مقدمه
رزین پلی استر اشباع در صنعت به رزینی اطلاق می گردد که هیچ پیوند دوگانه و یا سه گانه ای در ساختار و زنجیر پلیمری آن وجود ندارد. معمولا به دلیل شباهتی که از نظر لفظی بین پلی استر اشباع و غیر اشباع وجود دارد، عموما این دو رزین با واژه عمومی پلی-استر در بین صنعتگران جا افتاده اند، حال آنکه تفاوت های اساسی و مهمی بین این دو دسته رزین وجود دارد. وجود این تمایزها در ساختار پلیمر باعث شده است تا به طور کلی صنعت پلی استر اشباع و غیر اشباع در حوزه های کاملا متفاوتی قرار بگیرند.
مقایسه پلی استر اشباع و پلی استر غیر اشباع
رزین های پلی استر اشباع پلیمرهای ترموپلاستیکی هستند که نقش پر رنگی در صنعت رنگ و پوشش، پوششهای قوطی مواد غذایی (can coating & coil coating)، الیاف پلی استر و بطری های شفاف آب معدنی دارند، در حالی که عمده مصرف رزین پلی استر غیر-اشباع بیشتر در صنعت ساخت کامپوزیت، فرآیندهایSMC ، BMC و تولید قطعات با ضخامت است. پلی استر اشباع چسبندگی بسیار خوبی با فلزات دارد و به همین دلیل هنگام استفاده از آن نیاز نیست از لایه آستر برای ایجاد چسبندگی با لایه های بعدی استفاده کرد و خود پلی استر به تنهایی این ویژگی را داراست. همچنین در مقایسه با پلی استر غیر اشباع، رزین های پلی استر اشباع هنگام استفاده به عنوان پوشش، انعطاف پذیری و مقاومت بیشتری در برابر ضربه و ترک خوردگی دارند در حالی که رزین های پی استر غیر اشباع پس از پخت تردی زیادی داشته و مقاومت در برابر ضربه را پاس نخواهد کرد و دچار رنگ پریدگی می شوند.
تقسیم بندی رزین های پلی استر اشباع
پلی استر اشباع از پلیمریزاسیون تراکمی اسیدها و بازهای دو عاملی بدست می آید و تقسیم بندی های متفاوتی را می توان برای این دسته از رزین ها ارائه داد. رزین های پلی استر را می توان بر اساس نوع کاربرد، جامد یا مایع بودن، خطی و یا شاخه ای بودن، آروماتیک و یا آلیفاتیک بودن و همچنین بر اساس نوع گروه های عاملی موجود در انتهای زنجیر تقسیم بندی نمود. بنابراین یک رزین پلی استر اشباع می تواند با توجه به کاربرد، ترکیبی از خواص بالا را داشته باشد. به عنوان مثال یک رزین پلی استر اشباع می تواند یک رزین جامد آلیفاتیک شاخه ای و حاوی گروه های انتهایی کربوکسیله شده باشد. شکل زیر انواع دسته بندی را برای رزین پلی استر-اشباع نشان می دهد.
کاربرد و مصارف رزین های پلی استر اشباع
یکی از دسته بندی های پرکاربرد که در صنعت به وفور مورد استفاده قرار می گیرد، دسته بندی بر اساس جامد و مایع بودن است. کاربرد و مصارف رزین های پلی استر اشباع بنا بر مایع یا جامد بودن به شرح ذیل می باشد:
-
پلی استر اشباع جامد
پلی استرهای جامد پودری بصورت پودر و پرک در بازار موجود می باشند، در حالی که پلی استرهای مایع بصورت محلولی با حلال هایی نظیر بوتیل استات، سولوسو و ... در درصد جامدهای متفاوت مورد استفاده قرار می گیرند. از مزایای استفاده از پلی استر جامد در رنگ ها و پوشش های پودری می توان به عدم آلودگی محیط زیستی به علت نبودن حلال در سیستم، سهولت کاربرد و قابل بازیافت بودن پودر هدر رفته در محیط اشاره کرد، به این ترتیب که پودرهای ریخته شده روی زمین و اطراف را میتوان جمعآوری کرده و دوباره در اکسترودر به ترکیبات اضافه کرد. پلی استرهای اشباع جامد می توانند بصورت هیبریدی (مخلوط) با اپوکسی جامد و یا همراه با عامل پخت تری گلیسیدیل ایزوسیانورات (TGIC) مورد استفاده قرار بگیرند. در نهایت پوشش بدست آمده پس از پخت باید صاف و صیقلی باشد و اصطلاحا پوست پرتغالی نشود. همچنین پوشش اعمال شده باید به اندازه کافی منعطف و چقرمه (ductile) باشد تا هر شکل و پروفایل پیچیدهای را بدون ترک خوردگی پوشش دهد.
از رزین های جامد برای رنگهای پودری جهت استفاده در صنعت خودرو، تجهیزات و وسایل خانگی و به طور کلی صنایعی که عمدتا با فلزات سروکار دارند استفاده می شود. روش پوشش دهی با پودر به این صورت است که ابتدا پودر باردار شده و با استفاده از gun روی سطح فلزی با بار ناهمنام پاشیده می شود. در نهایت فلز وارد یک آون با دمای مشخص شده و تحت حرارت قرار میگیرد تا پودر جامد ذوب و سپس پخت شود.
-
پلی استر اشباع مایع
رزین های پلی استر اشباع مایع بصورت محلولی با درصد جامدهای 60%، 70% و ... در بازار ارائه می شوند. عمده مصرف این پوشش ها در صنعت پوشش دهی قوطی های کنسرو است که به صنعت can coating معروف است. معمولا به علت قیمت ارزان تر پلی استر-اشباع در مقایسه با اپوکسی، برای پوششهای بیرونی از پلی استر و برای پوشش داخلی قوطی ها از اپوکسی استفاده می شود. روش استفاده از رزین های پلی استر اشباع مایع به این صورت است که رزین با اسپری روی سطح پاشیده شده و سپس پوشش اعمالی با یک تیغه بصورت یکنواخت روی سطح توزیع می گردد. سپس رزین به همراه هاردنر تحت دما پخت و تثبیت می شود. نکته حائز اهمیت در رزین های مایع سازگاری رزین با عامل پخت است. معمولا از ملامین و پلی ایزوسیانات در پخت رزین پلی استر مایع استفاده می شود.
بازار جهانی رزین های پلی استر اشباع
به دلیل مسئله همه گیری کرونا و کاهش تقاضا برای خرید اتومبیل که از گسترده شدن قرنطینه ها ناشی می شود، یکی از بازارهای مصرف پلی استر اشباع تحت عنوان رنگهای پودری برای اتومبیل با کاهش تقاضا رو به رو شده است. اما از طرف دیگر رنگهای پودری با کاربرد لوازم خانگی و ساخت و ساز بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. مطابق نمودار ارائه شده در شکل زیر، بیشترین حوزه مصرف رزین های پلی استر اشباع مربوط به قاره آسیا بوده است که پیش بینی می شود میزان سرمایه گذاری در این حوزه تا سال 2026 با رشد 4.5 درصدی رو به رو شود.
به عنوان نتیجه می توان گفت که تنوع بسیار زیاد پلی استر اشباع و همچنین وجود عوامل پخت متنوع، توجه بسیاری از صنایع را به سمت این نوع از رزین ها جلب کرده است. از طرفی قیمت پایین پلی استرهای اشباع در مقایسه با رزین های اپوکسی باعث شده است تا نقش این رزین ها در صنعت پوشش پر رنگتر شود.
