رزين اپوکسی Epoxy Resin

رزين اپوکسی چيست، روش کار و پخت آن چگونه است؟

رزين اپوکسی Epoxy Resin



اصطلاح اپوکسي به گروه يا خانواده اي از مواد شيميايي گفته مي شود که در آن ها يک اتم اکسيژن با دو اتم کربن ديگر که به نوعی به هم پيوند خورده اند، وجود داشته باشد.



ساختمان شيميايي ايده آل اپوکسي ساده (اتیلن اکساید - Ethylene Oxide)
ساختمان شيميايي ايده آل اپوکسي ساده (اتیلن اکساید - Ethylene Oxide)



برای نمونه تصویر ساختمان شیمیایی نوعی اپوکسی پیچیده تری را در زیر مشاهده می فرمائید.



ساختمان شيميايي ايده آل نوعی اپوکسي (دی گلیسیدیل اتر بیسفنول ای -  Diglycidyl ether of bisphenol A)
ساختمان شيميايي ايده آل نوعی اپوکسي (دی گلیسیدیل اتر بیسفنول ای -  Diglycidyl ether of bisphenol A)



در شیمی اگر اپوکسی بدست آمده، ظاهری شبیه به صمغ درختان (Natural Plant Resin) (مایعی چسبناک و غلیظ) داشته باشند، آن ها را با عنوان رزین مصنوعی (Synthetic Resin) معرفی می کنند.

اکثر رزین های اپوکسی از واکنش بین اپی کلروهیدرین (Epichlorohydrin) و بیسفنول ای (Bisphenol A) به دست می آیند و عموما در رنگ های قهوه ای، زرد کهربایی و یا بی رنگ تولید می شوند.

برخی از ویژگی های انواع رزین های اپوکسی:
- عایق الکتریکی
- مقاومت خوب نسبت به مواد شیمیایی (اسیدها، بازها، چربی ها)
- مقاومت بسیار خوب نسبت به آب و رطوبت
- جمع شدگی حجمی (آب رفتگی - Shrinkage) کم آن ها در مراحل پخت در مقایسه با رزین های پلی استری
- حساسیت کم نسبت به دمای محیط در زمان پخت (رزین های اپوکسی بسته به نوع می توانند در دمایی بین 5 تا 150 درجه سانتیگراد پخت شوند)
- به دلیل نوع ساختار مولکولی رزین های اپوکسی (وجود گروه های حلقوی)، در جذب تنش های مکانیکی (خواص سفتی و چغرمگی) و تنش های حرارتی مقاوم می باشند.


امروزه خانواده بزرگ و متنوع رزین های اپوکسی دارای بالاترین کارآیی ها در بین رزین های موجود در صنعت می باشند.

برخی از کاربرد های انواع رزین های اپوکسی در تولید:
-ساخت قالب های مستحکم (مانند قالب های وکیوم فرمینگ)
- تولید جواهر و زیورآلات مصنوعی
- عایق و پوشش صنایع دستی
- عایق بندی و دفن قطعات الکتریکی
- لایه گذاری (لمینیت - Laminate) در صنایع کامپوزیت و فایبرگلاس
- پوشش دهنده ی کف (یکی از معروف ترین کاربردهای رزین اپوکسی پوششی است برای کف سالن ها، کارخانه ها، زمین های بازی، مکان های تولید لوازم بهداشتی و پزشکی)
- به عنوان مواد اولیه در رنگسازی، چسب ها، خمیر های رزگیری، لعاب ها و آب بندی کننده ها (سیلر های رنگی و شفاف یا کیلر - Sealer)



پخت رزین اپوکسی:
"پخت (Cure): فرآیند تبدیل رزین از حالت مایع به جامد"

رزین های اپوکسی به کمک یک هاردنر (سخت کننده - Hardener) پخت می شوند.

هاردنر که اغلب یک آمین (Amine) می باشد؛ پس از اختلاط در نسبت معین با اپوکسی (مولکول آمین و مولکول اپوکسی هم واکنش هستند)، از طریق واکنش افزایشی با اتصال به سر دو اپوکسی مجزا، تشکیل یک ساختمان مولکولی پیچیده سه بعدی را باعث می شود.



نمایش نموداری ساختمان پخت شده سه بعدی رزین اپوکسی
 
نمایش نموداری ساختمان پخت شده سه بعدی رزین اپوکسی



در فرم ساده تر می توان اینطور نوشت که:
پس از مخلوط کردن صحیح نسبت معینی اپوکسی و هاردنر، مخلوط مایع شروع به سخت شدن می کند تا به جسمی جامد تبدیل شود.

اگر اپوکسی و هاردنر به نسبت صحیح و بدرستی مخلوط نشوند، آن بخش از رزین یا سخت کننده که وارد واکنش نشده به همان شکل باقی خواهد ماند و باعث افت شدید فنی و مقاومتی محصول می شود.


تنوع در رزین های اپوکسی تولید شده بسیار زیاد است و هر رزین برای کار خاصی تولید گردیده و نمی توان رزینی که برای کارآیی بخصوصی طراحی شده را در کاربرد و با روش کار دیگری به مصرف رساند؛ از این رو مصرف کنندگان رزین های اپوکسی باید به مشخصات فنی و کاربرد هر رزین که توسط تولید کننده ارائه می شود، دقت داشته باشند.

تولید کنندگان معمولا اقلام زیر را در مشخصات فنی محصولات خود اعلام می کنند:
- نسبت و درصد میزان مخلوط کردن اپوکسی و هاردنر (با ذکر اندازه گیری در واحد وزنی یا حجمی)
- خواص و کاربردهای پیشنهادی رزین مربوطه
- زمان کار کرد پس از اختلاط، زمان ژل شدن (Gel-Time) و زمان پخت
- رنگ اپوکسی و هاردنر
- چگالی (دانسیته - Desity)
- گرانروی (ویسکوزیته - Viscosity)
- سختی (Shore)
- مقادیر حداکثری مقاومت های رزین



در زیر تصاویری از تنوع کاربرد و کارآیی با انواع رزین های اپوکسی را مشاهده می فرمائید.


مجموعه تصاویری از تنوع کاربرد و کارآیی با انواع رزین های اپوکسی (جواهر و زیورآلات، عایق قطعات الکتریکی، فایبرگلاس، پوشش کف)
مجموعه تصاویری از تنوع کاربرد انواع رزین های اپوکسی (جواهر و زیورآلات، عایق قطعات الکتریکی، فایبرگلاس، پوشش کف)