О компании
Блог
16.10.2025
Технико-экономическое обоснование применения вакуумной охлаждающей ловушки при работе с эпоксидными смолами

1. Введение

Вакуумирование эпоксидных смол является необходимой технологической стадией для удаления пузырьков воздуха и летучих веществ из смолы перед отверждением. Но часто, технология кажется дорогой и трудозатратной из-за кажущийся невозможности снижения накладных расходов на обслуживание оборудования дегазации.

В данной статье мы разберём практическую необходимость применения вакуумных фильтров-охладителей в составе установок по работе с эпоксидными смолами и экономический эффект применения данных устройств. Статья предназначена для технологов и руководителей производств где применяются эпоксидные смолы с дегазацией.

Оглавление

2. Термины и определения

Вязкость эпоксидных олигомеров. Понимание вязкости напрямую влияет на режимы вакуумирования: чем ниже вязкость (например, при предварительном подогреве), тем легче и эффективнее удаляются пузырьки воздуха.

Отверждение (отверждение). Технологический процесс превращения эпоксидного олигомера из вязкотекучего в твердое стеклообразное или высокоэластическое состояние за счет формирования пространственной сетчатой структуры.

Сетчатый полимер (трёхмерный полимер). Полимер, макромолекулы которого соединены между собой химическими связями в единую пространственную сетку. Характеризуется наличием узлов, межузловых цепей и "хвостов".

Эпоксидный олигомер (эпоксидная смола). Реакционноспособное олигомерное соединение, содержащее в молекуле одну или несколько эпоксидных (оксирановых) групп. Является основой для получения эпоксидных полимеров.

3. Использование вакуумной охлаждающей ловушки при отверждении эпоксидных смол

Вакуумная охлаждающая ловушка является необходимыым элементом вакуумной системы при подготовке и отверждении эпоксидных смол. Её основная задача — защита вакуумного насоса.

В процессе вакуумирования из эпоксидной смолы удаляются летучие компоненты, пары растворителей и абсорбированная влага (см. разделы книг о реологических свойствах и кинетике отверждения).

Без ловушки эти пары:

  • Попадают в масло вакуумного насоса, резко ухудшая его рабочие характеристики и приводя к его выходу из строя.
  • Конденсируются в вакуумных магистралях, загрязняя систему.

Принцип работы:

Ловушка, установленная между вакуумной камерой и насосом, охлаждается до низких температур. Пары летучих веществ, попадая в ловушку, конденсируются и "замораживаются" на её холодных стенках, не достигая насоса. По этому принципу работают ловушки серии ФВХ-С

Необходимо отметить, что в большинстве учебников для этой цели предлагается использовать ловушки с охлаждением жидким азотом. Однако на практике, это слишком сложно на производстве, да и температура там избыточно низкая. Наиболее простое решение, найденное компанией — ловушки конденсаторного типа.

ловушки конденсаторного типа

4. Технологические аспекты

4.1. Место установки

Благодаря компактному дизайну, изделия могут устанавливаться непосредственно под вакуумное оборудование и занимать меньше места, что особенно удобно в случае, когда пространство ограничено. Изделие адаптировано для работы с вакуумными сушильными шкафами типа «СНВС». Ловушка имеет мощную рамную конструкцию, выдерживающую до 130 кг. (распределённо) для установки вакуумных шкафов непосредственно на корпус ловушки.

4.2. Присоединение ловушки

Ловушка устанавливается в разрыв трубопровода, между вакуумным насосом и непосредственно сушильным шкафом. Стандарт присоединение (в базовом исполнении) KF-25.

Если у вас другое присоединение, вы можете указать эту информацию при покупке. Будет сделан необходимы вам тип присоединения.

4.3. Работа с ловушкой

4.3.1. Перед началом работы

Проверить (или заменить) фильтр. Включить ловушки и дождаться установившегося режима.

4.3.2. Во время работы

Процесс вакуумирования с ловушкой особенно важен на начальной стадии перед введением отвердителя или на ранних стадиях реакции, когда вязкость еще невысока и летучие компоненты эффективно удаляются (см. кинетику аминного и ангидридного отверждения).

  • Качественная дегазация предотвращает образование микропор и каверн в межузловых цепях сетчатого полимера, что напрямую влияет на механические и релаксационные свойства конечного продукта (см. главы о структуре и свойствах полимеров).
  • Использование ловушки позволяет создавать и поддерживать более стабильный и глубокий вакуум, что необходимо для полного удаления пузырьков из высоковязких систем и обеспечения высокой степени конверсии функциональных групп.

4.3.3. По окончании работы

Заменить фильтр, или оставить до следующего цикла. Периодичность обслуживания определяется опытным путём, в зависимости от типа и объема обрабатываемого материала.

5. Технико-экономическое обоснование применения вакуумной охлаждающей ловушки при работе с эпоксидными смолами. Как защитить вакуумный насос?

5.1. Защита форвакуумного насоса и экономия на обслуживании

Основная экономическая выгода от использования вакуумной охлаждающей ловушки заключается в радикальном увеличении межсервисных интервалов и срока службы форвакуумного насоса.

— Загрязнение масла: Без ловушки в полость насоса и его масло напрямую попадают летучие фракции из эпоксидной композиции:

  • Низкомолекулярные олигомеры и пластификаторы, которые не успели вступить в реакцию (см. разделы кних о номенклатуре и составе смол).
  • Остатки растворителей и водяные пары (гигроскопичность смол).
  • Летучие продукты побочных реакций, которые могут образовываться на ранних стадиях отверждения.

Эти вещества растворяются или эмульгируются в масле, вызывая его быструю деградацию: повышение вязкости, образование шлама и кислот, что приводит к потере смазывающих и герметизирующих свойств.

— Экономический эффект:

  • Увеличение срока службы масла в 3-5 раз за счет предотвращения его загрязнения.
  • Сокращение затрат на масло и утилизацию отработанного.
  • Снижение износа роторов и подшипников насоса, что отдаляет дорогостоящий капитальный ремонт или замену оборудования.

Готовы защитить ваше вакуумное оборудование и повысить качество продукции? Ознакомьтесь с ассортиментом вакуумных охлаждающих ловушек производства завода «Тула-Терм» ТМ или получите консультацию нашего инженера.

5.2. Защита клапанов и вакуумных магистралей

— «Прилипание» (закоксовывание) клапанов: Летучие пары, особенно активные олигомеры, при конденсации на стенках магистралей и седлах клапанов образуют липкие отложения. Со временем это приводит к залипанию клапанов, их негерметичности и выходу из строя. Ремонт или замена клапанов — это прямые затраты на запчасти и труд инженеров.

— Загрязнение магистралей: Без ловушки вся вакуумная линия постепенно покрывается смолистыми отложениями. Это требует регулярной (часто еженедельной) разборки и промывки системы органическими растворителями, что приводит к:

  • Простоям оборудования.
  • Расходам на растворители.
  • Потерям рабочего времени персонала.

— Экономический эффект:

  • Кратное увеличение времени между простоями на чистку магистралей и клапанов.
  • Снижение риска внеплановых остановок производства из-за отказа вакуумной системы.
  • Экономия на растворителях и сокращение затрат на утилизацию химических отходов.

5.3. Повышение качества продукции и снижение брака

Данный аспект вне сомнения важен для экономики производства.

  • Стабильный и чистый вакуум, обеспечиваемый ловушкой, гарантирует полную дегазацию смолы. Это предотвращает брак в виде пористости и пустот в ответственных изделиях (см. разделы книг о механических свойствах и структуре полимеров).
  • Снижение процента брака напрямую экономит средства на сырье и переделку изделий.

6. Итог

Установка вакуумной охлаждающей ловушки — это не статья расходов, а стратегическая инвестиция. Её стоимость многократно окупается за счет:

  • Сокращения затрат на техобслуживание и ремонт насосов.
  • Увеличения ресурса дорогостоящего вакуумного оборудования.
  • Снижения эксплуатационных расходов (масло, растворители, зарплата).
  • Повышения общей надежности и предсказуемости технологического процесса.

7. Где купить

Выбрать и купить вакуумную охлаждающую ловушку для эпоксидных смол роизводства завода Т.М.«Тула-Терм» можно в разделе «Вакуумная ловушка «ФВХ - «С» для смол»

Позвоните, и мы составим правильное технико-коммерческое предложение в соответствии с вашими запросами.

Валенцев А.А.

Использованная литература

  • Иржак, В.И. Эпоксидные полимеры и нанокомпозиты. — Черноголовка: ИПХФ РАН, 2021. — ISBN 978-5-91845-079-6
  • Липатов Ю.С. Физическая химия наполненных полимеров[Текст] / Ю.С. Липатов. – М.: Химия, 1977.
  • Шешин, Е.П. Вакуумные технологии. Учебное пособие. — М.: ИД Интеллект, 2009. — 224 с. — ISBN 978-5-91559-012-9
  • Аскадский А.А., Матвеев Ю.И. Химическое строение и физические свойства полимеров