Vinylester mot polyesterhartser

För många tillämpningar kan det att göra rätt val mellan dessa hartser påverka styrka, hållbarhet, produktlivslängd och naturligtvis kostnad. De har olika kemiska kompositioner och dessa skillnader uttrycker sig i sina fysiska egenskaper. Innan du väljer mellan dem för en viss applikation är det viktigt att ha en tydlig uppfattning om vilken prestanda som krävs för byggnaden. Att förstå skillnaderna mellan dessa hartser hjälper en användare att sammanställa listan över kritiska materialprestationsfaktorer som krävs från den färdiga artikeln och informera urvalet.

Skillnaderna

Polyesterhartser bildas genom reaktionen mellan polyoler såsom glykol eller etylenglykol med dibasinsyror såsom ftalinsyra eller maleinsyra. Dessa omättade hartser kombineras med andra kemikalier som ibland kallas härdare eller katalysatorer. Detta förändrar molekylstrukturen och den resulterande föreningen härdar, vilket genererar värme i processen. Metyletylketonperoxid ('MEKP') är ett sådant 'härdningsmedel'.

Vinylesterhartser produceras genom reaktionen ('förestring') mellan ett epoxiharts och en omättad monokarboxylsyra. I huvudsak utgör de en bas av polyesterharts förstärkt med epoximolekyler i ryggraden i molekylkedjan. Vinylestrar använder också peroxider (t.ex. MEKP) för härdning. Båda hartserna kan "tunnas" genom reaktion med kemikalier som styren.

Fördelar och nackdelar

I en bred viskositetsskala är vinylestrar halvvägs mellan polyestrar och epoxihartser innan de tillsätter styren. Tunnning påverkar bearbetbarhet och styrka - "tunnning" minskad styrka men gör det lättare att borsta eller spraya.

Vinylestrar är mer toleranta för sträckning än polyestrar. Detta gör dem mer kapabla att absorbera stötar utan skador. De är också mindre benägna att visa stresskrackning.

Vinylester har färre öppna platser i sin molekylkedja. Detta gör det mycket mer motståndskraftigt mot vatteninträngning ('hydrolys') vilket kan orsaka osmotisk blåsbildning. Vinylestrar krymper mindre vid härdning, vilket innebär att "för-frisättning" av ett laminat från en form är mindre betydelsefull. Vinylestrar är mer toleranta för sträckning än polyestrar. Detta gör dem mer kapabla att absorbera stötar utan skador. De är också mindre benägna att visa stresskrackning.

Korsbindningen av vinylestrar är överlägsen den för polyestrar. Detta innebär att vinylestrar binder till kärnmaterial mycket effektivare än polyestrar och delaminering är mindre problem. Vinylestrar är mindre känsliga för omgivningsförhållanden (temperatur och fuktighet) än polyestrar.

Vinylestrar är dyrare än polyestrar genom noggranna beräkningar som krävs för att bedöma kostnadseffekterna av ett betydande byggprojekt som en lyxbåt. Detta beror på att de relativa styrkorna måste beaktas - du kan använda mindre vinylester för att uppnå en given styrka.

Båda hartserna är mottagliga för "kritning" - UV-nedbrytning vid ytan - såvida inte ett tillsatsmedel införlivas i blandningen.

Vilken ska användas?

Trots vinylesterens överlägsenhet (bortsett från kostnad) har polyester fortfarande en stor roll att spela i sammansatta tillverkningar.

Där det är troligt att långvarig exponering för vatten (såsom ett båtskrov eller vattentank), genom att använda polyester för bulkkonstruktionen med en ytbarriär av vinylester, kan vatteninträngningen minskas avsevärt utan en betydande kostnadsökning.

Om förbättrad hållbarhet och slaghållfasthet är viktigt, kommer vinylestrar att vinna över polyestrar - och återigen kan byggnaden anpassas för att använda vinylestrarna i de områden med högre slag sannolikhet. Dessa är emellertid relativa och andra hartser eller kompositer kan vara överlägsna (och dyrare).

Vanliga användningar

Vinylestrar och polyestrar används ofta och för många liknande tillämpningar. Men när de fysiska egenskaperna hos vinylester är viktigare än kostnaden, tar vinylester emellertid ledningen:

• Transport: delar för bilar och andra yttransportfordon
• Byggnad och infrastruktur: fascier för byggnader, förstärkningar för broar
• Militär- och rymdapplikationer

Slutsats

Innan du fattar ett beslut bör du ta hänsyn till hållbarhetskraven mycket noggrant och väga upp kostnaderna. Det kan hända att extrakostnaden för vinylester kompenseras av dess överlägsna styrka och hållbarhet. Då igen, kanske båda fungerar bra i kombination med applikationen.