آنچه در مقاله “رزین اپوکسی” می خوانید:

– خواص و ساختار رزین اپوکسی

– کاربردهای رزین اپوکسی

– پخت رزین اپوکسی

رزین اپوکسی:

خواص و ساختار :

خانواده بزرگ رزین های اپوکسی شامل رزین هایی با بالاترین کارایی در بین رزین های موجود می‌باشد. اصطلاح “اپوکسی” شامل یک گروه شیمیایی حلقوی متشکل از یک اتم اکسیژن متصل به دو اتم کربن می شود(مشابه شکل زیر). ساده ترین اپوکساید یک ساختار حلقوی سه عضوی است که با اصطلاح “آلفا اپوکسی” یا “1،2-اپوکسی” شناخته می شود.

ساده ترین مشخصه این رزین دارا بودن بیش از یک گروه اپوکسی در ساختار مولکولی است. این گروه ممکن است در بدنه زنجییر باشد اما اغلب در انتهای آن قرار دارد. وجود حلقه ی اپوکساید و گروه هیدروکسیل (OH) در واحد تکرار شونده ی این رزین، چسبندگی آن را افزایش می دهد.(الیاف بهتر خیس می خورند)

رزین های اپوکسی از یک ساختار مولکولی با زنجیره بلند شبیه به وینیل استر با گروه‌های عاملی واکنشی در دو انتها تشکیل می شوند. در این رزین، مکان‌های واکنش‌پذیر به جای گروه‌های استری توسط گروه‌های اپوکسی تشکیل می‌شوند. عدم وجود گروه‌های استر موجب بهتر شدن مقاومت در برابر آب می شود. علاوه بر این حضور اتصالات فنولیک اتر در ساختار، مقاومت شیمیایی به خصوص مقاومت در محیطهای قلیایی را ایجاد کرده است.

مولکول اپوکسی همچنین دارای دو گروه حلقوی در مرکز خود است که می‌توانند تنش‌های مکانیکی و حرارتی را بهتر از گروه‌های خطی جذب کنند و به همین دلیل خواصی چون سفتی، چقرمگی و پایداری در برابر حرارت بسیار خوبی دارند. شکل زیر ساختار شیمیایی ایده آل یک اپوکسی معمولی را نشان می دهد.

کاربرد :

این رزین ها که معمولاً با رنگ مشخص کهربایی یا قهوه ای خود قابل شناسایی هستند، دارای ویژگی‌های مفیدی هستند. یکی از سودمندترین خواص اپوکسی ها، انقباض کم آن ها در حین پخت است که باعث به حداقل رساندن فشارهای درونی قطعه و کاهش فشار می شود. غیر از این اپوکسی ها عموماً از نظر خواص مکانیکی و حرارتی و مقاومت در برابر تخریب محیطی نسبت به رزین های پلی استر بهتر عمل می کنند، که منجر به استفاده تقریباً انحصاری آنها در ساخت اجزای هواپیما، هلی کوپتر و برخی قطعات ماشین می شود. علاوه بر این خاصیت الکتریکی خوب این ماده فرصت استفاده از این رزین را در ساخت مغزی مقره های خطوط انتقال فراهم نموده است.

همچنین اپوکسی به عنوان یک رزین لایه‌گذاری، با خواص چسبندگی خوب و مقاومت در برابر تخریب آب، به طور گسترده ای به عنوان یک ماده اولیه کامپوزیت برای ساخت قایق های با کارایی بالا یا برای پوشاندن بدنه یا جایگزینی رزین های پلی استر تخریب شده در آب و پوشش های ژلی استفاده می شود. به غیر از موارد فوق این رزین به عنوان چسب، آمیزه درزبندی، آمیزه ریخته گری، درزگیر، لاک و رنگ نیز مصرف دارد.

جهت آشنایی بیشتر با خواص و کاربرد انواع رزین های اپوکسی می توانید به ویدیویی از انواع  رزین های اپوکسی تولیدی شرکت ایران کامپوزیت کاویان در سه دسته کلی:

•  شفاف (مصرفی در کارهای هنری و تزئینی)
•  پوششی (Coating)
•  مصرفی در لایه گذاری (Laminating)

در انتهای این مقاله مراجعه نمایید.

پخت رزین های اپوکسی:

تفاوت اپوکسی ها با رزین های پلی استر این است که به جای کاتالیزور، توسط یک سخت کننده (Hardener) پخت می شوند. مخلوط رزین مایع و هاردنر، سیستمی با ویسکوزیته کم است که عامل فرآیند پذیری راحت ماده است. این رزین بسته به انتخاب عامل پخت (هاردنر) در هر دمایی از 5 تا 150 درجه سانتی گراد سریع پخت می شود.

“سخت‌کننده، اغلب یک آمین خطی است که برای پخت اپوکسی با گروه های هیدروکسیل و اپوکساید موجود در ساختار رزین یک واکنش افزایشی انجام می‌دهد که در آن، هر دو ماده در واکنش شیمیایی وارد می‌شوند.” شیمی این واکنش به این معنی است که معمولاً دو محل اپوکسی به هر محل آمین متصل می شود و یک ساختار مولکولی سه بعدی پیچیده می سازد:

از آنجایی که مولکول های آمین با مولکول های اپوکسی در یک نسبت ثابت واکنش می دهند، ضروری است که نسبت اختلاط صحیح بین رزین و سخت کننده به دست آید تا اطمینان حاصل شود که یک واکنش کامل انجام می شود. به این عدد، نسبت استوکیومتری می‌گویند که توسط شرکت تامین کننده آزمایش و اعلام می‌شود.

علاوه بر آمین ها (خطی یا آروماتیک)، سخت کننده های دیگری چون : پلی آمیدها، آمین ها (آروماتیک آمین ها) و انیدرید ها را نیز می توان برای پخت رزین های اپوکسی مصرف کرد.

نکته حائز اهمیت در پخت رزین های اپوکسی این است که اگر هاردنر و اپوکسی در نسبت های صحیح با هم مخلوط نشوند، رزین یا هاردنر واکنش نداده در ماتریس باقی می ماند و بر خواص نهایی پس از پخت تأثیر می گذارد، به نحوی که هاردنر اضافی مثل نرم کننده عمل کرده و هاردنر کم منجر به کم شدن اتصالات عرضی می شود و هر دو عامل کاهش خواص خواهند بود. برای کمک به اختلاط دقیق رزین و هاردنر، سازندگان معمولاً اجزاء را فرموله می کنند تا نسبت مخلوط ساده ای به دست آورند که به راحتی با اندازه گیری وزن یا حجم به دست می آید.