رزین اپوکسی

  0
 6651

رزین اپوکسی:

رزین های اپوکسی گروه های اکسیران حاوی آلیفاتیک ، سیکلوآلیفاتیک، یا الیگومرهای آروماتیک هستندکه با فرآیند پخت شدن به ترموست تبدیل شده اند. این رزین ها یا با واکنش اپی کلروهیدرین با ترکیبی که حاوی هیدروژن فعال (مانند فنل) است سنتز می شوند یا با اکسیداسیون مستقیم الفین ها توسط پراسید. بیش از 85 % رزین های اپوکسی از بیس فنول A و اپی کلروهیدرین تولید می شوند.

سایر رزینهای اپوکسی بر پایه رزین های فنل فرمالدئید یا فرم کرزول رزین های آلدهید ، هیدانتوئین، اسید هگزاهیدروفتالیک، بیس آمین A تتراگلیسیدیل اتر، روغن ای اپوکسیده شده از اسیدهای چرب اشباع نشده و غیره ساخته می شوند. رزین های اپوکسی تجاری اغلب مواقع فرموله شده هستند یعنی حاوی عوامل پخت، نرم کننده ها، رقیق کننده ها ، پرکننده ها و غیره هستند.

سنتز رزین اپوکسی:

رزین های اپوکسی مایع به واسطه واکنش بیس فنول A و مقداراضافی اپی کلروهیدرین در دمای  60    تولید می شوند. هیدروژن کلراید آزاد شده از واکنش به طور مداوم توسط پودر سود سوز آور خنثی می شود.

افزایش آهسته دما تا  120   منجر به تراکم بیشتر می شود. سدیم کلرایو و سود سوز آور باقی مانده با استفاده از شستشو و اجزای فرار با ایجاد خلاء در  140   از بین می روند. رزین اپوکسی سنتز شده با وزن کم مولکولی دی گلیسیدیل اتر نامیده می شود.

دمای نرم شدگی

جرم مولکولی عددی

q

مول اپیکلروهیدرین/ مول بیس فنل

65 - 75

900

2

1: 1.57

95 - 105

1400

3.7

1: 1.22

125 - 135

2900

8.8

1 : 1.15

145 - 155

3750

12

1 : 1.11

دی گلیسیدیل اتر ها با q بین 0.1 تا 0.6 مایع هستند و رزین های با q بین 2 الی 30 جامد می باشند.

اپوکسی جامد با وزن کم مولکولی توسط فرآیند تافی تولید می شود که در آن اپی کلروهیدرین در  45   به مخلوط بیس فنل A  که به سرعت در حال هم خوردن هست به نسبت استوکیومتری بهمراه 10% سود سوز آور  اضافه می شود. به دلیل ماهیت گرمازای واکنش دما تا  95  بالا می رود که همین امر باعث ایجاد DGEBA ویسکوز با q ~ 3.7 (جرم مولکولی 1400 گرم در مول) می شود که کاملاً شسته و خشک می شود.

اپوکسی های جامد با وزن مولکولی بالاتر با q> 4 توسط روش پیشرفتیا فرآیند همجوشی سنتز می شود. که در آن DGEBA مایع با بیس فنول A با کاتالیزورهایی مثل: تری اتانول آمین، نمک های آمونیوم کواترنری، هیدروکسیدهای قلیایی ، کربناتهای قلیایی و غیره گسترش یافته است.

عملیات پخت رزین اپوکسی:

پخت (= سخت شدن) رزین های اپوکسی از طریق  ایجاد اتصالات عرضی توسط مواد فعال دو یا سه عامله و یا ترکیبات با عملکرد کاتالیستی انجام می شود.

پخت گرم رزین اپوکسی:

پخت گرم در دمای  100-80 توسط عوامل پلی کندانساسیون مانند اسیدهای آنهیدرید مایع (NMA ، DDSA، HHPA، آنیدیدر آلکاندیک) یا دی آمین های آروماتیک (MPDA ، MDA ، DDS) و یا توسط کاتالیزورهای پلیمریزاسیون زنجیره ای مانند پیپریدین، بور تری فلوئورید / اتیلامین یا بنزیل دی متیل آمین صورت میگیرد.

پخت گرم اپوکسی ها با آنهیدریدها منجر به ساختار پلی استر یا پلی استر اتر می شود. ساختار شیمیایی آنهیدرید و نوع شتاب دهنده مورد استفاده نه تنها بر روی زمان پخت بلکه بر روی ساختار نهایی محصول نیز تاثیر گذار خواهد بود.

پخت سرد رزین اپوکسی:

پخت سرد در دمای اتاق توسط دی و تری آمین هایی مثل (MPDA,MDA,DDS) منجر به ایجاد ساختارهای هیدروکسی پروپیل آمین می شود.

 درجه اتصالات عرضی و در نتیجه دمای انتقال شیشه ای با افزایش میزان پخت افزایش می یابد. سگمنت های پلیمری رفته رفته کم تحرک می شوند و قابلیت دسترسی به گروه های عاملی فعال کمتر می شود ولی بطور کامل متوقف نمی شوند بهمین دلیل رزین های اپوکسی پخت شده می توانند تا چندین روز بعد فرآیند پخت شدنشان را ادامه دهند.

رزین های اپوکسی اغلب به صورت خالص استفاده نمی شوند بلکه در ترکیب
آنها موادی مثل رقیق کننده های واکنشی (مونوپوکسیدها ، رزین های اپوکسی با ویسکوزیته پایین)، رقیق کننده های غیر واکنشی پلاستیک سازها (استایرن، روغنهای هیدروکربن ، دی بوتیل فتالات)، مواد انعطاف پذیر کننده (پلی استر ، سیلیکون ، لاستیک نیتریل، اصلاح کننده های فنلی)، پرکننده ها (سیلیس ، تالک) و الیاف تقویت کننده(شیشه ، گرافیت ، آرامید)

همچنین لازم به ذکر است که رزین های اپوکسی سطح را بطور بسیار خوبی تر می کنند که بدلیل قطبی بودن مولکول آن هاست.

رزین های اپوکسی معمولی همه بر اساس بیسفنول A است. آنها عمدتا در رنگ های داخلی استفاده می شوند. اپوکسی های بسیار مقاوم در برابر آب و هوا و قابل استفاده برای کاربردهای فضای باز از نوع سیکلو آلیفاتیک هستند. که این نوع اپوکسی ها قابلیت پخت با آنهیدریدها یا آمین ها را دارند. بیش از 50% رزین های اپوکسی برای پوشش ها استفاده می شود، مابقی برای تخته های چاپی سیم کشی، چسب ها، کفپوش و سنگ فرش، ریخته گری ابزار و قالب سازی و غیره. اپوکسی های تقویت شده با فیبر شیشه ای می توانند به عنوان پلاستیک های مهندسی استفاده شوند اما قیمت رزین بالاتر و زمان پخت طولانی تری در مقایسه با رقیب آنها رزین های پلی استر اشباع نشده قابل ملاحظه می باشد.

نویسنده مقاله: حسین کیانی

اشتراک :

دیدگاه خود را با ما در میان بگذارید
امتیاز:
captcha