Kluczowa różnica między epoksydem a poliuretanem polega na tym, że epoksyd zawiera grupy epoksydowe, podczas gdy poliuretany zawierają wiązania uretanowe. Z punktu widzenia zastosowania, główna różnica między epoksydem a poliuretanem polega na tym, że żywice epoksydowe mogą wytrzymać umiarkowane temperatury, podczas gdy poliuretany mogą wytrzymać wysokie temperatury.
Zarówno epoksyd, jak i poliuretan są materiałami polimerowymi. Polimer to makrocząsteczka, która zawiera dużą liczbę małych powtarzających się jednostek (monomerów). Monomery te łączą się ze sobą, tworząc polimer. Termin epoksyd jest używany do nazwania żywic epoksydowych, które składają się z epoksydowych grup funkcyjnych o powtarzającym się wzorze. Poliuretan jest również materiałem polimerowym, który zawiera wiązania uretanowe.
Co to jest żywica epoksydowa?
Epoksyd lub żywica epoksydowa to klasa materiałów polimerowych składająca się z epoksydowych grup funkcyjnych. Jest formą poliuretanu. Te polimery mogą być polimerami o niskiej masie cząsteczkowej lub o wysokiej masie cząsteczkowej z co najmniej dwiema grupami epoksydowymi. W produkcji na skalę przemysłową głównym źródłem do produkcji żywic epoksydowych jest głównie ropa naftowa. Istnieją jednak również źródła pochodzenia roślinnego.
Żywice epoksydowe mogą reagować ze sobą poprzez katalityczną homopolimeryzację i tworzyć między sobą wiązania poprzeczne. Lub inaczej, żywice epoksydowe mogą reagować z niektórymi innymi związkami, takimi jak;
- Aminy
- Kwasy
- Fenole
- Alkohole
- Tiole
To są współreaktanty. Niektóre inne nazwy tych współreagentów to utwardzacze lub środki lecznicze. Dlatego reakcje sieciowania, którym przechodzą żywice epoksydowe z tymi środkami utwardzającymi, odnoszą się do „utwardzania”. W procesie sieciowania powstaje termoutwardzalny polimer o korzystnych właściwościach chemicznych i mechanicznych.
Rysunek 01: Żywice epoksydowe
Metoda obliczania określonej ilości grup epoksydowych obecnych w żywicy epoksydowej jest następująca:
- Stosunek liczby grup epoksydowych do masy materiału polimerowego daje określoną ilość grup epoksydowych w żywicy epoksydowej.
- Jednostką tego pomiaru jest „mol/kg”. Termin ten nazywamy czasem „liczbą epoksydową”.
Niektóre powszechne i ważne formy żywic epoksydowych
Bisfenol A żywica epoksydowa
Ten rodzaj żywic epoksydowych jest wynikiem połączenia epichlorohydryny i bisfenolu A. Ta kombinacja daje etery diglicydylowe bisfenolu A. Jeśli zwiększymy ilość bisfenolu A (w porównaniu do epichlorohydryny), otrzymamy materiał polimerowy o wysokiej masie cząsteczkowej. Ten materiał polimerowy jest liniowy i jest półstałym materiałem krystalicznym.
Bisfenol F żywica epoksydowa
Tutaj używamy bisfenolu F zamiast bisfenolu A, ale sposób tworzenia polimeru jest taki sam jak w przypadku żywicy epoksydowej bisfenolu A (jak omówiono powyżej).
Żywica epoksydowa Novolac
Żywice epoksydowe Novolac powstają, gdy fenole reagują z formaldehydem i ulegają glikozylacji za pomocą epichlorohydryny. W większości przypadków ten materiał polimerowy wykazuje wysoką odporność chemiczną i odporność na wysokie temperatury, ale niską elastyczność.
Alifatyczna żywica epoksydowa
Te polimery powstają w wyniku glikozylacji alkoholi alifatycznych lub polioli. Ten materiał polimerowy ma niską lepkość w temperaturze pokojowej.
Co to jest poliuretan?
Poliuretan to materiał polimerowy, który ma wiązania uretanowe (połączenia karbaminianowe). Izocyjaniany i poliole ulegają polimeryzacji, tworząc poliuretan. Chociaż nazwa poliuretan daje wyobrażenie, że polimer składa się z monomerów uretanowych, w rzeczywistości składa się z wiązań uretanowych, a nie z monomerów.
Rysunek 02: Krzesło wykonane z poliuretanu
W przypadku stosowania monomerów do produkcji poliuretanów, izocyjaniany powinny mieć co najmniej dwie grupy funkcyjne, które umożliwiają polimeryzację. Ponadto poliol powinien również zawierać co najmniej dwie grupy hydroksylowe na cząsteczkę. Reakcje pomiędzy monomerami w tej polimeryzacji są reakcją egzotermiczną, w której z mieszaniny reakcyjnej oddawane jest ciepło. Wiązanie uretanowe powstaje, gdy grupa –N=C=O izocyjanianu reaguje z grupami –OH alkoholu, tworząc wiązanie uretanowe (-NH-C(=O)-O).
Jaka jest różnica między żywicą epoksydową a poliuretanem?
Epoksyd a poliuretan |
|
| Żywica epoksydowa lub epoksydowa to klasa materiałów polimerowych, która składa się z epoksydowych grup funkcyjnych. | Poliuretan to materiał polimerowy z połączeniami uretanowymi. |
| Monomery | |
| Monomery do żywic epoksydowych to fenole i epichlorohydryna, ale monomery mogą się różnić w zależności od rodzaju żywicy epoksydowej. | Monomery dla poliuretanu to poliole i izocyjaniany. |
| Odporność | |
| Wykazuje stosunkowo niską odporność na kwasy organiczne | Wykazuje wysoką odporność na korozję, kwasy nieorganiczne, rozpuszczalniki alkaliczne, zasady organiczne i wiele innych rozpuszczalników |
| Tolerancja cieplna | |
| Żywice epoksydowe są odporne na umiarkowane temperatury. | Poliuretany są odporne na wysokie temperatury. |
Podsumowanie – żywica epoksydowa a poliuretan
Epoksydy to rodzaj poliuretanów. Te polimery zawdzięczają swoją nazwę powtarzającym się wiązaniom obecnym w materiale polimerowym zamiast monomerów użytych do produkcji. Różnica między epoksydem a poliuretanem polega na tym, że żywica epoksydowa zawiera grupy epoksydowe, podczas gdy poliuretany zawierają wiązania uretanowe.
