ПРОЕКТ На тему «Эпоксидная смола. Что? Как? Зачем?»

Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 407

 Пушкинского района Санкт-Петербурга имени В.П.Бухтеева

ПРОЕКТ

На тему

«Эпоксидная смола.

Что? Как? Зачем?»

Автор проекта: Евдокимов Илья

ученик 3 «А» класса

Руководитель проекта:

Голубева Светлана Викторовна,

учитель начальных классов

Санкт-Петербург,

2023 г.

Оглавление

1. Введение……………………………………………………………………..3
2. Что такое эпоксидная смола?........................................................................4
3. История возникновения эпоксидной смолы………………………………5
4. Сферы применения эпоксидной смолы……………………………………6
5. Техника безопасности при работе с эпоксидной смолой………………...7
6. Экспериментальная работа…………………………………………………8
7. Заключение…………………………………………………………………10
8. Список литературы………………………………………………………...11

Введение

В настоящее время становится очень популярно изготовление изделий с использованием эпоксидной смолы, начиная от маленьких игрушек, брелков, украшений, и заканчивая большими декоративными предметами для интерьера. Изделия из смолы получаются уникальными и неповторимыми. Этот вид творчества меня очень заинтересовал, мне понравился необычный вид, который получается при застывании эпоксидной смолы. При работе со смолой появляются широкие возможности для воплощения самых фантастических идей. Вследствие чего меня стали интересовать вопросы: что же такое эпоксидная смола, история ее возникновения, как правильно работать со смолой и как изготовить небольшое изделие из эпоксидной смолы своими руками? Чтобы разобраться в появившихся вопросах мне пришлось использовать различные источники информации.

Цель моей работы заключается в том, чтобы узнать как можно больше информации об эпоксидной смоле, её истории, разновидности, как научится с ней работать и многое другое.

Цель исследования: изучить информацию об эпоксидной смоле, историю возникновения, область применения и как изготовить изделие своими руками.

Задачи исследования:

1. Найти и изучить информацию об эпоксидной смоле в различных источниках информации;
2. Узнать подробности истории возникновения эпоксидной смолы;
3. Узнать области применения эпоксидной смолы;
4. Изучить технику безопасности при работе с эпоксидной смолой;
5. Развить навыки по работе с эпоксидной смолой.

Объект исследования: эпоксидная смола.

Предмет исследования: изделия своими руками из эпоксидной смолы.

Методы исследования: поиск и сбор информации из различных источников (энциклопедии, интернет), наблюдение, сравнение, экспериментальная работа, анализ.

Что такое эпоксидная смола?

Эпоксидная смола – это синтетический клеевой состав, достаточно прочный, который применяется в строительстве. Смола при контакте с отвердителем образует состав, который имеет удивительные способности склевать практически любые материалы – кожу, дерево, стекло, металл и др. Не поддается эпоксидной смоле лишь оргстекло, полиэтилен, капрон и прочие эластичные материалы, не имеющие пор. Цвет эпоксидной смолы может быть от белого до темно-оранжевого, хотя чаще всего это желтая прозрачная жидкость, похожая на жидкий мёд или древесную смолу. Основные свойства эпоксидных смол, которые зависят от марки смолы, отвердителя и условий отвержения:

• высокая прочность, которая сопоставима с прочностью тяжелого бетона;
• отличные клеящие свойства;
• водозащитные свойства – затвердевшая эпоксидная смола практически водонепроницаема;
• устойчивость к большому ряду агрессивных химических веществ;
• небольшая масса готовых изделий.

До того как эпоксидная смола приобретает прочный и твердый вид она проходит несколько стадий застывания. Эпоксидная смола застывает медленно, до 24 часов, в течение которых переходит из одного состояния в другое. Эти состояния можно использовать для придания эпоксидной смоле различной формы. Первые 30 минут, после добавления отвердителя в эпоксидную смолу, смесь остается жидкой и легко проникает в мельчайшие поры. С течением времени смола густеет и становится менее текучей. Когда состав становится еще гуще, то он является идеальным материалом для склеивания предметов. В следующий момент загустевшая смола приобретает свойства подобные резине. Она перестает прилипать к рукам, но при этом остается достаточно эластичной, чтобы придать ей необходимую форму. Полностью затвердев, эпоксидная смола превращается в прочный пластик, который не так просто поцарапать. Указать точное время каждого из этапов застывания смолы невозможно, так как каждый состав индивидуален и время у каждого состава будет своим.

На скорость затвердевания эпоксидной смолы влияет температура. Если подогреть состав на 10°С, процесс ускорится в три раза. Застывание в нагретом состоянии приводит к формированию более густой сетки молекул, в результате чего изделие становится прочнее.

История возникновения эпоксидной смолы

История эпоксидных соединений началась с 1908г., когда русский химик Н.А.Прилежаев получил низковязкий материал, способный при добавлении отвердителя переходить в нерастворимое состояние с изменением своей структуры, который стал применяться во многих областях промышленности. Шло время, а с ним совершенствовалась и технология получения вещества, и его характеристики. К тридцатым годам немецких химик П.Шлак открыл возможность получения высокомолекулярных эпоксидных соединений. Во второй половине тридцатых получение новых соединений перехватили швейцарцы. Так, в 1936г. П.Кастан создал низковязкий материал, который мог переходить в неплавкое и нерастворимое состояние. Ученый предложил использовать новый материал для создания зубных протезов и других подобных изделий. Примерно в то же время такие же разработки проводились американцами. С.Гринли получил аналогичные соединения, промышленный выпуск которых удалось наладить лишь к 1947 году и за следующие пятнадцать лет производство увеличилось в три раза. На сегодняшний день формула и вещество остаются такими же востребованными мировой промышленностью, как почти столетие назад. Несмотря на то, что первые шаги эпоксидная смола делала в нашей стране, она запоздала с промышленным внедрением. Причиной стало отсутствие необходимой инфраструктуры для промышленного производства в тридцатые и сороковые годы. А также отсутствие потребности, так как на первом месте стояла необходимость восстановление страны после военного времени. К шестидесятым годам промышленный выпуск эпоксидной смолы сравнялся с западным, а затем и превысил. Материал производился в Ленинграде, Дзержинске, Уфе, Котовске и Сумгаите. Позже география промышленного создания веществ расширялась. На сегодняшний день существует шесть основных классов эпоксидных смол. В зависимости от комбинаций смол получаются различные материалы, среди которых камнеподобные, вязкие и полужидкие. Меняется и сфера применения эпоксидных смол.

Сферы применения эпоксидной смолы

За много лет существования эпоксидная смола не только не потеряла свою актуальность, но и получила небывалое распространение в самых различных сферах применения.

Машиностроение – изготовление оснащения, специальных емкостей и даже подшипников.

Судостроение – изготовление корпусов плавающих суден, емкостей для хранения топлива, гребных винтов.

Авиа- и ракетостроение – обшивка лопастей вертолета и крыльев самолета, изготовление баков и газовых емкостей.

Радиотехника – используется для изоляции электрических кабелей и проводов, для заливки трансформаторов.

Строительство – заливка наливных полов, изготовление трубопроводов, создание лакокрасочных материалов, нанесение разметки на асфальтированные дороги. Кроме того, эпоксидная смола входит в состав плиточного клея, шпаклевок и других строительных смесей, для повышения сцепления смесей с поверхностями.

Применение в быту – подходит для склеивания разорвавшихся труб, кожи, металлических изделий, ремонта техники и мебели.

Декоративное использование – эпоксидную смолу широко используют любители мастерить необычные изделия своими руками, начиная от декоративных украшений, а заканчивая ювелирными изделиями. Также ее можно заливать в различные формы, получая необычные и невероятно красивые изделия (столешницы, часы, брелки, посуду и многое другое).

Чтобы создать разноцветные изделия из эпоксидной смолы необходимо добавить в нее специальный колер:

• одноцветный – материал остается прозрачным, зачастую достаточно одной капли на литр основы;
• флуоресцентный – позволяет изделиям из эпоксидной смолы светиться в темноте;
• матовый – с ним материал теряет свою прозрачность, эффектно смотрятся разводы разных цветов;
• перламутровый (металлик) – позволяет создать красивые переливы;
• с наполнителем, чаще блестками.

Эпоксидные смолы предполагалось изначально использовать сугубо в  промышленных производствах, но на сегодняшний день они получили широкое применение у домашних мастеров.

Техника безопасности при работе с эпоксидной смолой

Эпоксидная смола – это химическое вещество, поэтому при работе с ним необходимо быть осторожным и внимательным. Затвердевшая по правильной технологии эпоксидная смола считается абсолютно безвредной. В жидком виде эпоксидные смолы достаточно токсичны и могут навредить здоровью. Некоторые смолы вызывают аллергические реакции и раздражения кожных покровов тела и дыхательных путей. Это относится к основным причинам  профессионального аллергического дерматита. Выполняя любые работы с эпоксидной смолой, нужно соблюдать технику безопасности и не стоит пренебрегать общепринятым правилам. Основными рекомендациями являются:

• использование непроницаемых перчаток, респиратора, защитных очков и одежды;
• хранить эпоксидную смолу следует в закрытой таре;
•  работать в помещениях с хорошей вентиляцией (или хорошо проветриваемое помещение);
• при попадании смолы на кожу следует промыть водой и обработать дезинфицирующим средством;
• избегать попадания в глаза.

Экспериментальная работа

Из прозрачной эпоксидной смолы можно создавать уникальные сувениры, украшения, игрушки различной формы. В брелки из эпоксидной смолы можно добавить камушки, сухие цветы из гербария, блестки и многое другое. После застывания смола будет напоминать прозрачный кубик льда, в котором можно навсегда «сохранить» красочные миниатюрные пейзажи. А если в эпоксидную смолу добавить специальный краситель (колер), то пейзажи станут еще и разноцветными. Чтобы показать необычную красоту изделия, я решил провести экспериментальную работу и сделать брелок из эпоксидной смолы в домашних условиях.

Опыт: изготовление брелка из эпоксидной смолы в домашних условиях.

Цель: научиться изготавливать брелки из эпоксидной смолы в домашних условиях.

Оснащение:

1. Клеенка для стола;
2. Перчатки, респиратор, фартук, защитные очки;
3. Одноразовая емкость объемом 100 мл;
4. Шпатель деревянный для перемешивания;
5. Одноразовый шприц объемом 5 мл или 10 мл;
6. Эпоксидная смола;
7. Отвердитель;
8. Силиконовая форма для заливки;
9. Колер;
10. Блестки, сухие листочки, камушки;
11. Наждачная бумага.

Ход работы:

1. Подготавливаю рабочее место. Для безопасного покрытия рабочей поверхности, я застилаю стол защитной клеенкой.
2. Я одеваю средства защиты: перчатки, респиратор, защитные очки и фартук.
3. В одноразовую емкость я отмеряю шприцем 5 мл эпоксидной смолы, туда же добавляю 2,5 мл отвердителя (в соотношении 2:1) и несколько капель колера.
4. Тщательно и неторопливо размешиваю смесь деревянным шпателем в течение двух минут.
5. Оставляю полученную смесь на 15 минут, чтобы вышли все пузырьки.
6. Беру силиконовую форму для заливки и наливаю тонкий слой, жду примерно 2-3 часа, пока смесь немного загустеет.
7. Сверху тонкого слоя я выкладываю сухие листики, камушки и блестки, после заполняю форму до краев жидким составом.
8. Оставляю заготовку застывать до полного отвердевания, примерно на 36 часов.
9. Спустя время я вынимаю изделие из силиконовой формы. Часто после силиконовой формы поверхность изделия бывает шершавой и мутной.
10. Беру наждачную бумагу и слегка полирую поверхность брелка. В этом мне помогает папа.

Оригинальный и необычный брелок, сделанный своими руками, готов.

Оценка выполненной работы: цель экспериментальной работы достигнута. При помощи определенного оснащения и материалов, и папы в роли ассистента, мы выяснили, что брелок из эпоксидной смолы можно изготовить в домашних условиях. Также я могу сказать о том, что изготовление необычного брелка своими руками не сложная работа и довольно увлекательная, она требует терпения, аккуратности и фантазии. Эту экспериментальную работу может повторить каждый у себя дома.

Заключение

Изучая различные источники информации, я узнал, что такое эпоксидная смола, какими свойствами она обладает, в каких областях она применяется, а также историю возникновения смолы. В тоже время я изучил технику безопасности при работе с эпоксидной смолой и начал развивать навыки по выполнению изделий из эпоксидной смолы в домашних условиях.

Для меня самым необычным, красочным и красивым изделием из эпоксидной смолы стал брелок. В этом небольшом изделии можно изобразить что угодно, на что хватит возможности и фантазии. Поэтому я выбрал именно брелок для экспериментальной работы по созданию изделия из эпоксидной смолы в домашних условиях. Эксперимент удался, и цель его была достигнута.

Работа над проектом была очень интересной, увлекательной, познавательной, в некоторых моментах даже трудной. Временами мне требовалась помощь взрослого, поэтому моими помощниками и ассистентами были мои родители, я благодарен им за помощь и сотрудничество. Я надеюсь, что проект получился успешным и интересным.  

Список литературы

1. Ли Х., Невилл К. «Справочное руководство по эпоксидным смолам.» /Перевод под ред. Н.В.Александрова – М.: Энергия, 1973г. – 416 с.
2. Л.В.Чурсова, Н.Н.Панина, Т.А.Гребенева, И.Ю.Кутергина «Эпоксидные смолы, отвердители, модификаторы и связующие на их основе». Изд.Профессия, СПб, 2020г. – 576 с.
3. Л.Мошинский «Эпоксидные смолы и отвердители», Аркадия пресс Лтд, 1995 г.- 370 с.
4. Интернет