Дюропласты (от лат. durus — твёрдый, прочный) — это термореактивные полимеры, которые после отверждения образуют трёхмерную сшитую структуру. В отличие от термопластов, дюропласты необратимо отверждаются при нагреве и не могут быть повторно расплавлены — повторный нагрев приводит к химическому разложению материала. Это свойство обеспечивает дюропластам высокую твёрдость, жёсткость и термостойкость.
Дуропласт — это историческое название конкретного композитного материала на основе термореактивной смолы, разработанного в 1953 году в ГДР инженером Вольфгангом Бартелем. Дуропласт представляет собой фенольную смолу, армированную волокнами (обычно отходами текстильного производства), что делает его разновидностью волокноармированного пластика. Наиболее известное применение дуропласта — кузова автомобилей Trabant, производившиеся с 1955 по 1991 год.
В современной терминологии дюропласты — это общее название класса термореактивных полимеров, а дуропласт — исторический бренд конкретного материала.
Полимерные системы дюропластов для композитов
Мы разрабатываем композиты на основе различных дюропластовых полимерных систем, подбирая оптимальную матрицу в зависимости от требований к конечному продукту.
- Фенольные смолы — одни из первых синтетических полимеров, обеспечивающие высокую термостойкость и огнезащитные свойства. Используются в конструкционных композитах для электротехники, автомобилестроения и аэрокосмической промышленности. Исторический дуропласт изготавливался именно на основе фенольных смол с армированием текстильными отходами.
- Амино- и меламиновые смолы — термореактивные системы на основе меламина и формальдегида. Обеспечивают высокую твёрдость и устойчивость к царапинам, применяются в декоративных покрытиях и слоистых пластиках. Древесные и целлюлозные волокна используются в термореактивных полимерных системах на основе меламиновых и/или фенольных смол для целенаправленного контроля свойств продукта.
- Эпоксидные смолы — обладают отличной адгезией к наполнителям, высокой механической прочностью и химической стойкостью. Широко применяются в высоконагруженных композитах, клеях и покрытиях. Исходные компоненты для получения дюропластов могут включать эпоксидные смолы, полиэфиры, полиуретаны и другие реакционноспособные системы.
- Полиэфирные смолы (ненасыщенные полиэфиры) — доступные по стоимости термореактивные системы, используемые в производстве стеклопластиков, литьевых композитов и конструкционных материалов.
- Полиуретановые системы — обеспечивают широкий диапазон свойств: от эластичных до твёрдых материалов. Используются в конструкционных композитах, покрытиях и эластомерах.
Другие термореактивные системы — на основе формальдегидных смол, малеиновых и фталевых производных, а также смеси различных реакционноспособных олигомеров.
Армирующие наполнители для дюропластовых композитов
В композитах на основе дюропластов мы используем различные типы армирующих наполнителей для достижения требуемых механических и эксплуатационных свойств:
- Натуральные волокна — древесные волокна и целлюлозные волокна применяются в термореактивных системах для целенаправленного контроля свойств продукта. Также возможна разработка композитов с волокнами растительного происхождения (лён, пенька) для экологичных решений.
- Минеральные наполнители — мел, тальк, каолин используются для снижения стоимости, повышения жёсткости и улучшения технологичности. Высокое содержание наполнителей возможно благодаря низкой вязкости реакционных смесей.
- Стекловолокно — наиболее распространённый армирующий материал для конструкционных дюропластовых композитов. Используется в виде рубленого волокна, тканей или матов. Дуропласт относится к семейству волокноармированных пластиков, аналогично стеклопластикам. Стекловолокно значительно повышает прочность и модуль упругости.