Tajemství stromové pryskyřice | Archiv AiF

Bisfenol A je centrální blok polymerní jednotky epoxidu. Nejprve získal Alexander Pavlovič Dianin. Obrázek: Leonid_Andronov/ ru.depositphotos.com.

Alexander Pavlovič Dianin (1851-1918), žák ruského chemika a skladatele profesora A.P.Borodina, profesor Vojenské lékařské akademie (Petrohrad), čestný člen Pařížské akademie věd.

Typický vzorec dianových epoxidových pryskyřic.
Příklady zakalené (A) a bublinkové (B) epoxidové výplně.

Příklady nalévání epoxidové pryskyřice a vytvrzování vzorků obsahujících vodu: A – úspěšné; B – poměrně úspěšné (šípky); B – neúspěšné (šípky).

Příklady úspěšných výrobků využívajících tekuté sklo (A) a lepidlo Dragon (B).

Pohled na paleotisk vyrobený z epoxidové pryskyřice (vzorek pro Národní vědecké a přírodovědné muzeum Národní akademie věd Ukrajiny).

Epoxidové pryskyřice (slovo „epoxid“ je odvozeno ze dvou řeckých kořenů: epi – nahoře a oxy – kyselé) se používají v lepidlech pro různé účely, tmelech, při výrobě plastů pro domácnost, plastů, v letectví, stavebnictví, automobilovém průmyslu, radioelektronický průmysl, v lodním stavitelství a strojírenství a dokonce i v klenotnictví – na výrobu umělého jantaru. Používají se v textilním, kožedělném a nátěrovém průmyslu. Zdálo by se, že je na čase najít něco nového, co by poslalo epoxid do archivu historie, jako se to stalo u mnoha organopolymerů – ebonitu, arabské gumy, dehtu, dřevěných pryskyřic, kalafuny, polymethylmethakrylátu, obyčejného polystyrenu, alkydů. Koneckonců, jednosložkové vytvrditelné kompozice a pohodlnější voda-akrylové pryskyřice se objevily již dlouho. Přesto se celosvětový trh s epoxidovými pryskyřicemi odhaduje na 15–20 miliard amerických dolarů, z toho asi třetina se nachází na severoamerickém kontinentu, další třetina v Číně, kde působí desítky výrobců pryskyřic. V postsovětském prostoru se epoxidová pryskyřice (ED-20) vyrábí pouze v Rusku (Dzeržinský NIIP a továrny v Tatarstánu a Baškirsku), ačkoli téměř všechny chemické podniky jsou baleny (stáčeny).

Za „předchůdce“ epoxidové pryskyřice lze považovat ruského chemika Alexandra Pavloviče Dianina, Mendělejevova současníka. V roce 1891 jako první získal jednu z klíčových složek pro výrobu epoxidových pryskyřic – bisfenol A. Dalším názvem tohoto monomeru je difenylolpropan a také dian. Název „epoxy-dian resins“ (v angličtině „epoxy-dian resins“)* pochází ze jména A.P. Dianina.

Syntéza difenylolpropanu, ze kterého se následně vyráběly nejen epoxidové pryskyřice, ale i polykarbonáty, lepidla a laky, se pro současníky nestala nápadnou událostí (stejně jako objevy jiných polymerů – tehdy byly hanlivě považovány za vedlejší produkty ). Skutečně se začali zajímat až o předválečnou Evropu. První průmyslové epoxidové pryskyřice vyrobil v polovině 1930. let chemik P. Schlak z německého koncernu IG Farbenindustry. V roce 1936 si nechal Švýcar P. Castan z koncernu Ciba patentovat dnes nejslavnější epoxid – bisfenol a poté Američan S. Greenlee získal a patentoval jeho moderní podobu. První epoxidové lepidlo, Araldite 1, založené na Kastanově práci, vydala Ciba na počátku 1940. let XNUMX. století.

SSSR se se zavedením epoxidu trochu opozdil, ale už v 1960. letech spustil takovou výrobu, kterou mu záviděli i na Západě. V těchto letech byla průmyslová výroba organizována v Dzeržinsku, Sumgaitu, Kotovsku, Ufě a Leningradu. Později byla zahájena výroba v Ukrajinské SSR (Donbass) a Tatarské autonomní sovětské socialistické republice. Nejoblíbenější lepidlo v SSSR, „Epoxy-diane s polyethylenpolyaminovým tvrdidlem“ (odtud „EDP lepidlo“ nebo epoxidová pryskyřice ED-20), se zrodilo v Dzeržinsku. Od té doby se prodává pod tímto názvem a se stejným designem balení – v plastových a skleněných dózách, umístěných v jednoduchých červenobílých kartonových krabicích. Jednu dobu pouze pobaltští výrobci provedli určité úpravy designu a zabalili jej do tubusů.

Nyní existuje šest velkých tříd epoxidových pryskyřic – bisfenol (A a F), novolac (fenol a kresol), alifatické (mono- a vysoce funkční), glycidyl, akrylový epoxid. Jsou známy desítky jejich poddruhů, včetně světlem tuhnoucích a vodou ředitelných (jejich rozšířenému použití brání vysoká cena). Ale jedna třída epoxidů je obzvláště populární – stejný oligomer na bázi bisfenolu A.

Epoxidy se obvykle vytvrzují aminy – žlutohnědé viskózní kapaliny (s nepříjemným zápachem a jedovaté). Mezi nejoblíbenější aminová tužidla patří DEET, TETA, TEA, AEP a GMDA. Nejoblíbenější je ale stále polyetylen-polyamin PEPA – technická směs téměř 25 aminů včetně všech zmíněných (kromě HMDA).

Kombinací pryskyřic a tvrdidel a změnou podmínek vytvrzování je možné získat materiály od pevných (kamenných) až po polotekuté a elastické. Mohou být použity pro kritické produkty, jako jsou vysoce pevné nebo tepelně odolné produkty, a pro práci ve vlhkém prostředí a ve vodě. Ale pořád je to „exotika“. Nejpoužívanější v každodenním životě a v malých průmyslových odvětvích pro nepotravinářské a tepelně neodolné výrobky je epoxid vytvrzovaný za studena pomocí PEPA.

Epoxidové lepidlo je ceněno díky vysoké přilnavosti (tedy dobré přilnavosti) k anorganickým (kov, sklo/keramika, kámen) a polymerním (polystyren, dřevo, PVC) materiálům a také pevnosti lepeného spoje. Nevýhody lepidla se často stávají jeho výhodami. Často je například zapotřebí „nesamoschnoucí“ a dlouho tuhnoucí pryskyřice.

Epoxidové polymery zůstávají nepřekonanými složenými lepidly, tedy lepidly, která po zaschnutí nemění svůj objem. Takto odolný a navíc průhledný materiál pro výplně je potřeba všude – od elektroniky po stavební a projekční práce. Epoxidové pryskyřice se používají při výrobě impregnačního materiálu pro skleněné tkaniny nebo skleněná vlákna, sklolaminát používaných ve stavebnictví, stavbě lodí, při výrobě strojních součástí atd. Používají se také k přípravě nátěrů pro hydroizolační a chemicky odolné nátěry, barvy pro venkovní i vnitřní použití, zpevňující a hydroizolační impregnace na beton, dřevo a jiné porézní materiály.

Výchozími složkami pro výrobu epoxidových pryskyřic jsou zcela specifická a toxická činidla – epichlorhydrin, zásady, kyseliny a další „drsná chemie“. Hmotnostní poměr pryskyřice k tvrdidlu je velmi odlišný: 1:1, 5:1, 10:1. Někdy se pro zajištění přesnosti dávkování mírně zvýší množství tvrdidla, čímž se zkrátí doba polymerace, ale zároveň se sníží pevnost polymeru. Pryskyřici v uzavřené nádobě lze skladovat desítky let, tvrdidlo (také v uzavřené nádobě) lze skladovat roky bez vlhkosti a světla a snese i nízké teploty.

Epoxidová pryskyřice má samozřejmě mnoho nevýhod a omezení při použití. Není žáruvzdorný, to znamená, že snese teploty pouze do 150-200 o C. Poté výrobek tmavne a ztrácí pevnost a při cca 300-350 o C zuhelnatí. Ve své čisté formě – bez retardérů hoření a stabilizátorů – se snadno zapálí otevřeným ohněm a sám nezhasne. Pár sekund stačí k zapálení jakéhokoli produktu ohněm jednoduchého zapalovače (pokud nejsou použity plniva). Epoxidová pryskyřice je nestabilní v některých důležitých domácích a průmyslových rozpouštědlech – aceton, některé ethery a rychle se rozkládá v koncentrované kyselině dusičné a velmi silných oxidačních činidlech.

Konečně není vždy vhodné s tím pracovat a kromě toho musíte vědět, jak na to – začátečník může produkt zničit. Tužidlo je docela rozmarné: pokud nejsou splněny podmínky skladování, může rychle změnit své vlastnosti. Takže pokud se do něj dostane vlhkost, vytvrzování jednoduše neproběhne správně. Časté jsou případy otrav otužilci. Samotná epoxidová pryskyřice může proniknout do pokožky a způsobit svědění a zarudnutí kůže. Při práci s velkým množstvím epoxidové pryskyřice je možná i „inhalační otrava“, protože vždy obsahuje až 1 % hmotn. toxických těkavých složek – epichlorhydrinu a toluenu, které dodávají pryskyřici zvláštní aroma. Proto je použití epoxidu pro výrobu předmětů pro domácnost a hraček přísně omezeno seznamem přijatelných pryskyřic.

Lepidla Superglue, PVA, Desmokol nebo pryžová lepidla používaná v každodenním životě jsou rychle tuhnoucí a jednosložková. Výsledek jejich použití je viditelný téměř okamžitě a práce s nimi vyžaduje pouze dovednosti a touhu. Ale u epoxidu může chyba v dávkování tužidla nebo teplotě ohřevu stát všechnu práci. V mé praxi se vyskytly případy, kdy došlo k narušení seriózních zakázek nedostatečným vytvrzením a někdy nedošlo k vytvrzení směsi a poškození nejen výrobku, ale i drahé formy.

Zastará časem epoxid pod tlakem nových lepidel a spojovacích materiálů? S největší pravděpodobností ano – když je nahrazena pryskyřicí podobných vlastností, ale vodou ředitelnou a netoxickou, zvláště pokud bude také dlouhodobě skladována. Ale prozatím zůstává epoxid žádaný v každodenním životě a průmyslu, stejně jako tomu bylo před 50-70 lety. Ruského chemika Alexandra Dianina si proto budeme dlouho pamatovat díky běžně používanému termínu odvozenému od jeho jména – „epoxidové pryskyřice“.

Epoxidy jsou oligomery, částečně polymerizované látky (proto mají tendenci být viskózní jako med) obsahující jeden nebo více glycinových -CH na molekulu.₂– NSOSN₂ nebo epoxid. SOS. skupiny. V obou případech tvoří atom kyslíku v molekule trojúhelníkový nestabilní epoxidový kruh.

Vazba C-O v epoxidovém kruhu má výrazný polární charakter, to znamená, že elektrony vazby jsou silně posunuty na jednu stranu. Díky vysokému napětí epoxidového cyklu má tendenci rychleji reagovat – otevřít. K otevření prstence dochází pod vlivem látek, které způsobují vytvrzení viskózní pryskyřice, což má za následek pevný zesíťovaný polymer.

Tužidla se dělí do tří velkých skupin – polykondenzační, polymerační-katalytická a smíšená. Polykondenzační tvrdidla zesíťují molekuly pryskyřice, uvolňují vodu – to jsou aminy, anhydridy, amidy, olefiny. Polymer-katalytická tvrdidla, jak název napovídá, katalyzují polymeraci pryskyřice – jsou to kyseliny (chlorid železitý nebo fluorid boritý) a Lewisovy zásady, fenoly, zásady. V segmentu hromadné spotřeby jsme se spokojili se dvěma velkými skupinami tužidel – aminy a anhydridy. U aminů je polymer obecně pevnější, u anhydridů je chemicky odolnější.

Pro domácího kutila

Co lze vyrobit z epoxidu

Na internetu existuje mnoho doporučení o technikách výroby výlitků, tedy předmětů „plněných“ nebo potažených epoxidovou pryskyřicí. Týkají se především profesionálních výrobků určených k prodeji, a proto obsahují mnoho požadavků, které je v domácích podmínkách obtížné splnit: přítomnost složité vakuové instalace, použití drahých tužidel, velké množství drahého silikonu, pryskyřice atd. Ale epoxidové výplně mohou provést rychle a levně.

“Amber” vyplňuje. Touto metodou lze vytvářet trvanlivé a trvanlivé tisky a kopie, například pro geologické nebo paleontologické archivy. Želé kompozice poskytují spolehlivou ochranu suchých, křehkých předmětů. Je lepší nepracovat s mokrými materiály nebo materiály obsahujícími vodu, protože budou pokračovat v odpařování vody v pryskyřici, která ztvrdne ve formě bublin kolem vzorku. Z tohoto důvodu bude v nejlepším případě jasně viditelná pouze část předmětu a zbytek bude pokryt šedým oparem páry.

Navržená technologie nevyžaduje drahé komponenty a náklady a kvalita výsledných výplní (po prvních neúspěšných pokusech) je o něco horší než u profesionálních. Posloupnost akcí při plnění produktů může být následující (na příkladu ED-20 + PEPA).

Příprava produktu. Vzorek očistěte, otřete alkoholem (odmastěte), osušte, tónujte nebo lakujte (pokud je to žádoucí) – například zlatým lakem.

Příprava formuláře. K nalití vzorku do pryskyřice potřebujete nádobu, tedy formu. Může být vyroben z jakéhokoli hladkého a nejlépe průhledného (aby bylo vidět postup procesu) materiálu. V dnešní době je velké množství zbytkových obalů na elektroniku, zdravotnické a dětské výrobky a cukrovinky. Jsou docela vhodné pro práci s epoxidem. Pravda, existují výjimky – jedná se o polystyren – křehký, neprůhledný plast (vyrábějí se z něj krabice na počítače a monitory), polykarbonát (vyrábějí se z něj DVD) a také PVC (používá se při výrobě umělé kůže, izolační pásky). , plášť kabelu). Forma by se měla otřít tamponem s alkoholem a poté pečlivě zkontrolovat, zda neobsahuje prach, dutiny a zrnka písku. Jaký je tvar, taková bude i náplň.

Kombinace produktu s formulářem. Aby vzorek při nalévání pryskyřice neplaval, je vhodné jej připevnit k formě – např. přilepit (uchopit) ke dnu „superlepidlem“. Můžete si vzít formu, do které vzorek těsně zapadne. Další možností je podepřít plovoucí vzorek (pokud je lehčí než pryskyřice) drátěnou nebo skleněnou tyčinkou. V tomto případě je potřeba mít čas na roztažení, než úplně ztuhne. Skleněnou tyčinku lze ponechat ve výrobku a odlomit – světelný lom skla je srovnatelný s pryskyřicí a tyčinka tam nebude vidět. A pokud je použit drát, může plnit roli například přívěsku na klíče. Mimochodem, sklo pomůže šetřit pryskyřici, například může být umístěno na nově nalitý vzorek, čímž se vytvoří horní „kůra“ produktu. Sklo se skvěle kombinuje s epoxidem a viditelnost přes něj bude ještě lepší než přes polymer.

Příprava pryskyřice. Pryskyřici smíchejte s tvrdidlem podle návodu. Pryskyřici je lepší hníst alespoň pět minut, aby se zabránilo vzniku více bublin (mohou zůstat v konečném produktu). Pokud se objeví, můžete dát směs na teplé místo na jednu nebo dvě minuty (ale ne více).

Průběh plnění. Připravenou směs pryskyřice a tužidla opatrně nalijte do formy s výrobkem. Případně můžete do formy nalít trochu pryskyřice a poté vložit výrobek. Formu je třeba nechat na suchém a teplém místě alespoň jeden den. Po vytvrzení formu nařízněte např. papírenským nožem (opatrně, abyste nepoškrábali vzniklou výplň) a vyjměte.

Neprůhledné, vysoce plněné kompozitní výplně. Pokud potřebujete získat nikoli průhlednou výplň, ale pouze polymerovou (nebo sádrovou) kopii vzorku, použijte levnější verzi epoxidové kompozice, plněnou 65-80 % hm. písku, sádry, cementu a dalších levných prášků. K práci potřebujete modelínovou plastelínu (lze nahradit běžnou plastelínou, ale pevněji přilne k výrobku), lubrikant (silikonový nebo i slunečnicový olej) na jednorázovou formu, pryskyřici ED-20, tužidlo PEPA (prodává se kompletní s pryskyřicí), mikroplniva (sádra, písek, cement, mouka) a makroplniva (oblázky, provazy, drát). Profesionální modeláři místo plastelíny používají speciální silikony, které jsou ale drahé.

Postup by mohl být následující:

Příprava formuláře. Modelová plastelína (nebo silikonová forma) se v potřebném množství prohněte, nahřeje apod. a vtlačí se do ní polovina namazaného vzorku (v klasickém provedení). Často je však výhodnější vzorek vtlačit zhruba do dvou třetin, pak budou hlavní detaily tisku (například hlava, ruce, jemné vzory) téměř hotové druhý den. Pro zbývající část vzorku se připraví druhá forma. Po dni by měl být vytvrzený tisk pečlivě spojen s druhou formou, která obtiskla zbytek vzorku. Po vyjmutí vzorku by měly být formy znovu potaženy separátorem – rostlinným nebo silikonovým olejem.

Kompozitní příprava. Doporučuje se přidávat komponenty do pryskyřice v následujícím pořadí: změkčovadlo, pigmenty, plniva, tvrdidlo. Před přidáním složek do ní lze pryskyřici zahřát (ve vodní lázni, radiátoru atd.) – pro snadnější míchání. Po zavedení tužidla již není možné kompozici zahřívat, protože může ztuhnout příliš rychle nebo dokonce okamžitě „uvařit“. Epoxidová vytvrzovací reakce je exotermická (tj. samozahřívací) a podle zákonů termodynamiky další zahřívání posune rovnováhu směrem k urychlení reakce.

Komponenty by měly být míchány po dobu 5-6 minut. Konzistence kompozitu by měla být viskózní (jako zakysaná smetana) – taková, aby kompozice zůstala na svislých stěnách formy bez dalšího vyztužení. Kompozit, který je příliš tekutý, vyteče do středu (spodu) formy a úlomky produktu se zcela nevytvoří. Příliš silný kompozit neumožní tvarování tenkých dílů. Kompozice je zpracovatelná po dobu jedné hodiny, poté se její viskozita začne zvyšovat a práce s ní bude stále obtížnější.

Plnění a pokládání se provádí pomocí šálku nebo špachtle. Pro úsporu spotřeby epoxidu se jednodílná výplň provádí pouze pro zatížené prvky výrobku, například pro tlapky zvířátka nebo tenké přepážky v dílu. Stěny formy jsou obloženy** pracovní kompozicí až do úplného potažení formy, načež se v místech, kde může hmota potenciálně stékat, nalepí výztuž, například skleněné nebo bavlněné vlákno.

Můžete vyrábět hračky z epoxidu. Pomocí náplně (sádra, křída, písek atd.) stačí 4-5 ml pryskyřice na výrobu plnohodnotné hračky o hmotnosti 10-12 g o rozměrech 10×5 cm Jednoduchým výpočtem lze získat jako až 200 vojáků z jednoho litru pryskyřice, zvířata, kukly a jejich cena bude 15-25krát nižší než u těch zakoupených v obchodě.

Komentáře k článku

* Reakce na výrobu komplexních epoxidů byla poprvé objevena dalším ruským chemikem N. A. Prilezhaevem (1909).

**Podšívka (německy: Futter – podšívka, podšívka) – speciální úprava pro ochranu povrchů před možným poškozením.

Rubriku vede akademik Mezinárodní akademie informatizace ve všeobecném poradním statutu OSN, nejlepší léčitel let 1998-2000. Sergej Viktorovič MAKEEV.

Co když existuje všelék?

KDYŽ budete v lese, podívejte se blíže na kůru stromu. Můžete snadno vidět pryskyřici. Může být kulatý, kapkovitý nebo beztvarý, ve formě výrůstků, korálků nebo pruhů nejrozmanitějších barev a průhlednosti – od bílé po zlatavou a hnědou, od špinavě zakalené po průhlednou a třpytící se na slunci jako jantar. Může být kdekoli – od vrcholu stromu až po jeho kořeny.

Co je pryskyřice, které se lidově říkalo velmi jasné a přesné slovo „pryskyřice“?

Jedná se o unikátní ochranný prostředek, který má schopnost dezinfikovat rány, ničit patogenní mikroby a zabraňovat hnilobě.

Jak se však ukazuje, jde o vynikajícího léčitele nejen na dřevo. Po vyléčení zanechává strom na kůře skutečný lék pro všechny živé tvory. Všichni obyvatelé lesa dobře znají výhody pryskyřice: zajíci ji ohlodávají, ptáci klují, přírodovědci opakovaně pozorovali, jak se los otírá o kmen pryskyřice a hojí si rány nebo škrábance.

Již v dávných dobách si lidé byli vědomi léčivých vlastností stromové pryskyřice.

Letopisy nám přinášejí informaci, že mnoho národů obecně považovalo pryskyřici za všelék na téměř všechny nemoci. Léčilo se jím doslova vše – od bradavic a mozolů až po lupénku (mimochodem, tato nemoc je dnes již obtížně léčitelná).

Moderní vědecké výzkumy potvrzují široké spektrum blahodárných účinků pryskyřice na lidský organismus. Normalizuje činnost štítné žlázy, čistí cévy, zlepšuje činnost kardiovaskulárního a trávicího systému, zlepšuje imunitu a působí léčivě přirozeně na celý organismus jako celek.

Bylo mi řečeno, že za starých časů mnozí čarodějové (nebo, jak se jim tehdy říkalo, stařešinové z lesa) úspěšně léčili pacienty nejen jednou pryskyřicí, ale celými komplexy pryskyřic z různých stromů a přidávali k nim bylinky. Nikdo neví, jak to udělali, dostaly se k nám jen vzdálené pověsti a vzpomínky. Můj pradědeček, který mi předával své znalosti o léčitelství, si však byl vždy jistý, že právě takové směsi mu pomohly zachránit zdraví stovek jeho pacientů.

Naučil jsem se dobře poučení svých předků, ale nezůstal jsem jen u toho: pro konkrétní léčebný účel jsem do těchto směsí začal přidávat bylinky, do jejich složení jsem zavedl med, jezevčí a medvědí tuk. Dělám to už mnoho let a nikdy se nestalo, že by moje mast nepomohla někomu, kdo za mnou přišel. Bez ohledu na to, čím byli lidé nemocní, vždy se jim dostalo úlevy a častěji se prostě zlepšili.

Říká se, že v přírodě neexistuje žádný všelék. Co když ještě existuje?

Zázračný balzám “Zhivitsa”

ŘEKNU VÁM, jak si doma připravit skutečně léčivou směs, založenou na tomto zázraku přírody.

Pryskyřici je tedy třeba sbírat na jaře, když jsou pupeny stromů již nateklé. Právě v této době strom uvolňuje „přirozené leukocyty“ a je známo, že jsou zodpovědné za zmírnění jakéhokoli zánětu, aktivaci procesu hojení a regenerace ran.

Vhodný je každý strom, jehož pryskyřice má vůni silic. Velmi dobrá (a krásně voní) je lipová pryskyřice, vhodná je borovice, smrk, cedr, topol. Ještě lepší bude, když budete sbírat pryskyřici z jiných stromů, která má přirozeně jinou škálu léčivých vlastností (čím více různých pryskyřic, tím lépe).

• onemocnění ledvin, jater, močových cest;
• žaludeční a duodenální vředy;
• nádory štítné žlázy;
• respirační onemocnění;
• řada onemocnění ucha, nosu a krku;
• gynekologické komplikace;
• metabolické poruchy;
• modřiny, zranění, různé rány atd.

Viz též:

• Škodlivé „lidové“ rady →
• U stolu jako v lékárně →
• Pokud jste otráveni →