انواع رزین

رزین چیست؟

رزین ترکیبی طبیعی یا مصنوعی است که بسیار چسبناک است و تحت شرایطی سخت می شود. معمولاً در الکل قابل حل است اما در آب حل نمی شود. این ترکیب به طرق گوناگون طبقه بندی می شود که بستگی به ترکیب شیمیایی ومورد مصرف آن دارد. همچنین کاربردهای زیادی در هنر، تولید پلیمر و غیره دارد.

رزین طبیعی از گیاهان بدست می آید. بهترین نمونه آن شیره درخت کاج است که بوی تندی دارد.همانطور که می دانید این ماده بسیار چسبنده است ولی در اثر گذشت زمان سفت می شود. تعدادی از گیاهان دیگر نیز رزین تولید می کنند و این مواد هزاران سال است که مورد استفاده بشر قرار گرفته است. بعضی گیاهان ماده ای مشابه به نام صمغ تراوش می کنند که با آب واکنش نمی دهد و نرمتر و انعطاف پذیرتر است.

رنگ رزین گیاهی از شفاف تا قهوه ای تیره متغیر است و میزان سختی و کدورت آن متفاوت است. بعضی از آنها بشدت فرار هستند چون حاوی ترکیبات ناپایدارند. اشتباه در تشخیص درختان رزین دار نیز گاهی می تواند باعث حوادث ناگوار شود، چون بعضی از آنها حاوی هپتان هستند که هیدروکربنی قابل اشتعال و انفجار است.

ماده معروف و زینتی کهربا نیز در اثر سخت شدن رزین گیاهی بدست می آید و اغلب به رنگ طلایی تیره یافت می شود که رنگ متعارف رزین های گیاهی است. کهربا در رنگهای نادر دیگری مانند آبی نیز دیده می شود.

هزاران سال است که بشر از رزینهای طبیعی استفاده می کند. رزین کاج برای درزگیری قایقها، مومیایی کردن اجساد، ظروف غذا و مصارف دیگر استفاده شده است. همچنین در ساخت لاک، جلا، جوهر،عطر، جواهر و بسیاری از اشیاء دیگر مورد استفاده است.

با پیشرفت تکنولوژی، بشر پی برد که این ماده می تواند به پلیمر تبدیل شود و کمی بعد از آن رزینهای مصنوعی کشف شد.در اکثر موارد پلیمرها با رزین های مصنوعی ساخته می شوند که ارزانتر و تصفیه آنها راحت تر است. انواع رزین های مصنوعی پایدارتر، قابل پیش بینی تر و یکنواخت تر از رزین های طبیعی هستند چون تحت شرایط کنترل شده ساخته می شوند و امکان تولیدات ناخالص در آن وجود ندارد. آنها از طریق ترکیب کردن مواد شیمیایی در آزمایشگاه ساخته می شوند و نتیجه واکنش تشکیل ترکیبات چسبناک است. این ماده می تواند در تولید پلاستیک، رنگ و بسیاری از مواد مشابه بجای رزین طبیعی مصرف شود.

بخش اصلی پوششهای حفاظتی، رزین است که سایر اجزاء را در درون خود نگه داشته و به عنوان محمل رنگ وظایف عمده ای را در سیستم پوششی به عهده دارد و معمولاً رنگ را بر حسب نوع رزین آن می‌شناسند.

از وظایف اصلی رزین در پوشش، ایجاد فیلم رنگ روی سطح است. ترکیبات با اندازه مولکولی کوچک ممکن است روی سطح به خوبی پهن شوند ولی قادر نیستند که فیلم ایجاد نمایند.

رزین ها در حقیقت پلیمرهایی و یا به عبارت بهتر کوپلیمرهایی با وزن مولکولی بالا هستند که در درون زنجیره خود گروههای فعالی دارند. این پلیمر اکثراً در دمای محیط، مایع با ویسکوزیته بالا و ظاهر عسل مانند، شفاف با فام زرد روشن تا مایل به قهوه ای هستند و یا به صورت پولک و دانه های جامدی هستند که برحسب نیاز در حلال مناسب حل می شوند.

صنعت تولید رزینهای مورد مصرف در رنگسازی نیز در کشور سابقه ای طولانی دارد. برای بررسی تاریخچه این صنعت به سال ۱۳۴۴ باز می‌گردیم که برای اولین بار رزین الکید بوسیله رنگسازی ایران و رزیـن پلی‌وینیل‌استات نیز توسط  پلاسکار تولید گردید و پس از آن شرکتهای پارس سادولین، دیروپ ایران اقدام به تولید رزین الکید و هو خست ایران به تولید رزین پلی‌وینیل‌استات همت گماردند. و امروز صنعت رزین کشور با بیش از ۱۲۰ واحد صنعتی و مجموع ظرفیت ۷۵۰ هزارتن در سال قادر است انواع رزینهای پلی‌وینیل‌استات و کوپلیمرهای آن، انواع رزینهای الکید و اصلاح شده آن، آمینو رزینها، انواع پلی‌استر غیراشباع، رزینهای اکریلیک و رزین فنولیک را تولید نماید.

 پلی استرها

پلی استرها دسته بزرگی از رزینهای سنتزی هستند که به دو گروه مجزا تقسیم بندی می شوند. اشباع (ترموپلاستیک)، غیر اشباع (ترموست). ترموپلاستیکها (گرمانرم ها) هستند که هنگام حرارت‌دهی ذوب و هنگام سرد کردن جامد می‌شوند. و مولکولهائی خطی با شاخه های جانبی کم هستند. ولی ترموستها ترکیباتی هستند که هنگام حرارت دهی ذوب نمی‌شوند و دماهای بسیار بالا، به‌صورت برگشت ناپذیر، تجزیه می‌شوند. این ترکیبات دارای اتصالات عرضی و شبکه سه بعدی گسترده از پیوندهای شیمیائی کووالانسی هستند. پلی استرها به‌صورت گسترده ای به‌عنوان رزینهای لایه‌ای به‌کار می‌روند. پلی استرهای غیراشباع ترکیباتی پلیمری بوده که پیش پلیمرهای آنها (پلیمرهای سازنده این‌مواد)، مایعات ویسکوز با رنگ زرد و با وزن مولکولی متوسط و پایین (معمولا ً در حدود دو هزار) با اتصالات عرضی هستند. پلی‌استرهای غیراشباع ماکرو مولکول‌هائی با ساختار پلی‌استری مشتق شده از واکنش متقابل اسیدهای غیراشباع یا انیدریدها و الکهای پلی‌هیدرولیکی هستند (از ترکیب اسید و الکل بوجود می‌آیند). این اسید و الکل که به‌عنوان جزو سازنده پلیمر پلی‌استر هستند مونومر نامیده می‌شوند. بسته به ساختار مونومر رزین پلی‌استری ویژگی خاص نهائی خود را خواهد داشت. به‌عنوان مثال وجود مولکولهای هالوژن حاوی اتم‌های کلر یا برم می‌تواند برای ایجاد مقاومت در برابر آتش بکار رود. اثر هالوژنها در ساختار پلیمر کاهش قابلیت احتراق آنها می‌باشد.

رزین پلی‌استری در ابتدا به شکل مایعی است به غلظت مربّا، ولی وقتی با هاردنر مخلوط می‌گردد، پس از مدتی حرارت آن بالا می رود و به حالت ژله درمی آید و سپس سخت و محکم می گردد.

– به‌هنگام سفت شدن پلی‌استر، مولکول‌ها به‌هم نزدیک شده و مقداری از محلول نیز تبخیر می‌گردد. در نتیجه، حجم پلی‌استر بعد از بستن اندکی کاهش می‌یابد.

– پلی‌ استر سخت شده را دیگر نمی ‌توان به حالت مایع برگرداند.
– مناسب ترین درجه برای کار با پلی استر بعد از بستن اندکی کاهش می‌ یابد.
– پلی ‌استر مایع، بوی زننده‌ای دارد و اگر روزانه مقدار پنج‌ کیلوگرم از آن مصرف شود بی ‌ضرر است، ولی بیش‌تر از این مقدار را باید در اتاقی که تهویه می‌شود انجام داد.

– رزین پلی‌استر به بعضی اجسام مثل چوب می‌چسبد. بنابراین باید داخل قالب را صاف بگیریم و از جداکننده‌ها در داخل آن استفاده کنیم. می‌توانیم ا ز پارافین و یا فیلم استفاده کنیم. فیلم، مایعی است که با قلم‌مو بر سطح قالب زده می‌شود و پس از خشک شدن، یک لایۀ نایلون مانند نازک ایجاد می‌کند.
– رزین‌پلی‌استر باید در جای خنک و تاریک نگهداری شود. عمر رزین در صورتی که مرغوب باشد، به دوازده‌ماه می‌رسد.

میزان هاردنر(سفت کننده) در رزین پلی‌استر با کم و زیاد کردن هاردنر، می‌توان زمان سفت شدن را تنظیم نمود. قانون کلی میزان هاردنر دررزین‌پلی‌استرهای شفاف، ۲ درصد است. رزین‌پلی‌استر در لایه‌های نازک خیلی به‌کندی سفت می‌شود و قسمت بالای آن به‌حالت چسبنده  باقی می‌ماند. در این موارد، باید مقدار هاردنر را به ۴ درصد رساند. اگر ضخامت پلی‌استر زیاد باشد، احتمال ترک‌خوردگی پیش می آید که در این مورد، بایدمیزان هاردنر را یک درصد انتخاب نمود. وقتی که قالب پلاستیکی است و نسبت به حرارت حساس می‌باشد نیز باید میزان هاردنر را کاهش داد. اگر مقدار هاردنر از ۴ درصد تجاوز کند، باعث می‌شود پلی‌استر خیلی

ترد و شکننده شود.

• می‌توان انواع رنگ‌های پودری را با رزین‌پلی‌استر مخلوط نمود تا به‌صورت رنگین درآید.
• رزین‌پلی‌استر در مقابل نور تغییر رنگ نمی‌دهد.

رزین‌ پلی‌استر

رزینهای پلی استرغیر اشباع بطور گسترده ای در سراسر دنیا استفاده می شوند. زنجیر اصلی پلیمری این رزین دارای اتصالات استری می باشد که از واکنش تراکمی یک ترکیب الکلی چند عاملی و یک اسید چند عاملی تهیه می شود. با طراحی فرمول و کنترل اسیدهای اشباع و غیر اشباع، کاتالیستها، دما وزمان واکنش، مجموعه کاملی از رزینها را که برای کاربردهای مختلف مناسب باشند تولید نمود.

پلی استر غیر اشباع با استایرن مخلوط می‌شود و میتواند از طریق پیوندهای دوگانه موجود در هر دو جزء، شبکه‌ای شود. معمولا رزین به هنگام مصرف با استایرن مخلوط بوده و برای رسیدن به خواص مختلف دارای اجزای ذیل می تواند باشد:
۱ ) سیستم پخت ؛ به منظور شروع و تسریع واکنش شبکه ای شدن، در دمای محیط یا دمای بالا
۲ ) عوامل کنترل جریان پذیری؛ به منظور کنترل جریان رزین و جلوگیری از شُرّه کردن رزین در لایه گذاری سطوح عمودی و ریخته گری رزین
۳ ) جاذب uv ؛ به منظور افزایش مقاومت در برابر نور خورشید
۴ ) فیلر ؛ به منظور کاهش جمع شدگی و قیمت و ایجاد خواصی چون مقاومت شعله و آتش
۵ ) پیگمنت ؛ به منظور رنگ دادن به قطعه و زیبایی آن

 ۶ ) تغلیظ کننده‌ها؛ به منظور تغلیظ کردن فرمولاسیونهای مورد استفاده در SMC و BMC      

۷) عوامل آغشته سازی؛ به منظور بهبود آغشته سازی فیلرها و الیاف با رزین به منظور حصول چسبندگی مناسب

۸ ) رها ساز حباب؛ به منظور سهولت در خروج حباب از رزین و کاهش حفره در محصول نهایی

 ۹ ) رها سازی قالب ؛ به منظور تسهیل جدا شدن قطعه از قالب و جلوگیری از تابیدگی و صدمه به سطح قطعه رزینهای پلی استردر فرایندهای مختلفی از قبیل لایه گذاری دستی، پاشش رزین، RTM، ریخته گری، پلتروژن، SMC  و BMC  قابل استفاده‌اند.

ویژگی رزین پلی‌استری

رزین پلی‌استری، ماده‌آلی و غیر‌قابل حل درآب است که جامد یا نسبتا ً جامد می‌باشد و تمایل کمی به کریستالیزه شدن دارد. برمبنای چگونگی خواص و مشخصات آن که در زیر ذکر می‌گردد در موارد بسیاری کاربرد دارد.

 ۱- ویسکوزیتۀ مناسب
۲- مقاومت حرارتی بالا

۳- عدد اسیدی مشخص
۴- قدرت مکانیکی عالی
۵- خلوص
۶- ظرفیت بالای تشعشع
۷- ظرفیت بالا در برابر عبور گاز
۸- استحکام کششی بالا
۹- استحکام خمشی مناسب
۱۰- وزن ویژۀ معین
۱۱- جذب کم آب (رطوبت)
۱۲- پایداری در برابرعوامل محیطی، فیزیکی و شیمیائی

ماده شتاب دهنده در رزین پلی استر (کاتالیزور)

 ماده شتاب دهنده، مایعی است به رنگ بنفش که از ترکیبات کبالت است. مقدار ماده شتاب دهنده در رنگ و زمان بستن پلی استر تاثیر میگذارد. بسیاری از شتاب دهنده ها زمان سفت شدن را به جلو می‌اندازند و باعث می‌شوند پلی استر میل به زردی یا قرمزی پیدا کند. ماده شتاب هنده در ایجاد حرارت به هنگام بستن نیز تاثیر می‌گذارد. وقتی ماده شتاب دهنده بیشتر باشد، به دلیل تسریع عمل پلیمریزاسیون، حرارت بیشتری تولید می‌گردد. برای آماده کردن پلی استر اول ماده شتاب دهنده را در آن می‌ریزیم و خوب به هم می‌زنیم و سپس ماده ی هاردنر را به آن می‌افزاییم.

درجه حرارت پایین در اتاق باعث می‌شود عمل بستن به تعویق بیفتد. اگر درجه حرارت اتاق زیر ۱۵ درجه سانتی گراد باشد، در پلی استر شفاف عمل سفت شدن صورت نمی‌گیرد. در این صورت گفته می‌شود که پلی استر منجمد شده است. ولی پلی استر غیر شفاف در حرارت بالای ۱۲ درجه می‌تواند سفت شود. لایه های نازک پلی استر برای سفت شدن به مدت طولانی تری نیاز دارند. پلی استر بعد از بستن، تا چندین روز به سخت شدن ادامه می دهد. بنابراین باید برای صاف کاری آن بعد از چند روز که از قالب بیرون آمد اقدام نمود.

میزان انقباض پلی استر

پلی استرهای مختلف، معمولا بین ۳ تا ۵ درصد حجم خود را در طی زمان انعقاد از دست می‌دهند. این خاصیت دارای مزایا و مضراتی است. مزیت آن در این است که به علت کوچک شدن، از قالب ساده تر بیرون می‌آید. ضرر آن در این است که اگر یک لایه از آن را روی لایه دیگری که منعقد شده بریزیم، به علت این که لایه قبلی به علت انقباض با دیواره قالب فاصله پیدا کرده است، به داخل آن فاصله راه پیدا می‌کند و حجم زائدی را به وجود میآورد که بعدا باید تراشیده شود.

رنگ کردن مجسمه های پلی استری:

میتوان پودر رنگ را با پلی استر مخلوط نمود و خوب به هم زد و سپس کبالت را به آن اضافه کرد. پس از انجام مراحل بعدی و انعقاد مجسمه، وقتی آن را از داخل قالب بیرون بیاوریم، مجسمه رنگی یکدست خواهد داشت. مجسمه های پلی استری را همچنین میتوان با جوهر رنگ آمیزی کرد. با جوهر رنگ مقداری استون یا تینر فوری مخلوط می کنیم و با قلم مو آن را به روی مجسمه پلی استری می‌کشیم. یکی دیگر از رنگ های مورد استفاده برای پلی استر، رنگ های آلکید می‌باشند.

انواع رزین پلی استر غیر اشباع

m-1360

ماهیت شیمیایی و فیزیکی

یک رزین پلی استر بر مبنای اورتوفتالیک با واکنش پذیری بالا و ویسکوزیته پایین تا متوسط می باشد.

مصارف اصلی :

جهت پرکردن حفره های سطحی سنگ (ماستیک سنگ) بسیار مناسب بوده و برای قالب گیری قطعات کوچک نیز قابل کاربرد است.

Fs-1338

ماهیت شیمیایی و فیزیکی

یک رزین پلی استر بر مبنای اورتوفتالیک با واکنش پذیری بالا و ویسکوزیته پایین تا متوسط می باشد.

مصارف اصلی :

پلی استر Fs-1338 جهت ساخت ورق فایبرگلاس بسیار مناسب بوده و دارای ژل تایم کوتاهی می باشد. 

رزین اپوکسی

امروزه خانواده بزرگ رزینهای اپوکسی دارای بالاترین کارآیی‌ها در بین رزین های موجود در صنعت می باشد. اپوکسی ها عموماً در مقاومت های شیمیایی و “از هم پاشیدگی های” ناشی از عوامل محیطی و خواص مکانیکی، بالاتر از اکثر انواع رزین های دیگر می‌باشند که در نتیجه موجب مصرف تقریباً انحصاری این رزینها در قطعات سازه های هوایی گردیده است. از دیگر سو به دلیل چسبندگی بالای این رزین ها و مقاومتشان در برابر از هم پاشیدگی ناشی از تماس با آب از آنها به عنوان رزین ایده آل برای مصارفی چون تجهیزات صنایع هوا فضا ، چند سازه ای های پیشرفته، صنایع دفاعی، نفت و گاز، دریایی، خودروسازی، برق و الکترونیک، تجهیزات ورزشی، و غیره استفاده می‌شود.

همچنین امروزه از اپوکسی ها در مصارفی دیگر مانند چسب‌های اپوکسی، خمیرهای درزگیر، ترکیبات ریخته گری و سیل کننده ها (آب بندی کننده ها)، لعاب، پوشش های کف و رنگ ها استفاده می‌گردد. اصطلاح اپوکسی به گروه شیمیایی اطلاق می‌شود که در آن یک اتم اکسیژن با دو اتم کربن دیگر که به نوعی به هم پیوند خورده اند متصل می‌باشد. ساده ترین اپوکسی دارای یک ساختمان حلقوی سه عضوی بوده که اصطلاحاً به آن “۱ و ۲ اپوکسی” یا “آلفا اپوکسی” گفته می‌شود. شکل زیر ساختمان شیمیایی ایده آل یک اپوکسی را نشان می‌دهد که به عنوان ساده ترین مشخصه هر مولکول پیچیده اپوکسی شناسایی شده است.

رزینهای اپوکسی از واکنش بین اپی کلروهیدرین و بیس فنل A به دست می‌آیند و معمولا با رنگ قهوه ای یا زرد کهربایی مخصوص به خود شناسایی می‌شوند و دارای خواص مفید زیادی هستند. رزین مایع در مخلوط با عامل پخت کننده آن، رزینی با گرانروی پایین می‌سازد که سهولت در انجام فرایند های تولید را به دنبال دارد. رزینهای اپوکسی بسته به نوع عامل پخت کننده آن می‌توانند به سهولت و سرعت در هر درجه حراتی از ۵ درجه سانتیگراد تا ۴۵۰ درجه سانتیگراد پخت شوند. یکی از بزرگترین امتیازات اپوکسی ها جمع شدگی کم آنها در طی پخت است که تنش پس ماند سازه را به حداقل می‌رساند. قدرت بالای چسبندگی و خواص مکانیکی بالای این رزین ها در کنار مقاومت بالای عایق الکتریکی و مقاومت شیمیایی خوب آنها موجب ارتقاء بیش از پیش جایگاه مصرف آنها گردیده است.

رزین های اپوکسی همانند وینیل استرها از ساختمان زنجیره های بلند مولکولی تشکیل شده اند که مکانهای واکنش پذیرشان در انتهای این زنجیره هست با این تفاوت که به جای گروه های استری، این مکان ها از گروه های اپوکسی تشکیل شده اند. نبودن گروه های استری در این رزین ها به معنی داشتن مقاومت بسیار خوب به خصوص در مقابله با آب می‌باشد. همچنین مولکول های اپوکسی در مرکز خود دارای دوگروه حلقوی اند که بهتر از گروه های خطی قادر به جذب تنش های مکانیکی و حرارتی هستند بنابراین رزین های اپوکسی خواص سفتی، چقرمگی و مقاومت حرارتی خیلی خوبی را ارائه می‌کنند.

تفاوت دیگر رزین های اپوکسی با پلی استر ها در این است که رزین های اپوکسی به جای یک فعال کننده، به وسیله یک “سخت کننده” پخت می‌شوند. سخت کننده که اغلب یک آمین می‌باشد از طریق “واکنش افزایشی” موجب پخت رزین اپوکسی گردیده و هر دو ماده از طریق این واکنش در ساختار نهایی شرکت می‌کنند از دیدگاه شیمی معنی این واکنش اتصال خوردن سر دو اپوکسی مجزا با سر یک آمین است. این واکنش یک ساختمان مولکولی سه بعدی پیچیده را که در شکل  زیر نشان داده شده تشکیل می‌دهد.

خواص

ساختمان شیمیایی رزین های اپوکسی طوری است که آنها را در مقابل مواد شیمیایی مقاوم می کـند. رزین های اپوکسی چسبندگی بسیار خوبی به طیف وسیعی از مواد دارند. همچنین ابعاد قالب خود را به خوبی حفظ می کنند. پس از پخت دارای استحکام و

انعطاف هستند و مقـــاومت خوبی در مقـــابل سایش از خود نشان می دهند. این رزینها از جمله رزینهای نادری هستند که قادرند در حرارتــــهای بالا مقاومت خوبی نشان دهند.

هر جا که نیاز به استحکام فیزیکی بالا داشته باشیم از سیستم رزین های اپوکسی استفــاده می کنیم.

▪ خواص محصولات پخت شده اپوکسی بستگی دارد به:

۱) نوع اپوکسی
۲) نوع و مقدارهاردنر
۳)میزان شبکه‌ای شدن
۴)طبیعت و حجم مواد افزودنی

در بازار عوامل پخت متنوعی با ویژگی‌های طول عمر، انعطاف، پخت سریع و سمیت کم وجود دارند.

ساختار مولکولی و خواص رزین پخت شده، بستگی به طبیعت سیستم پخت دارد. اگر چه سیستم‌های پخت مختلفی وجود دارد، ولی میتوان آنها را به دو گروه آمینها و انیدریدها تقسیم کرد.

رزینهای اپوکسی و عوامل پخت تنها اجزاء یک فرمولاسیون نیستند. برای برخی کاربردها، ممکن است اپوکسی اصلاح نشده دارای خواص نامطلوبی از قبیل ویسکوزیته بالا، گران قیمت بودن و مقاومت ضربه پایین در برخی کاربردهای ویژه باشد. بنابراین باید دراغلب موارد توسط موادی چون رقیق کننده، چقرمه کننده، فیلر و تقویت کننده همراه شود. انتخاب صحیح رزین،هاردنر و افزودنی‌ها اجازه می‌دهد که خواص مورد نظر تامین شود. این تنوع عامل عمده رشد پایه اپوکسی‌ها در مدتهای طولانی است.

سیستم های اپوکسی که در دماهای معمول و یا پائین تر پخت می گردند جهت استفاده در صنایع چسب و پوشش فوق العاده مناسب می باشند. تلاش ها برای پخت در دماهای پائین تر بطور سنتی بر استفاده از کاتالیست ها و شتاب دهنده هائی نظیر فنولها، مشتقات بازی مانیخ، اسیدهای قوی و مرکاپتانهای مخلوط با آمین ها متمرکز بوده است. روش دیگر برای رسیدن به این هدف بر استفاده از آکریلاتهای با وزن مولکولی کم استوار بوده است. اما این روش ها از اثرات زیان آوری نظیر سمیت، خورندگی و عدم سازگاری کامل با فرمولاسیون اپوکسی رنج می بردند.
هدف از تولید اولیه اپوکسی رزینها ایجاد پوشش مقاوم در مقابل قلیاها بود. اما بزودی خواص مناسبتر و جالبتری از اپوکسی رزینها مشخص گشت. امروزه اپوکسیها در صنایع هوائی، الکترونیک، اتومبیل، غذائی، داروسازی، دریائی، رنگ و روکش و قالبگیری بکار گرفته می شوند

▪ علاوه بر این ساختار متنوع، اپوکسی‌ها دارای ویژگی‌های ذیل نیز هستند:

۱) مقاومت شیمیایی عالی (بویژه در محیطهای قلیایی)
۲) چسبندگی خوب به مجموعه‌ای از بسترهای مختلف
۳) استحکام کششی، فشاری و خمشی بسیار بالا
۴) پایین بودن جمع شدگی پخت
۵) پایداری ابعادی
۶) عایق عالی الکتریسیته
۷) دوام بالا در پیری و شرایط سخت محیطی
۸) قابلیت پخت در دماهای مختلف
۹) مقاومت خستگی ممتاز
۱۰) بی بو و بی مزه

رزینهای اپوکسی در کاربردهای مختلفی از قبیل پوشش سطح، چسب، روکش دهی، ابزار سازی و کامپوزیتها، استفاده می‌شوند.

چند لایه‌های رزین اپوکسی از اهمیت فوق العاده‌ای در صنایع هواپیماسازی برخوردارند. بسیاری از قطعات ساختاری از جنس الیاف کربن و رزین اپوکسی جایگزین آلیاژهای فلزی مرسوم شده و نتایج مطلوبی نیز داشته‌اند. همچنین از این رزین به همراه الیاف آرامید، در ساخت موتور راکت و کپسولهای تحت فشار به روش رشته پیچی استفاده می‌شود.

علاوه بر آن رزینهای اپوکسی بطور وسیعی به همراه الیاف و ساختارهای لانه زنبوری برای ساخت ملخ هلی کوپتر استفاده می‌شود. رزینهای اپوکسی تقویت شده با الیاف کربن و آرامید در ساخت قایقهایی که در آنها ضمن حفظ وزن، استفاده بیشتر از فضا در همان استحکام مورد نظر است، بجای پلی استر- شیشه استفاده می‌شوند.
همچنین کامپوزیتهای آرامید – اپوکسی برای جایگزین فولاد در کلاه خودهای جنگی استفاده میشوند.

طرز تهیه رزینهای اپوکسی

رزینهای اپوکسی از همان اوایل پیدایش جای پای خود را در میان دیگر مواد گوناگون صنایع رنگسازی به عنوان یکی از مواد مهم این صنعت باز نمودند که این موفقیت بیشتر به خاطر خصائص فراوان و متنوع این رزینها می باشد. درحقیقت دست یک فرمولیست را در ارائه فرمولهای مختلف رنگ از قبیل انواع رنگهای سخت شونده با آمین و کراس لینک شونده بر اثر حرارت که مقاومت بسیار خوبی در مقابل حلالها و مواد شیمیایی دارند باز نموده است. از مصارف مهم رزینهای اپوکسی در ساخت رنگهای اپوکسی، چسبها، دوغاب و مواد درزگیر آب می باشد.
رزینهای اپوکسی یک رزین ترموست می‌باشند و بیش از ۸۵ درصد رزینهای اپوکسی موجود از واکنش اپی کلر و هیدروین و دی فنیلول پروپان (۲-۲- بیس- ۴- هیدروکسی فنیل پروپان به نام تجاری بیس فنل A) حاصل می‌شوند که یک نمونه دیگر تولید رزین اپوکسی اولفینی است.

طرز تهیه رزینهای اپوکسی بیس فنل ,Aرزینهای اپوکسی- اولیفینی

رزینهای اپوکسی که از واکنش بیس فنل A و اپی کلرویدرین تهیه می‌گردند از مرغوب ترین نوع رزینهای اتر- کلسیدی می‌باشند. بیس فنل A از واکنش تراکمی استن با دومول فنل در حضور کاتالیزور اسیدی به دست می‌آید و اپی کلروهیدرین از واکنش پروپیلن با کلرین حاصل می‌شود.

 واکنش یک مول بیس A با حداقل دو مول اپی کلروهیدرین در محیط قلیایی و یا از بین رفتن گروههای فنلی و تشکیل گروههای هیدروکسی، تولید مادۀ واسطه کلریدرین می‌کند که با ادامه واکنش محصول دی گلیسیدیل اِتربیس فنل A (DGEBA) بدست می‌آید.

این رزینها از طریق اپوکسی نمودن بندهای دوگانه کربن-کربن اولیفینها ساخته می‌شوند که در پروسه ساخت آنها از اسید پراستیک به عنوان عامل اپوکسی کننده استفاده می‌شود. به عنوان مثال رزین گلیسیدیل متاکریلات یک رزین اپوکسی متاکریلات می‌باشد که فیلم حاصل از رزینهای اپوکسی- اولیفینی مقاومت بهتر و بیشتری از فیلم های حاصل از رزین های اپوکسی- اترگلیسیدی (بیس فنل) در مقابل آب و مواد دارد و اما بالعکس مقاومت ضعیف تری در مقابل مواد شیمیایی از خود نشان می‌دهند و به همین علت کمتر از رزینهای بیس فنلی در ساخت رنگهای صنعتی- حفاظتی استفاده می‌گردند. اختلاف دیگر آنها در این است که رزینهای اپوکسی- اولیفینی با مواد سخت کننده اسیدی سریعتر از مواد سخت کننده آمینی وارد واکنش می‌شوند.

نقش رزینهای اپوکسی در صنایع رنگ و رزین

نقش رزینهای اپوکسی در صنایع رنگ و رزین را به طوری کلی میتوان به دو قسمت تقسیم نمود یکی به عنوان یک پلی الکل و دیگری به عنوان یک رزین تشکیل دهنده فیلم.

رزین های اپوکسی تشکیل دهنده فیلم ممکن است خود رزینهای اپوکسی، اپوکسی استر یا اپوکسی آلکید یا هر رزین دیگری که با اپوکسی اصلاح شده است باشند؛ که در هر دو سیستم هوا- خشک و کوره ای بکار می روند.از آنجائیکه فیلم حاصل از رزینهای اپوکسی شکننده است از این رو آنان را با رزینهای دیگر کراس-لینک می کنند که تعدادی از آنان با این شرح می باشند:

• رزینهای اپوکسی- فنلینک

رزینهای اپوکسی فنلی یکی از رزینهای بسیار مقاوم در مقابل مواد شیمیایی و حلالها می باشند. از پوششهای مذکور بیشتر جهت پوشش داخلی لوله های استیلی و چاه های حفاری نفتی نام برد و همچنین به علت داشتن مقاومت الکتریکی عالی از آن جهت پوشش سیم های الکتریکی و ساخت تعدادی از سفارشات ارتش که نیازمند به مقاومت شیمیایی بسیار عالی هستند، استفاده میگردد و امروزه به علت ارزان بودن قیمت و داشتن مقاومت شیمیایی بسیار خوب مصرفشان رو به افزایش است.

• رزینهای اپوکسی آمینو

فیلم حاصل از اصلاح یک رزین اپوکسی با رزین اوره- فرم آلوئید هرچند که مقاومت شیمیایی کمتری از سیستم اپوکسی فنلیک دارد اما در عوض رنگ روشنتر، درجه حرارت پخت کمتر و مقاومت زنگ زدگی بیشتری دارد. دو فاکتور رنگ روشنتر و درجه حرارت پخت کمتر باعث تقدم انتخاب این سیستم بر سیستم اپوکسی فنلیک میگردد.

کاربرد رزین اپوکسی

رزین های اپوکسی در کاربرد های مختلفی از قبیل پوشش سطح ,روکش دهی . ابزارسازی و کامپوزیتها استفاده می شوند. ساخت قالب های وکیوم فرمینگ. الکترو فرمینگ. متال فرمینگ. الگو برداری. قالبهای مقاوم در برابر فشار. دفن قطعات الکترونیکی. ساخت قالب با ابعاد بزرگ. پشت ریز قالبها. ساخت قطعات ریخته گری ماشینی. ساخت قالبهای مقاوم در برابر حرارت. صنایع چسب. صنایع کامپوزیتها (مانند موادی که از فایبر گلاس یا فیبر کربن استفاده می‌کنند) و تقویت‌کننده‌ها (اگرچه پلی‌استر، وینیل‌استر و دیگر صمغهای ترموست هم برای پلاستیک تقویت‌شده با شیشه به کار می‌روند). کفپوشها و پوشش روی سطح. مصارف خانگی و دریایی. چند لایه‌ای رزین اپوکسی از اهمیت فوق العاده ای در صنایع هواپیما سازی برخوردارند.

بسیاری از قطعات ساختاری از جنس الیاف کربن و رزین اپوکسی جایگزین آلیاژهای فلزی مرسوم شده و نتایج مطلوبی نیز داشته اند همچنین از این رزین به همراه الیاف آرامید. در ساخت موتور راکت و کپسولهای تحت فشار به روش رشته پیچی استفاده می شود. علاوه بر آن رزین های اپوکسی بطور وسیعی به همراه الیاف و ساختار های لانه زنبوری برای ساخت ملخ هلیکوپتر استفاده می‌شود. رزینهای اپوکسی تقویت شده با الیاف کربن و آرامید در ساخت قایقهایی که در آنها ضمن حفظ وزن. استفاده بیشتر از فضا در همان مکان استحکام مورد نظراست بجای پلی استر – شیشه استفاده می شوند. همچنین کامپوزیت های آرامید – اپوکسی برای جایگزین فولاد در کلاه خود های جنگی استفاده می شوند بر اساس نوع کاربرد میتوان از رزین های گرما پخت (Hot Curing) و سرد کار (Cold Curing) استفاده نمود.

ویژگیهای رزینهای پلی استر و اپوکسی

مقایسه

سوالات متداول