Обзор эпоксидной смолы ПЭО

Журнал

Материалы для творчества

Автор: Игорь Голинский

Первый опыт

Так сложилось, что за шесть лет работы с эпоксидными смолами с ПЭО (семейство смол производства Лаборатории физики полимеров СПбГТИ(ТУ)) мне сталкиваться не приходилось. Сначала покупал то, что было проще достать, а потом выбирал то, что легче смешивать и что быстрее застывает. Скорость застывания при этом играла одну из решающих ролей, т.к. мастерской для меня служит обеденный стол на кухне: вечером развести и залить, а утром убрать. В сторону питерской смолы я только поглядывал, но в работу не брал, зная о не самом быстром застывании.
Но всё когда-нибудь случается 🙂 Случилось так, что в Кафебижу мне предложили попробовать три вида смолы: ПЭО-10КФ-20/0, ПЭО-210КЭФ-20/0 и ПЭО-510КЭФ-20/0 и написать небольшой обзор.

Пока ожидал посылку с образцами смолы, изучил всё, что относится к этой смоле. Но когда начал смешивать компоненты смолы, всё равно сработали прежние стереотипы, которые привели к некоторым ошибкам… Впрочем, обо всём по порядку.
Получив и распаковав посылку, я приступил к экспериментам. Для первого знакомства я решил просто замесить смолу и залить её в молды с наполнителями и без. Самое простое, что можно придумать.

В качестве наполнителей взял засушенные цветы. Дело в том, то все три марки смолы содержат в своём названии букву «Ф», которая означает, что смола с отбеливающим эффектом. Раньше я встречался с утверждением, что смола с отбеливающим эффектом может менять цвет засушенных цветов. У самого цветы «перекрашивались» в некоторых смолах. Вот и решил заодно проверить реакцию сухоцветов на смолу.
Выстроил в ряд все три марки, для каждой приготовил стаканчик и бумажку с кодом смолы, чтобы не перепутать. И начал поочерёдно замешивать смолы. Сразу же отметил наличие у смолы запаха, который мне показался более резким, чем у других смол. Приоткрыл форточку и включил вытяжку.

Приготовление

Компоненты смолы (всех трёх марок) смешиваются или по массе (на 4 части смолы – 1 часть отвердителя), или по объёму (3,3 к 1). Разумеется, первая мысль: при наличии весов проще взвесить, чем возиться со шприцами. Но в этом кроется первый подводный камень, на который я сразу и наступил.
Во всех предыдущих смолах, с которыми я работал, отвердитель был примерно такой же вязкости, что и смола. Соотношение было 2 к 1 (как по весу, так и по объёму). Для замеса я всегда пользовался только весами (не тратился на шприцы). Оба компонента выливались из своих бутыльков без проблем.
В смолах семейства ПЭО смола довольно густая, хотя и разной степени густоты. У ПЭО-10КФ-20/0 компонент А (смола) напоминает гутой мёд, у ПЭО-210КЭФ-20/0 напоминает жидкий сироп, а ПЭО-510КЭФ-20/0 – нечто среднее между двумя первыми.
Отвердитель же (компонент В) у всех трёх марок по вязкости напоминает просто воду, т.е. совершенно жидкий. Отмерив, как обычно, в стаканчик компонент А, я начал отмерять компонент В, также выливая его из бутылочки через край. При отсутствии вязкости, сделать это оказалось затруднительно: отвердитель по краю пузырька стекал мимо стаканчика, разбрызгивался. Пришлось подтереть лужицу на весах и аккуратно долить недостающее в стаканчик.

С этим проливанием мимо, подтиранием и доливанием пропорции, похоже, не удалось выдержать идеально точно. Хотя, опять же по опыту работы с другими смолами, отклонения казались мне не столь критичными. Но к этому ещё вернёмся…

Пузырьки

Обычно смолу замешивают очень бережно, дабы избежать образования лишних пузырьков воздуха. Я же наоборот устроил лёгкий пузырьковый беспредел и все три марки замесил довольно агрессивно. Уж знакомиться, так знакомиться.
Самая густая ПЭО-10КФ-20/0 дала в результате больше всего пузырьков

ПЭО-210КЭФ-20/0 обошлась почти без пузырьков (смола оказалась настолько жидкой, что пузырьки просто не задерживались, сразу всплывали и лопались).

Ну а ПЭО-510КЭФ-20/0 заняла промежуточное состояние: пузырьки есть, но их меньше, чем в ПЭО-10КФ-20/0.

Теперь – дегазация, т.е. процесс избавления от пузырьков. В инструкции написано, что эту операцию проводят в течение 0,5-1 часа при комнатной температуре или 5-10 минут при 50-60 градусах С.
Выбираю второй вариант, т.к. ожидание – не моя стихия. На радиатор центрального отопления (благо, оно ещё не отключено) кладу тряпочку (для более равномерного прогрева), а затем ставлю стаканчик с самой богатой на пузырьки ПЭО-10КФ-20/0 и, пока идёт процесс дегазации, готовлю поверхности и ёмкости для заливки.

Физический смысл подогрева смолы состоит в том, что при нагревании она становится более жидкой, а пузырьки воздуха становятся крупнее, им проще подняться на поверхность и там благополучно лопнуть.
Но у нагревания есть и оборотная сторона медали: в этот момент ускоряется химическая реакция полимеризации смолы. Для некоторых смол это может привести к очень быстрому загустению, и вам придётся очень быстро использовать разведённую смолу.
Для семейства ПЭО это не столь критично, т.к. время застывания довольно продолжительное. Вы можете смело проводить дегазацию.
Пока я готовил плацдарм для заливки, прошло минут пять. Сравните ПЭО-10КФ-20/0 сразу после замеса (слева) и спустя пять минут на тёплой батарее (справа). Пузырьки выходят просто замечательно.

Точно также я поступил со смолой ПЭО-510КЭФ-20/0 (фото слева), а для ПЭО-210КЭФ-20/0 (фото справа) смысла проводить дегазацию просто не было.

Застывание

После приготовления смолы и дегазации начинаю разливать её в формы. Первая запланирована для проверки изменения цвета растений. Наливаю на дно немного смолы, кладу сухоцветы и сверху заливаю смолой. В качестве основных индикаторов выбрал цветы татарской жимолости. В одной из смол эти цветы упорно покрывались зеленоватыми пятнами.
Поступаю так со всеми тремя марками смолы.

Ещё один молд в виде усечённой сферы я просто заполняю смолой, чтобы посмотреть насколько уменьшится объём смолы после застывания. Все смолы дают усадку: одни больше, другие меньше.

И ещё залью по два кубика: один просто со смолой, чтобы посмотреть его на просвет. Во втором будут лепестки василька… Хотел проверить, не образуются ли пузырьки воздуха при заливке в форму, наполненную цветами. Но уже после заливки понял, что выбрал не те цветы и не ту форму: в сфере надо было цветы заливать, из неё сложнее пузырьки убирать. Ну ладно, пусть будет просто красиво 🙂

Итак, все пробники разлиты по формам, накрыты крышкой (чтобы не пылились) и оставлены для застывания. А у меня ещё осталось в каждом стаканчике понемногу разведённой смолы. По этим остаткам я смотрел, как густеет и застывает смола.

Согласно техническим параметрам время застывания смол указанных марок составляет (в часах при комнатной температуре):
42-54 для ПЭО-10КФ-20/0
54-66 для ПЭО-510КЭФ-20/0
66-84 для ПЭО-210КЭФ-20/0
В принципе, всё логично: самая густая смола быстрее застывает, самая жидкая – дольше.

Мне остаётся только терпеливо ждать, периодически смотреть за процессом и размышлять о предназначении каждой марки смолы.

Самая густая из них (ПЭО-10КФ-20/0) чаще всего используется для объёмных покрытий («линз»). Её, конечно, можно залить в форму (что я и сделал), но при такой густоте могут быть проблемы с пузырьками воздуха в сложных формах.
Логичнее использовать именно для «линз», поэтому спустя час я нахожу парочку заготовок из полимерной глины, которым совсем не помешает глянцевое покрытие. На одну из заготовок наношу смолу, вторая заготовка пока ждёт своей очереди.

Через два с половиной часа делаю «линзу» и на второй заготовке. Время жизнедеятельности этой марки колеблется в диапазоне от 2 до 4 часов. Но во второй заливке уже ощущалась склонность смолы к образованию пузырьков воздуха. Она стала заметно гуще, в таком состоянии воздух очень легко попадает в смолу в момент нанесения на изделие.

В целом оба раза смола наносилась довольно легко, я бы даже сказал «приятно». Благодаря густой консистенции риск, что смола «убежит» практически не ощущался. При этом купол оба раза получился хороший.

Смола ПЭО-510КЭФ-20/0 согласно описанию применяется «для объёмных пластифицированных покрытий и заливки бижутерии в формы». В переводе на более понятный язык это означает, что смола более универсальная и может использоваться как при заливке в формы, так и для создания «линз».
Что касается, заливки в формы, тут без вопросов: сразу после дегазации смола может разливаться по формам. Смола достаточно жидкая, чтобы не возникало проблем с молдами любой сложности. И такой жидкой она остаётся довольно долго. Пузырьки воздуха если и попали в заливку, то, скорее всего, самостоятельно поднимутся на поверхность. Вам следует периодически проверять формы, и, при необходимости (если наружу вышли пузырьки, то уровень смолы в форме понизился), долить смолу до нужного уровня.
А для «линзы» ПЭО-510КЭФ-20/0 набрала достаточную густоту примерно через 5 часов. Да и то, стоит отметить, что работу со смолой я начал утром, когда солнца ещё не было. А днём стаканчики с остатками смолы оказались на самом солнцепёке, т.е. температура, в которой смола густела, повысилась. Будь на улице пасмурно, время загустевания было бы дольше.

Я не стал делать «линзу» из ПЭО-510КЭФ-20/0, т.к. не представляю ситуацию, когда соглашусь ждать так долго, чтобы начать работу со смолой. Видимо, основная область применения для этой смолы – всё же заливка в формы.

ПЭО-210КЭФ-20/0 для меня с самого начала была самой загадочной. В описании сказано: «для изготовления эластичных изделий и имитации воды». Что значит «эластичных», она не твердеет? Я уже пробовал однажды эластичную смолу: несколько дней застывала, потом забавно гнулась во все стороны… но через пару месяцев всё равно затвердела. А как себя ведёт эта смола?

Густой как мёд она стала примерно через 8 часов (опять же на солнышке), т.е. она остаётся жидкой как вода довольно длительное время. При этом вязкость у неё еще меньше, чем у ПЭО-510КЭФ-20/0, самые сложные формы для неё не должны составить проблему. При замесе я уже обратил внимание, что смола не нуждается в дегазации, т.к. пузырьки воздуха просто моментально поднимаются наверх и лопаются.
Забегая вперёд, расскажу про эластичность. В то время, когда ПЭО-510КЭФ-20/0 уже застыла, ПЭО-210КЭФ-20/0 скорее напоминала жевательный мармелад: её можно было достать из формы и изогнуть как угодно. А ещё через сутки с лишним смола застыла окончательно и ничем внешне уже не отличалась от двух ранее описанных.
Может быть, предназначение ПЭО-210КЭФ-20/0 как раз в том, чтобы поработать с этой «резиновой фазой»? Но это уже тема отдельных экспериментов, как-нибудь в другой раз.
А пока вернёмся к первым пробам.

Что-то пошло не так

Через двое суток ПЭО-10КФ-20/0 полностью застыла. Всё точно по графику. Я достал из форм все отлитые из этой смолы изделия.

«Линзы» на заготовках из полимерной глины также оказались на высоте. Никаких пузырей, ровный высокий купол.

А вот с ПЭО-210КЭФ-20/0 и ПЭО-510КЭФ-20/0 что-то пошло не так. Через 4 дня я достал из форм все отливки. Но они все сильно липли, особенно ПЭО-210КЭФ-20/0.
Если изделие из эпоксидной смолы по прошествии положенного времени отверждения липнет, то это означает, как правило, что при замесе не хватило отвердителя.

И тут я вспомнил свой не очень удачный замер отвердителя, когда он через край лился мимо стаканчика и потом добавлялся…
Пропорция 4 к 1 при небольших замесах предъявляет довольно суровые требования к точности измерений. Я отмерял 10 граммов смолы и, соответственно, 2,5 грамма отвердителя. Получается, что на такую дозу у меня получилось точно выдержать пропорции только для ПЭО-10КФ-20/0, а в двух остальных марках пропорции я «смазал».
Чтобы избежать такой ошибки впредь, на ум приходят два решения:
– либо разводить большее количество смолы, чтобы уменьшить погрешность,
– либо более точно отмерять отвердитель (вариант «капнуть через край» отпадает).
И первое решение не назовёшь самым удобным: если вам надо залить пару шариков на серёжки, то зачем разводить смолу как на большой цельнолитой браслет? Значит, в большинстве случаев, остаётся второй вариант.
Примерно год назад кто-то у меня спрашивал, почему изделия липнут. Я отвечал, что, скорее всего, нарушены пропорции при замесе. Но меня уверяли, что максимально точно соблюдали все пропорции. Тогда не знал, что ответить, сейчас знаю. Виновато всё же нарушение пропорций, которое затруднительно выдержать в небольшом объёме. Я ведь в первый раз тоже всё точно (на мой взгляд) отмерял…

Дубль два

Пока неудачные отливки продолжали безбожно липнуть, я решил повторить замесы марок ПЭО-210КЭФ-20/0 и ПЭО-510КЭФ-20/0. Использую сразу оба варианта работы над ошибками: дозу смолы увеличиваю в 2 раза (20 граммов смолы + 5 граммов отвердителя), а для замера отвердителя использую шприц. Набираю отвердитель в шприц, а потом аккуратненько, по граммулечке капаю на весы.

Сразу скажу, что иглу придётся снять: через неё компонент В, несмотря на свою незначительную вязкость, набирается тяжело. Впрочем, даже 5-кубиковый шприц очень хорошо проходит в горлышко бутылька, поэтому игла вам совершенно ни к чему.
Смолу размешиваю всё также агрессивно, даже ещё сильнее. Хотя для ПЭО-210КЭФ-20/0 пузырей всё равно не получается. Очень жидкая смола, пузыри сразу выходят сами.

Зато ПЭО-510КЭФ-20/0 похожа за закипевшую карамель: вся в мелких пузырях. Повторяем дегазацию, но делаем это иначе. На случай, если отопление уже отключили, нас выручит водяная баня. Для этого в стаканчик больший по размеру, чем тот, в котором разведена смола, наливаем горячей воды.
Я температуру проверяю исключительно на ощупь: пальцу, опущенному в воду, должно быть горячо, но так, чтобы без ожогов. Если у вас имеется градусник, то можете сделать более точный замер: 55 градусов плюс-минус 5 градусов.

Затем опускаем туда стаканчик с разведённой смолой и, перемешивая, греем на бане минут 5. То, что было до прогревания (слева), и что стало после (справа):

Как видите, с дегазацией, опять не возникло каких-либо проблем. В итоге обе смолы готовы к повторной заливке. Заливаю в кубики 3 на 3 см (силиконовые формочки для льда). В один кладу засушенный мохнатенький цветок, во второй – колючий каштан. И то, и другое в густой смоле обязательно зацепит пузырёк воздуха, но мы имеем дело с жидкими марками смол.

Накрываю колпаком от пыли. Кстати, в инструкции по смоле написано, что желательно прикрывать крышкой из светопрозрачного материала, у меня как раз такой.

Снова жду. Через двое суток тыкаю зубочисткой и понимаю, что ПЭО-510КЭФ-20/0 уже идеально застыла. Достаю пару изделий из формы.

А на образце ПЭО-210КЭФ-20/0 зубочистка ещё оставляет заметный след. Вот как раз в это время можно экспериментировать с «резиновой» фазой, например, можно достать отливку и придать ей иную форму до окончательного застывания.

Через сутки достаю последние два образца (ПЭО-210КЭФ-20/0). Они затвердели, хотя ещё есть лёгкая липкость. Но ещё через полдня и это проходит: всё в идеальном состоянии, никакой липкости.

На этом завершаю первый опыт работы с тремя представителями семейства ПЭО, остаётся подвести итоги.

Итоги

Начну с того, что мне не понравилось.
Запах. Из всех смол, с которыми я работал, у питерской запах мне показался самым резким. Но открытая форточка и работающая вытяжка вполне решают эту проблему.
Жидкий отвердитель. Я бы даже сказал «очень жидкий»: наливать из бутылочки, в которой он продаётся, неудобно. Приходится пользоваться шприцом (дополнительные расходы).
Неудобные пропорции. Пропорции для смешивания 4:1 усложняют замес небольших порций смолы, т.к. незначительная погрешность в замере отвердителя может испортить весь результат.
Продолжительное время застывания. Более продолжительное время застывания по сравнению с другими смолами требует наличия рабочего пространства, в котором заготовки могут спокойно застывать (особенно если речь идёт о «линзах»).
Впрочем, последний минус является одновременно и одним из плюсов, к которым я плавно перехожу.
Продолжительное время застывания. У меня не раз бывало с другими смолами, что быстрое время затвердевания подгоняло меня в работе. Нередко работа с сухоцветами (выбрать понравившиеся, составить в форме композицию) растягивалась на час-два и под конец такой работы смола была уже заметно густой, что могло приводить к лишним пузырькам. В ПЭО время принадлежит тебе окончательно и бесповоротно, можно работать не торопясь.
Легче спрятать границу. Есть и другие плюсы длительного застывания. К примеру, если вы заливаете цветы в молд, то, скорее всего, делаете это за два-три раза (если залить всю смолу сразу, то цветы всплывут вверх, а внизу будет скучная пустота). При такой поэтапной заливке, чтобы избежать образования заметной границы, рекомендуется заливать второй слой, не дожидаясь окончательного застывания первого. С ПЭО этот интервал второго слоя заметно расширяется, что может быть весьма удобно.
Плавный градиент. Ещё одно преимущество долго застывания: плавный переход цвета. Когда вы хотите отлить заготовку с плавным переходом двух цветов, то также используете поэтапную заливку. Сначала один слой, затем – второй. И между ними есть промежуток времени, за которое первый слой наберёт необходимую густоту. Если заливать сразу, то у вас будет просто один сплошной цвет. Если залить слишком поздно, то переход цвета будет недостаточно плавным. С быстро застывающей смолой я иногда пропускал этот момент, и получалась резкая граница. С ПЭО у вас больше шансов на создание красивого градиента.
Лёгкая дегазация. Опять же за счёт длительного застывания, из смол ПЭО легко удалять пузырьки воздуха, добиваясь идеальной оптической прозрачности даже в больших объёмах. Можно прогревать, можно просто оставить при комнатной температуре.
Отбеливатель. Цветы в смоле повели себя вполне адекватно, никто не окрасился в странные цвета, не пошёл пятнами. Буква «Ф» в названии смолы никак не повлияла на окраску цветов.

Небольшая усадка. Смола хоть и дала усадку, но не слишком сильную. Меньше всего уменьшилась в размерах ПЭО-10КФ-20/0, две другие усохли чуть посильнее, но тоже в обычных пределах.

Выводы для себя

Что я решил лично для себя?
Я точно буду заказывать ПЭО-10КФ-20/0 потому что, несмотря на запах и неудобные пропорции, качеством «линзы» и процессом её создания я весьма доволен.
Для работы со сложными заливками, обычно это цельнолитые браслеты, в которых используется много наполнителя (сухоцветы, к примеру), я, наверное, закажу ПЭО-510КЭФ-20/0.
Вот целесообразность приобретения ПЭО-210КЭФ-20/0 я пока обдумываю. Покупать просто, чтобы было – глупо, у смолы ведь есть срок годности. А придумать ей применение я пока не могу. Впрочем, у меня ещё не весь пробник закончился: может, ещё найду нишу для 210-ой.
И, конечно же, я по-прежнему буду заказывать более быстрые смолы, потому что иногда время весьма ценно. Надеюсь, я сэкономил вам немного времени и средств, поделившись своим опытом работы с ПЭО. И большое спасибо Кафебижу за предоставленную возможность.

Поделиться: