مقدمه
رزین های اپوکسی دسته مهمی از مواد پلیمری هستند که مشخصه اصلی آنها حضور گروه اپوکسی یا اکسیران می باشد. وجود گروه آروماتیک در زنجیره اصلی ساختار شیمیایی رزین های اپوکسی باعث مقاومت شیمیایی بالای آنها در برابر شرایط خوردگی شدید می شود و همینطور به دلیل وجود گروههای هیدروکسیل قطبی و اتری چسبندگی خوبی به گروه وسیعی از مواد مانند فلزات، چوب، بتون، شیشه، سرامیک و بسیاری از پلاستیکها دارند.
تاریخچه و شیمی رزین اپوکسی
رزین اپوکسی در سال 1909 توسط یک شیمیدان روسی به نام پریلشاژو تهیه شد. وی نخستین کسی بود که واکنش بین الفین-ها و پروکسی بنزوئیک اسید ها را که تشکیل اپوکسید می دادند، گزارش کرد. در سال 1940 برای اولین بار، دی گلیسیدیل-بیسفنول A از واکنش بیسفنول A و اپی کلروهیدرین تولید شد و شرکت سیبا نخستین شرکتی بود که تولید صنعتی این رزین را آغاز کرد و هم اکنون شرکت های بسیاری در جهان آن را تولید می کنند.
شماتیک تهیه رزین اپوکسی بر پایه بیسفنول A در زیر آورده شده است. برای تهیه رزین اپوکسی می توان از کاتالیزورهای متفاوتی مانند هیدروکسید سدیم، نمک های لیتیوم و نمک های آمونیوم کواترنر استفاده کرد.
پخت رزین های اپوکسی
رزین های اپوکسی مشتق شده از بیسفنول A بسته به خصوصیات نهایی مورد نظر اغلب با پلی استرها، انیدریدها، آمین ها، پلی یورتان، فنولیک ها یا پلی آمیدها پخت می شوند. پخت رزین اپوکسی فرایندی گرمازاست که می تواند در حد چند ثانیه تا چند هفته طول بکشد.
انتخاب عامل پخت بر فرایند پخت سیستم مانند سرعت پخت، دمای پخت، گرمای آزاد شده و گرانروی سیستم تاثیرگذار است. همچنین عامل پخت با تعیین نوع پیوند و میزان شبکه ای شدن سیستم بر مقاومت شیمیایی و حرارتی، خواص فیزیکی، مکانیکی و الکتریکی نهایی محصول تاثیرخواهد گذاشت. رزین های اپوکسی جامد به دلیل طول زنجیره بلندتر فاصله بیشتری بین پیوندهای عرضی ایجاد می کند، در نتیجه انعطاف پذیری و استحکام آن بهبود می یابد.
انواع رزین های اپوکسی
رزین های اپوکسی از نظر ترکیب شیمیایی بر پایه های مختلفی تولید می شوند:
- رزین اپوکسی بر پایه بیسفنول A: رایج ترین و مهمترین نوع اپوکسی بر پایه بیسفنول A است که از واکنش اپی کلریدرین با بیسفنول A تشکیل می شود.
- رزین اپوکسی بر پایه بیسفنول F: رزین اپوکسی بسیار مهم دیگر، اپوکسی بر پایه بیسفنول F است. این رزین چسبندگی و ویسکوزیته کمتری دارد و ترموستهایی با انعطاف پذیری و مقاومت بیشتری را ارائه می دهد و از طرفی این رزین تا حدودی گران تر است.
- رزین اپوکسی بر پایه نوولاک: اپوکسی نوولاک نیز دسته دیگری از رزین های اپوکسی می باشد که بر پایه نوولاک های فنل-فرمالدئید بنا شده اند. این رزین معمولاً 2 تا 6 گروه اپوکسی در هر مولکول دارد. درجه حرارت بالا و مقاومت شیمیایی اما انعطاف پذیری کم به دلیل عاملیت زیاد از ویژگی های اپوکسی نوولاک می باشد.
خواص رزین های اپوکسی
رزین های اپوکسی دارای جرم مولکولی بسیار گسترده ای می باشند. بدین معنی که از یک مایع با ویسکوزیته کم به یک ماده جامد با نقطه ذوب بالا متغیر می باشند، به همین دلیل می توان آنها را در صنایع متفاوتی بکار برد. بطور مثال از رزین های اپوکسی مایع در صنعت پوشش کف که ویسکوزیته کم آنها پردازش را تسهیل می کند و از رزین های اپوکسی جامد در صنعت رنگ های پودری می توان استفاده کرد. از ویژگی های رزین اپوکسی می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- تنوع بالا
- مقاومت بالا در برابر مواد شیمیایی
- مقاومت بالا در برابر آب و رطوبت
- چسبندگی عالی
- مقاومت الکتریکی بالا
- مقاومت بالا در برابر سایش و ضربه
- استحکام کششی، فشاری و خمشی
کاربرد های رزین های اپوکسی
با توجه به ویژگی ها ذکر شده در بالا، رزین های اپوکسی در حال تبدیل شدن به بخشی جدایی ناپذیر از تجارت ها و بخش-های صنعتی از جمله موارد زیر می باشند:
- رنگ های پودری
- پوشش کف
- پوشش های فولادی سازه ومخزن کامپوزیت FRP
- انواع قطعات الکتریکی به دلیل عایق بودن
- هوافضا و هواپیماسازی
- لوازم خانگی
- خودروسازی
- روکش های اتومبیل
- جوهر چاپ
رزین های اپوکسی تولید شده در شرکت رزیتان
رزین اپوکسی جامد با کد EP418 شرکت رزیتان در صنعت رنگ های پودری به صورت عمده کاربرد دارد. رنگ های پودری تهیه شده از رزین اپوکسی جامد به دلیل داشتن خواصی مانند پوشانندگی یکنواخت سطح، سختی و مقاومت رنگ در برابر عوامل محیطی، مقاومت دربرابر عوامل مکانیکی (مانند ضربه و …) و از همه مهمتر، نداشتن هیچ گونه آلودگی زیست محیطی نسبت به رنگ های مایع پایه حلال، در سالهای اخیر مورد توجه ویژه ای قرار گرفته است.
