні, практично не змочуються водою і можуть використовуватись як гідрофобні покриття.

Кремнійорганічні смоли відносно дорогі, мають низьку меха­нічну міцність і низьку адгезійну здатність до більшості матеріа­лів, що значно знижує їх застосування.

*Сечовино-формальдегідні смоли - синтетичні смоли, тверді продукти поліконденсації сечовини з формальдегідом.

Тверднуть з утворенням прозорого матеріалу. Застосовують­ся у виробництві амінопластів, міпори, клеїв, лаків.

Гліфталеві смоли. Отримують поліконденсацією багатоатом­них спиртів (гліколь, гліцерин та ін.) і органічних кислот (фтале­ва, малеїнова та ін.). Для забезпечення гнучкості смоли модифі­кують жирними кислотами та рослинною олією. Гліфталеві смо­ли характеризуються > високою клеючою здатністю, > стійкіс­тю проти поверхневих розрядів і > підвищеною (до 130 °С) на­грівостійкістю. Використовуються в електротехніці як основи для клеючих, просочувальних і покривних лаків.