اپوکسی

  • تاریخ انتشار : ۱۳۹۵/۰۸/۱۷

اپوکسی

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 پيوندخورده اند، وجود داشته باشد.

ساختار اپوکسی

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.

ساختار رزین اپوکسي 1

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 ۵ تا ۱۵۰ 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.

 

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

 

کاربردهای موادی که بر پایهٔ اپوکسی ساخته می‌شوند:

  • ساخت رنگ اپوکسی
  • کفپوش اپوکسي
  • ساخت موادی چون چسبها
  • ساخت کامپوزیتها (مانند موادی که از فایبر گلاس یا فیبر کربن استفاده می‌کنند)
  • ساخت تقویت‌کننده‌ها (اگرچه پلی‌استر، وینیل‌استر و دیگر صمغ های ترموست هم برای پلاستیک تقویت ‌شده با شیشه به کار می‌روند).
  • ساختار شیمیایی اپوکسی‌ها این اجازه را می‌دهد که بسپارهای گوناگونی با خواص بسیار متفاوت تولید شود.
    به طور کلی اپوکسی‌ها را به خاطر چسبندگی، مقاومت شیمیایی و گرمایی، خواص خوب یا حتی عالی مکانیکی، و مقاومت الکتریکی بسیار خوب آنها نسبت به اکثر رزین های دیگر می‌شناسند.
    بسیاری از خواص اپوکسی‌ها را می‌توان تغییر داد، برای مثال اپوکسی‌های پرشده از نقره که رسانایی الکتریکی خوبی دارند یا اپوکسی پرشده از روی که مقاومت خوردگی خوبی دارد و یا مخلوط آن با ریز الیافهای کربن آنها را رسانا می‌کند نیز وجود دارد و این در حالی است که اپوکسی خالص عایق الکتریکی می‌باشد.
    برخی از انواع که دارای خاصیت عایقی/رسانایی در برابر گرما هستند و مقاومت الکتریکی بالایی دارند در الکترونیک کاربرد دارند.

اپوکسی در موارد زیر کاربرد وسیعی دارد:

رنگ ‌ها و پوشش
چسب ‌ها
قالب‌های صنعتی و کامپوزیت‌ ها
سامانه‌های الکتریکی و الکترونیک
مصارف خانگی و دریایی
هوافضا
زیست‌شناسی
کفپوش های صنعتی

 

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

 

رزین های اپوکسی