КАК ВЫБРАТЬ ЮВЕЛИРНЫЙ КОМПАУНД (СМОЛУ).
11 важных моментов к. т. н. С. А. Гейдур. Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет). Оптически прозрачные (ювелирные) эпоксидные компаунды в последние несколько лет получили широкое распространение в бижутерии, производстве сувениров, оригинальных столешниц, ручек ножей и т.д.. Им посвящено много публикаций, в ч
астности [1-6], в которых подробно обсуждается, какой замечательный материал появился в руках мастеров и его потенциальные возможности. Прозрачный как лёд, может использоваться как объемное глянцевое покрытие (с эффектом «линзы»), при заливке в форму принимать любой заданный вид, прекрасно окрашивается, гнётся в определенных условиях. А сколько всякого разного можно в нём поместить: высушенные цветочки, листики, насекомые, бисер, ракушки, камешки, глиттеры, логотипы и фирменные знаки, часовые механизмы, фигурки и пр. По крайней мере, несколько десятков фото и видео мастер классов обучат и научат всем технологическим тонкостям [7-11].Но вот проблема. Ювелирных эпоксидных компаундов очень много (рис. 1). Crystal resin, ICE resin, Luxe resin, EasyCast, ПЭО-10К-20/0, ПЭО-610КЭ-20/0, ПЭО-510КЭ-20/0, ПЭО-10КЭ-20/0, ПЭО-210КЭ-20/0, MG-EPOX-GLASS, MG-EPOX-ELASTIC, EpoxAcast 690, MasterCast, ART RESIN, Crystal Clear Resin, Art Epoxy, Daily art, Permabond ET 500, 3/1 TYPE 1 Epoxy, BLS100 CRYSTAL, Araldite 2020, DC-2250/DC-87HC Deco-Coat, ERF/HRF, DSM431201, Magic Crystal 3D, Epoxy Crystal, Crystal 7, Epoxydharz HT2/Harter HT2, Crystal Glass, ЭП-СМ-ПРО/921(ОП), Эпокси Просвет, Слеза радости, Хрустальный эльф и т.д. и т.п. Как выбрать нужную марку, исходя из потребности в определенных свойствах? Чем руководствоваться при выборе? Целью настоящей работы явилось сравнение объективных показателей качества популярных отечественных и зарубежных ювелирных компаундов и выдача рекомендаций по выбору нужной марки компаунда исходя из планируемого будущего применения.
Рис. 1 Что известно простому человеку про эпоксидную смолу? Каждый помнит две баночки с вязкими жидкостями из хозмага, которые при смешивании превращаются в очень прочный полимер. Благодаря хорошей адгезии ко многим материалам и текучести она может использоваться, как клей, и как компаунд. Нас будет больше интересовать второе применение - компаундирование (заливка) различных объектов. Эпоксидный компаунд (в просторечии "смола") представляет собой композицию, составленную, как правило, из двух компонентов: эпоксидной основы (компонента А) и отвердителя - сшивающего агента (компонента В). Эпоксидная основа, в свою очередь, состоит из собственно эпоксидной смолы и модифицирующих добавок (пластификаторов, пеногасителей, активных разбавителей, отбеливателей и т.д.), введенных в смолу на стадии приготовления при производстве. Образно говоря, упрощенная пара: смола+отвердитель это «бульон», тогда как композиция: смола+добавки+отвердитель - уже полноценный «суп». Рецептов приготовления профессиональных "супов" великое множество – для любого гурмана. Только в одном каталоге приводится более ста марок эпоксидных компаундов и клеев [12]. 1. "Упрощенные" компаундыВыбирая ювелирный эпоксидный компаунд вы обязательно наткнетесь на предложения таких «бульонов», в которых компонентом А служит только одна «чистая» смола без всяких добавок, например, чешская CHS-Epoxy 520, корейская KER-828, тайваньская YD-128 и др. В качестве компонента В обычно используют отвердители ТЭТА или 921(ОП). Основное достоинство этих компаундов – дешевизна. Такие составы могут быть использованы в бижутерии для нанесения покрытий или склеивания и по своим оптическим характеристикам, конечно же, лучше обычных хозяйственных эпоксидных клеев, например, ЭДП. Однако упрощенная рецептура сказывается на качестве изделия: могут быть проблемы с удалением пузырей в процессе отверждения, растрескивание при механической обработке и перепадах температур в полимеризованном состоянии. Кроме того, для образцов, полученных с использованием ТЭТА, характерно появление так называемой аминной пленки [13] - «жирных» пятен на поверхности (выпотевания, белесости). А у образцов с применением отвердителя 921(ОП) прекрасная глянцевая поверхность, но… невысокая стойкость к воздействию УФ света, как это видно на фото [14] на примере образцов 3а,3б. Предлагают такие компаунды в подавляющем большинстве предприимчивые частные лица, руководствуясь простым принципом: "Не боги горшки обжигают. Сам с усам". Предшествующий технологический опыт [12] в учет не берется.Ещё одной разновидностью «упрощенных» компаундов являются УФ отверждаемые эпоксидные смолы (клеи), обычно японского производства. Их преимуществом является то, что смола однокомпонентная и быстро отверждается в течение нескольких минут. Последнее обстоятельство, несомненно, важно при сборке объективов, когда оптик соединяет несколько линз в нужном положении (юстирует), затем их следует закрепить (склеить) с высокой точностью. В бижутерии применение этих материалов встречается по ряду причин не часто, главным образом, из-за высокой цены в сравнении с обычными двухкомпонентными компаундами, необходимостью иметь под рукой ультрафиолетовую лампу и невозможностью облучать УФ светом эпоксидную массу толщиной более 1см. 2. Фирма-изготовительВыбирать ювелирный компаунд нужно также тщательно, как при выборе косметики или любого другого продукта, контактирующего с кожей. А раз так брэнд предприятия-изготовителя тоже имеет значение.Для получения оптически прозрачных эпоксидных полимеров требуется использование чистых бесцветных смол, отвердителей и модифицирующих добавок, а также выбор соответствующих режимов переработки [15] . К сожалению, бесцветных эпоксидных смол отечественная промышленность не выпускает, поэтому можно с уверенностью сказать, что почти все отечественные ювелирные эпоксидные компаунды производятся на импортных смолах. Согласно [16] рынок эпоксидных смол в России импортозависим не менее, чем на 90%. Отсюда бытующее суждение, что зарубежные компаунды априори лучше по качеству отечественных, по крайней мере спорное. Ноу-хау полноценного компаунда, помимо эпоксидной смолы и отвердителя определяется специальными добавками, кстати, многие из них выпускаются в России. Эпоксидные полимеры имеют сложный химический состав и механизм полимеризации, поэтому даже из бесцветных компонентов трудно, порой невозможно получить бесцветные твердые образцы, а, получив их, сохранить это качество в процессе эксплуатации. И здесь определяющим является опыт и знания разработчика. Например, все вышеуказанные ювелирные компаунды, как импортные, так и отечественного производства при температуре свыше 100-110°С пожелтеют. Но одни больше, другие меньше. Поиск начинайте как всегда с изучения состояния вопроса: что почем, какие марки популярны [17], почитайте отзывы на форумах и специализированных сообществах. Сделав предварительный выбор, получите от продавцов или ознакомьтесь на сайтах с Инструкцией по применению компаунда, затем начинайте анализ его технических характеристик. Если инструкции нет, кто изготовитель неизвестно, а он в соответствии с ГОСТ 9980.4-2002 должен быть непременно указан на маркировке (не только название, но и контактные данные), тогда компаунд лучше «отбраковать». В противном случае кому будете предъявлять претензии?В Лаборатории физики полимеров СПбГТИ(ТУ) накоплен большой опыт по созданию оптически прозрачных эпоксидных компаундов. Разработанные на протяжении более трех десятков лет оптические компаунды ПЭО широко используются в России и за рубежом в производстве светоизлучающих диодов, фотоприемников, цифро-знаковых индикаторов, эндоскопов, ректоскопов, кардиостимуляторов, электротехнических изделий [15, 18, 19]. В последние годы к этому добавились реставрационное [20] и ювелирное [21, 22] направления.3. Оптическое качество Главным фактором при выборе ювелирного эпоксидного компаунда является его оптическое качество, и в первую очередь, коэффициент светопропускания или цветность, требования к которым, в свою очередь, существенно зависят от толщины полимерного слоя будущего изделия. Какое изделие мы получим: бесцветное, с легким или сильным желтым оттенком? Это можно определить навскидку, для этого даже не нужен спектрофотометр, достаточно посмотреть на баночки с компонентами А (эпоксидной основой) и В (отвердителем). Известно, что в бижутерии и производстве сувениров ювелирные компаунды могут использоваться, по крайней мере, в 3-х качествах (в скобках указаны примерные толщины слоя):а) создание объемного покрытия (до 2 мм)б) заливка в форму (3-40 мм)в) имитация воды (5-15 см)Для первого применения (а) допускается использовать компаунды, один из компонентов которого имеет слабое желтое окрашивание. Таких компаундов почти половина из вышеприведенного списка. Чем тоньше покрытие, тем требования к цветности исходных продуктов слабее и наоборот. Ярким примером могут служить оптические эпоксидные клеи ОК-50 и ОК-72, ещё советской разработки [23]. Они изготовлены из компонентов желтого цвета. Тем не менее, коэффициент пропускания склеивающего слоя в видимой области спектра для них составляет 99%, но… при толщине клеевого слоя 10 мкм.Для второго (б) и особенно третьего (в) применений бесцветность обоих компонентов обязательна. Кстати, часто путают понятия «бесцветный» и «прозрачный». А это не одно и тоже, к примеру: чай прозрачный, но отнюдь не бесцветный. Кроме цветности имеет значение также оптическая однородность и отсутствие посторонних включений в компонентах А и В. Таким образом, выбирайте нужную вам марку компаунда сообразно планируемым применениям. Если в изделиях предполагаются толщины эпоксиполимерного слоя меньше 1-2 мм, подойдет любая из ювелирных марок, если больше 2мм, нужно использовать компаунды только с бесцветными компонентами. На рис. 2 приведены примеры первых двух применений, более подробно с возможностями ювелирных компаундов можно ознакомиться в интернет, например, в [2, 24, 25].
Продолжение см.
