رزین های اپوکسی گروهی از رزین های مصنوعی هستند که به صورت مایعی چسبناک، غلیظ و بی رنگ موجود می باشند. شماره CAS آن ۰-۰۶-۲۴۹۶۹ می باشد. این مواد، در سال ۱۹۴۶ میلادی به صورت تجاری تولید شدند تا در صنایع به عنوان پوشش محافظ برای چندین ماده سازه ای و همچنین در ساخت چسب مورد استفاده قرار گیرد.
بازار رزین اپوکسی، با افزایش تقاضا مانند کاربردهای مختلف آن مانند پوشش ها، چسب ها، پلاستیک و کامپوزیت ها می شود. بخش رنگ و پوشش بزرگترین زمینه استفاده از رزین اپوکسی، است. پیش بینی می شود بازار جهانی این ترکیب شیمیایی، به ۱۴.۲۶ میلیارد دلار تا سال ۲۰۲۴ برسد.
خواص رزین های اپوکسی
– خواص مکانیکی و حرارتی عالی
– استحکام بالا
– کم انقباض
– چسبندگی عالی به بسترهای مختلف
– عایق الکتریکی مؤثر
– مقاومت شیمیایی و حلال
– کم هزینه و سمیت کم
– ترموستات شیمیایی
– خوردگی بالا
فرایند تولید رزین اپوکسی
این ماده در سال ۱۹۰۹ کشف شد و اولین سنتز آن در اواخر دهه ۱۹۳۰ در ایالات متحده انجام گردید که واکنش آن به صورت زیر است:
این مواد، به طور معمول با واکنش ترکیبات حاوی حداقل دو اتم هیدروژن فعال (ترکیبات پلی فنولیک، دی آمین ها، آمینو فنل ها، ایمیدها و آمیدهای هتروسیکلیک، دیول های آلیفاتیک و غیره) و اپی کلروهیدرین تشکیل می شوند. سنتز دیگسیل ایدیل اتر بیس فنول A (DGEBA)، که پرکاربردترین مونومر رزین اپوکسی، است، به صورت زیر است:
در شکل زیر فرایند تولید صنعتی رزین اپوکسی را می توانید ببینید:
رزین های اپوکسی در مقابل رزین های پلی استر
رزین های اپوکسی:
– مقاومت خمشی بسیار قوی و خوب
– ماده سخت کننده و دما زمان تصفیه را تعیین می کنند.
– مقاوم در برابر سایش، ترک خوردگی، لایه برداری ، خوردگی و آسیب در اثر تخریب شیمیایی و محیطی
– استحکام پیوند حداکثر (psi)2000 دارد.
– اپوکسی پس از پختن، در برابر رطوبت مقاوم است.
رزین های پلی استر:
– شکننده و مستعد خرد شدن
– به طور کلی، هزینه کمی کمتر از رزین اپوکسی است!
– VOC گاز آلاینده خروجی از آن است و دودهای قوی و قابل اشتعال تولید می کند.
– استحکام پیوندی به طور کلی کمتر از (psi)500 است.
– پس از تصفیه، رزین پلی استر دارای قابلیت نفوذ آب است، به این معنی که در نهایت آب می تواند از آن عبور کند.
انواع رزین های اپوکسی
تاکنون تعدادی از رزین های اپوکسی، شناسایی شده اند. در حال حاضر بسته به مواد واکنش دهنده برای سنتز، انواع رزین های اپوکسی با کاربری متفاوت تولید می شوند.
این رزین های اپوکسی با استفاده از مسیرهای مصنوعی مختلف، شرایط محیط، دما و حلال تولید می شوند. شکل ظاهری رزین های اپوکسی از مایع تا نیمه جامد و یکنواخت بسته به نوع مواد اولیه جامد برای سنتز آنها متفاوت است.
نوع جامد یا مایع دارای خواص منحصر به فرد مانند توانایی سازگاری با هوا محیط، پایداری حرارتی و خواص الکتریکی عالی هستند. این خصوصیات وقتی مهم می شوند که رزین های اپوکسی در کاربردهای ساختاری بخصوص در محیط دمای بالا استفاده می شوند.
تعدادی از انواع رزین های اپوکسی عبارتند از:
– بیس فنول-F
– سیکلوآلیفاتیک
– سه منظوره
– چهار منظوره
– رزین های اپوکسی مبتنی بر محیط زیست
– حاوی فلوئور
– حاوی فسفر
– رزین های اپوکسی حاوی سیلیکون
کاربردهای رزین اپوکسی
به دلیل خواص خود از جمله تطبیق پذیری آنها، مقاومت بالایی در برابر مواد شیمیایی، دوام، چسبندگی عالی، چقرمگی و سهولت استفاده از آنها در هنگام ریختن روی سطوح و بدون ایجاد حباب دارای کاربردهای بسیاری می باشند.
رزین های اپوکسی در حال تبدیل شدن به بخشی جدایی ناپذیر از انواع مصارف تجاری و بخش های صنعتی از جمله در پوشش های محلول به منظور حفاطت از محصول تولید شده می باشند.
رزین ها، به دلیل ترکیبات و ویژگی های خاص خود توانایی بسیار خوبی در واکنش با بسیاری از مواد شیمیایی دارند. تصفیه این مواد با استفاده از سایر ترکیبات شیمیایی (مواد پخت کننده) انجام می شود. معمولاً با عنوان پختگی نام برده می شود که منجر به تولید پلیمرهای گرمازای نامحلول و غیرقابل نفوذ می شود.
رزین های اپوکسی، در کاربردهای کامپوزیت ساختاری بسیار مورد علاقه قرار دارند زیرا آنها تعادل بی نظیری از خواص شیمیایی و مکانیکی ایجاد می کنند و همچنین تطبیق پذیری پردازش شدیدی دارند.
برخی از جالب ترین کاربردهای آنها در صنایع هوا و فضا و تفریحی یافت می شود که در آن رزین ها و الیاف برای تولید ساختارهای کامپوزیت پیچیده ترکیب می شوند. رزین های اپوکسی، در انواع مختلفی از کامپوزیت های غیر فلزی را در کاربردهای هوافضا تجاری و نظامی شامل پانل های کفپوش، داکتینگ، تثبیت کننده های عمودی و افقی، بال و غیره به کار برده می شود.
سمیت
به طور کلی می توان گفت که رزین های اپوکسی خالص با عنوان غیر سمی در نظر گرفته می شوند. خطر آسیب ناشی از مصرف این ماده را می توان بسیار ناچیز در نظر گرفت. می تواند تحریک کننده باشد که می تواند اگزما سمی یا حساس کننده ایجاد کند و این امر می تواند به درماتیت تماسی آلرژیک منجر شود.