مقدمه
رزین های اكریلیک پایه حلالی، از واكنش افزایشی مونومر اكریلیک و استر از طریق پیوندهای دوگانه در حضور حلال به دست می آیند. ترکیبات فوق کاربردهای گوناگونی دارند و به عنوان پوشش، چسب، جوهر چاپ، افزودنی در سیمان و … مورد استفاده قرار می گیرند. رزین های اكریلیک پایه حلالی به دلیل تراكم زنجیرها، وجود زنجیرهای آبگریز و همچنین وجود پیوندهای كربن-كربن در ساختار خود هیدرولیز نمیشوند و مانع نفوذ آب میگردند.
مونومرهای مرسوم مورد استفاده در رزین های اکریلیک، متاکریلیک اسید و استرهای اکریلیک می باشند. برخی از استرهای اکریلیک رایج عبارتند از متیل، اتیل، ایزوبوتیل، n-بوتیل، 2-اتیل هگزیل، اکتیل، لوریل و استئاریل. این استرها علاوه بر عاملیت کربوکسیلیک اسید می توانند حاوی گروه های عاملی مانند گروههای هیدروکسیل (هیدروکسی اتیل متاکریلات)، گروه های آمینی (دی متیل آمینو اتیل متاکریلات)، گروه های آمید (اکریلامید) و غیره باشند.
مونومرهای اکریلیک مانند تری متیلول پروپان تری آکریلات، یا بوتیلن گلایکول دی اکریلات میتوانند چند عاملی باشند. یک متخصص شیمی پلیمر میتواند طیف وسیعی از مونومرها را هنگام طراحی یک سیستم تخصصی پلیمری انتخاب کند. به عنوان مثال، استحکام چسبندگی را می توان با استفاده از گروه کربوکسیلیک افزایش داد. همچنین، استحکام پیوستگی معمولاً توسط مونومرهای سختتر اکریلیک مانند متیل متاکریلات و متیل آکریلات ایجاد میشود. وزن مولکولی نیز عامل مهمی است و این دو پارامتر باید توسط طراح به دقت متعادل شوند.
در جدول زیر برخی از خواص رزین نهایی ناشی از انتخاب هر مونومر آورده شده است:
پوششهای ایجاد شده با رزین های اکریلیک پایه حلالی در مقایسه با اغلب رزین ها به دلیل ویژگی هایی همچون مقاومت گرمایی، مقاومت نوری، مقاومت شیمیایی، براقیت، چسبندگی مناسب به سطح مورد نظر، عدم زردگرایی، انعطاف پذیری و سختی متغیر، مقاومت هیدرولیزی مناسب، مقاومت در برابر امواج UV و قیمت مناسب پیشرو میباشند. رزینهای اکریلیک در سه فرم فیزیکی جامد، محلول و امولسیون تهیه میشوند.
انواع رزین های اکریلیک پایه حلالی
-
رزین اکریليک ترموپلاست یا گرمانرم
این نوع از رزین ها از پلیمریزاسیون مونومرهای اکریلیکی تهیه می شوند. این رزین ها به دلیل جرم مولکولی بالایی که دارند، از طریق خشک شدن فیزیکی یعنی تبخیر حلال و بدون هیچ گونه واكنش شیمیایی، فیلم تشکیل میدهند. رزین های اكریلیک ترموپلاست به دلیل ویژگیهایی همچون پایداری رنگ رزین، سرعت خشک شدن بالا، چسبندگی عالی به سطوح و مقاومت در محیط های خارجی در تولید پوشش های مختلف هوا خشک استفاده میشوند. با توجه به این که رزین های اكریلیک ترموپلاست به حجم بالایی از حلال جهت كاهش ویسکوزیته در كاربردهای مختلف نیاز دارند، پوشش های تهیه شده از آن ها از براقیت بالایی برخوردارند.
-
رزین اکریليک ترموست یا گرماسخت
رزینهای اکریلیک گرماسخت (TSA) با گروه های عاملی موثر (اکریلیک هیدروکسیل دار یا اکریلیک پلی ال) در فرایند پخت طراحی شده اند، که هنگام قرار گرفتن یک هاردنر مانند آمینورزین (تحت دمای بالا) یا پلی ایزوسیانات (در دمای محیط) سخت می شوند. تعداد گروه های هیدروکسیل موجود نشانه ای از میزان واکنش پذیری این رزین ها می باشد؛ هرچه مقدار هیدروکسیل بالاتر باشد، میزان واکنش پذیری (و در نتیجه امکان پخت) این رزین ها نیز بیشتر میشود. فیلمهای تهیه شده با این رزینها دارای مقاومت عالی در برابر حلالهای آلی، رطوبت و اشعه UV میباشند و مانند ترموپلاستها هنگام قرار گرفتن در معرض دماهای نسبتاً بالا، نرم نمیشوند و دارای سختی و خواص سطحی مناسب میباشند.
شکل1 – واکنش های اتصال عرضی رزین های اکریلیک دارای عاملیت هیدروکسیل و رزینهای ملامین
-
رزین اکریليک خود سخت شونده
رزین های اکریلیک خود سخت شونده، رزین هایی می باشند که از هر دو واکنش تراکمی و افزایشی برای پلیمریزاسیون آنها استفاده می شود. بدین منظور، ابتدا از منومرهای حاوی گروه آمین مانند اکریل آمید یا متاکریل آمید استفاده می شود تا زنجیر اصلی پلیمر ساخته شود. سپس از طریق واکنش تراکمی با پارافرمالدهید، رزینی تهیه می شود که این قابلیت را دارد که تنها با اعمال حرارت، سخت و شبکه ای گردد.
شکل2 – واکنش های خود اتصال عرضی رزین های اکریلیک
کاربرد رزین های اکریلیک پایه حلالی
از کاربردهای اصلی رزینهای اکریلیک پایه حلالی می توان به رنگ ترافیکی، استخری، ساختمانی، تعمیراتی اتومبیل، پوشش های سطوح پلاستیکی، چاپ روی شیشه، چینی و سرامیک، پوشش های کاغذ، افزودنی سیمان و… اشاره نمود.
تولیدکنندگان برتر در حوزه رزین های اکریلیک پایه حلالی
از تولید کنندگان برتر رزین های اکریلیک پایه حلالی در جهان می توان به شرکت های ذیل اشاره کرد:
- Evonik
- Helios
- Dow
- BASF
- Akzonobel
- Bayer
- Nuplex
- Rohm & Hass
- Cytec