Шліфувальні круги зі смолою складаються з абразивних зерен у смолі, яка може містити або не містити наповнювачів. Цей тип круга зазвичай має нижчу пористість, ніж інструменти зі спеченим скріпленням.
Смоли - це в'язкі рідини, які здатні тверднути. Вони є полімерами, тобто великими молекулярними ланцюгами, що складаються з мономерів. Мономери — це речовини, що містять елементи C, H, O, N, Cl, S або F, з яких синтезують олігомери («смоли»). Потім ці олігомери перетворюються на зшиті нерозчинні полімери на другому етапі, відомому як затвердіння, який може включати тепло, каталізатори, наповнювачі або тиск.
Абразивні смоли складаються з однієї смоли або комбінації смол, які можуть містити наповнювачі. Самі смоли зазвичай виготовляють етерифікацією або омиленням органічних сполук. Завдання наповнювачів полягає не тільки в зміцненні з’єднання з точки зору в’язкості, термостійкості, міцності та безпеки при розриві, але також підтримує процес шліфування як вторинний абразив. Силікати, сульфіди, галогеніди збільшують міцність і зносостійкість з'єднання і запобігають окислювальному руйнуванню смоли. У відрізних кругах смоляні зв’язки також зміцнюються сипучими матеріалами, такими як скловолокно та льон.
Залежно від міцності та термостійкості смоляні зв’язки можна розділити на три категорії:
• фенольні смоли,
• Поліімідні та поліамідні смоли
• Епоксидні або поліуретанові смоли, які часто називають пластиковими зв’язками.
1.1 Фенольні смоли
Зв’язки фенольних смол, особливо зв’язки фенольних альдегідних смол, є найпоширенішими смоляними зв’язками; інструменти цього типу зв'язку займають найбільшу частку ринку серед звичайних шліфувальних кругів, поступаючись лише спеченим інструментам. Спочатку цей тип зв'язку називався бакеліт, тому буква "B" була збережена в багатьох специфікаціях шліфувальних кругів. Порівняно з іншими смолами фенольні смоли дешевші та їх легше формувати.
Фенольні смоли отримують реакцією фенолу і альдегідів. Феноли - це ароматичні сполуки з гідроксильними групами, зв'язаними з ароматичними кільцями. Синтез фенолу зазвичай здійснюється за допомогою пропіленового процесу, який є процесом окислення пропілену (ізопропілбензолу) та повітря до пероксиду пропілену, який потім розщеплюється до фенолу та ацетону. Безпека є ключовим фактором при проектуванні та експлуатації установки, оскільки процес окислення наближається до межі займистості, а перекис пропілену є нестабільною речовиною.
Відповідні альдегіди, що використовуються у виробництві зв'язок шліфувальних кругів, включають формальдегід, фурфурол і гексаметилтетрамін.
Формальдегід є небезпечною хімічною речовиною, яка може подразнювати очі, ніс і горло, якщо концентрація перевищує певний рівень. Гексаметилентетрамін, також відомий як гексаметилентетрамін, є поширеним затверджувачем у зв’язках з фенольних смол. Основні оксиди, такі як оксид кальцію або оксид магнію, є прискорювачами затвердіння у фенольних смолах.
Каталітичний метод і молярне відношення фенолу до альдегіду визначають, чи буде смола резольного або новолачного типу. Резоли можна легко вилікувати за допомогою кислоти, лугу або тепла; новолаки тверднуть формальдегідом з гексаметилтетраміном, твердими резолами або іншими способами. Резоли можуть бути твердими резолами, розчинами резолів або резолів на водній основі; Новолаки можуть бути твердою смолою, розчином новолаку, дисперсією новолаку на водній основі та порошкоподібною смолою, що містить гексаметилтетрамін. Для виготовлення абразивного інструменту найважливішими формами є резол на водній основі і порошкоподібний новолак.
1.2 Фенольні смоли
Фенольні смоли для шліфувальних кругів містять рідкі (резольні) і порошкові (новолак), прямі і модифіковані фенольні смоли, порошкоподібні смоли зі змочувачами або комбінації легкоплавких фенольних смол з порошкоподібними фенольними смолами. Можливі різні модифікації, наприклад, з епоксидними смолами, каучуком, полівінілбутиралем тощо. Крім того, з’єднання фенольних смол для суперабразивів зміцнюються частинками SiC і твердими мастилами. Фенольні смоли твердіють при приблизно 150-200 ступені шляхом поліконденсації. Детальні композиції окремих рідин і порошків смол для виробництва абразивів наведені Gardziella et al.
1.3 Поліамідні та поліімідні смоли
Полііміди - це полімери, які містять невуглецевий азот в одному з кілець молекулярного ланцюга. Поліаміди-іміди належать до однієї родини полімерів і містять ароматичні кільця та азотні зв’язки.
Поліімідна та поліамід-імідна структура
Поліамідні та поліімідні зв’язки мають вищу в’язкість, термостійкість і еластичність, ніж зв’язки на основі фенольних смол. Поліімідні зв'язки в 5-10 разів міцніші за фенольні зв'язки і можуть витримувати температуру 300 градусів у 20 разів довше. Однак вища ціна обмежує використання цього типу склеювальної системи для спеціальних застосувань і суперабразивів. Поліімідні смоли є основним типом зв’язку для шліфування великого об’єму твердих сплавів, особливо для шліфування канавок або для шліфування з відрізками під охолоджуючими мастилами.
1.4 Епоксидні або поліуретанові смоли
Епоксидні або поліуретанові колеса є найм’якшими серед смоляних. Для звичайних абразивів їх часто використовують для дводискового та циліндричного шліфування. Однак для суперабразивів епоксидні або поліуретанові зв’язки, здається, обмежені застосуванням із мікронними алмазними частинками у скляній та керамічній промисловості. Характеристикою епоксидних смол є їх епоксидна група, яка складається з епоксидного кільця (–CH2–O–CH2–). Потім епоксидна смола твердне до полімеру за допомогою рідкого затверджувача.
