عوامل پخت رزین های اپوکسی
عوامل پخت رزین های اپوکسی : رزینهای اپوکسی جهت پخت نیاز به یک عامل پخت (Curing agent) یا سخت کننده (hardener) دارند.
انتخاب یک عامل مناسب جهت دستیابی به خواص مطلوب بسیار حایز اهمیت است.
واکنش پخت یک فرایند گرمازا است و میزان گرمای ایجاد شده بستگی به نوع سیستم (رزین عامل پخت و دمای محیط) دارد که ممکن است ناچیز و یا بسیار زیاد باشد.
زمان پخت میتواند کمتر از ۳۰ ثانیه چندین روز و یا چند هفته باشد. هنگامی که پخت در دمای محیط صورت میگیرد دستیابی به خواص نهایی معمولاً در کمتر از یک تا ۲ هفته حاصل نمی گردد.
برای خرید انواع رزین اپوکسی کلیک کنید.
نوع عامل پخت تعیین کننده سرعت واکنش ،پخت میزان حرارت ناشی از واکنش گرانروی سیستم زمان ژل شدن و حرارت لازم جهت پخت سیستم رزین خواهد بود.
همچنین روش اعمال ،رزین شرایط پخت( دمای محیط و یا دمای بالا)، عمر مفید سیستم (pot life) و خواص نهایی مورد نیاز عواملی هستند که باید در انتخاب یک عامل پخت مورد توجه قرار گیرند.
عامل ،پخت نوع پیوند شیمیایی و درجه شبکه ای شدن را در واکنش با رزین اپوکسی تعیین میکند که این عامل به نوبه خود بر مقاومت شیمیایی، خواص فیزیکی ،مکانیکی، الکتریکی و مقاومت حرارتی رزین سخت شده تاثیر خواهد گذاشت.
برای خرید انواع رزین اپوکسی کلیک کنید.
واکنشهای پخت رزینهای اپوکسی را میتوان در سه گروه زیر طبقه بندی نمود:
1)واکنش گروههای اپوکساید با گروههای آمینو کربوکسیلی و مرکاپتان
2) واکنش گروههای هیدروکسیل با گروههای متیلول انیدرید و ایزوسیانات
3) واکنش گروههای اپوکسی با یکدیگر (پلیمر شدن رزین)
نوع اتصالات عرضی در اپوکسیها پیوندهای N-C C-C و C_O می باشد که دارای مقاومت شیمیایی و حلالی مناسب اند.
عوامل پخت اپوکسی ها را می توان در دو گروه پخت محیطی و حرارتی تقسیم بندی نمود پخت حرارتی خود به دو گروه پخت در
۱۲۰°C و پخت در ۱۸۰°C تقسیم میشود.
جهت پخت محیطی از پلی آمین ها و پلی آمیدهای آلیفاتیک مانند اتیلن دی آمین، دی اتیلن دی آمین تری اتیلن تترامین و تترا اتیلن پنتامین استفاده میشود.
مزایای این عوامل پختی گرانروی پایین سرعت پخت ،خوب و مقاومت شیمیایی خوب فیلم پخت شده است.
جهت پخت حرارتی از آمینهای ،آروماتیک ،انیدریدها آمینو رزین ها و رزین های فنلی استفاده میشود.
برای خرید انواع رزین اپوکسی کلیک کنید.
توجه به نکات ذیل در این خصوص حائز اهمیت است:
آمینهای اصلاح نشده خورنده اند پلی آمیدها خطرات کمتری دارند ولی سرعت پخت آنها کمتر است و رزین حاصل منعطف میباشد، مقاومت ضربه بهتره چسبندگی بالاتر حفظ براقیت و انعطاف پذیری بالاتری دارند و نیز مقاومت شیمیایی و حلالی آنها کمتر است.
رزین های فنلی و آمینو (اوره و ملامین فرم آلدئید)، با رزینهای اپوکسی هم پخت هستند و ضمن آنکه خودشان پخت میشوند رزین اپوکسی را نیز پخت میکنند.
فیلم پخت شده نهایی تابعی از خواص هر دو رزین است.
تمامی این سیستمها نیازمند مقدار کمی کاتالیزور اسیدی (مانند پارا تولوئن سولفونیک اسید یا بنزوئیک اسید) هستند.
دمای پخت بسته به نوع رزین متفاوت است اما معمولاً بالاتر از ۱۰۰ میباشد.
به طور کلی رزینهای آمینو و به خصوص ملامین فرمالدئید نسبت به رزینهای فنولیک به دمای پخت کمتری نیاز دارند.
همچنین آنها رنگ فیلم روشن تری در میدهند اما به مراتب از رزینهای فنولیک گران ترند. نوع اورۀ آنها عمدتا در پوششهای غیر استری و نوع ملامین آنها در سیستمهای اپوکسی مصرف میشوند.
رزین های فنولیک فیلمی با مقاومت حرارتی بیشتر و مقاومت شیمیایی و حلالی بهتر میدهند.
عوامل متصل به حلقه اپوکسی یا استخلافات روی آن باعث تغییر در میزان فعالیت آن (reactivity) می گردند.
گروههای انتهایی اپوکسی بسته به اینکه از چه نوعی باشند، مثلاً گلیسیدیل ،اتر گلیسیدیل استر و یا گلیسیدیل ،آمین از میزان واکنش دهی متفاوتی برخوردار هستند.
برای خرید انواع رزین اپوکسی کلیک کنید.
در بعضی از حالتها جهت اطمینان از انجام واکنشهای پخت به میزان کافی از شتاب دهنده استفاده می شود.
در حالت عادی و در شرایط مناسب حلقه اپوکسی میتواند با بیش از پنجاه گروه شیمیایی وارد واکنش شود.
بنابراین نوع عامل پخت رزین سخت شده میتواند ساختمان هموپلیمر و یا کوپلیمر داشته باشد.
اما در بیشتر حالتها به ویژه در رزینهایی که در کامپوزیتها و چسبها مصرف میشوند حلقه اپوکسی فقط با چهار گروه وارد واکنش می شود.
این چهار گروه: آمین ها (نوع اول و دوم)، انیدریدهای آلی عوامل پخت کاتالیزوری (catalytic) و پلی آمیدها می باشند. پلی آمیدها بیشتر در چسبها و پوششها (رنگها) استفاده قرار میگیرند تا در کامپوزیتها.
انواع مختلف عوامل سخت کننده رزینهای اپوکسی در جدول ٣-١٦ نشان داده شده است این عوامل مرتباً در حال افزایش می باشند.
عوامل پختی که توسط شرکتهای چند مختلف به بازار عرضه میگردد ممکن است مخلوطی از ترکیبات مختلف مثلاً مخلوط چند آمين مختلف، رقیق کننده و یا شتاب دهنده باشند بیشتر آنها حاوی شتاب دهنده جهت افزایش سرعت پخت میباشند مهمترین این عوامل در ادامه شرح داده میشوند.
برای خرید انواع رزین اپوکسی کلیک کنید.
| نوع | مزایا | معایب | کاربردها |
| آمین های خطی(Aliphatic amines) | گرانروی پایین، پخت در دمای محیط،رنگ کم | عمر مفید کوتاه،افزایش سریع دما، حساس به نسبت اختلاط، سميت متوسط،جذب زیاد آب | چسب ها،ریخته گریهای کم،الکتریکی،مهندسی راه و ساختمان |
| آمین های آروماتیک (Aromatic Amines) | کارآیی خوب در دمای بالا،مقاومت شیمیایی،عمر مفید طولانی | عدم سازگاری با رزین های اپوکسی، زمان پخت طولانی در دمای بالا،سمی بودن | کامپوزیت ها و پوشش های با کارآیی بالا،چسب ها،رشته پیچی،الکتریکی |
| پلی آمیدو آمین ها(polyamidoam ines) | گرانروی پایین،پخت در دمای محیط،نسبت خوب اختلاط،خواص مکانیکی و عمر مفید خوب | کارآیی کم در دمای بالا | چسب های ساختمانی،درزگیرها،کف پوش و اتصال دهتده بتن |
| پلی آمیدها | نسبت اختلاط،عمر مفید،انعطاف پذیری،چقرمگی و مقاومت در مقابل خوردگی خوب،سمیت پایین | کارآیی کم در دمای بالا،گرانروی بالا،رنگ ضعیف | پوشش محافظ،ریخته گری،رنگ های تجاری،چسب،پوشش دریایی |
| انیدریدرها(anhydried) | خواص الکتریکی و مکانیکی خوب،گرانروی پایین،جمع شدگی کم،عمر مفید طولانی،رنگ کم | زمان پخت طولانی در دمای بالا | ریخته گری،محصور کردن(encapsulation)،رشته پیچی |
| کاتالیزوری(catalystic) | مقاومت در مقابل دمای بالا،عمر مفید بسیار طولانی | زمان پخت طولانی در دمای بالا،شکننده | پوشش های پودری،چسب ها،محصور کردن قطعات الکتریکی |
| دی سیان دی آمید(Dicyandiamide) | خواص الکتریکی خوب،مقاومت دمای بالا | عدم سازگاری با رزین اپوکسی،زمان پخت طولانی در دمای بالا | صفحات مدار چاپی،پوشش های پودری،چسب های یک جزئی |
| پلی استرهای پلی کربو کسیلیک | مقاومت محیطی خوب،مقاوم در برابر خوردگی،خواص مکانیکی خوب و قیمت پایین | مقاومت شیمیایی ضعیف | پوشش های پودری |
| ایزوسیانات ها | پخت سریع در دمای پایین،انعطاف پذیری خوب و مقاوم در برابر حلال ها | حساس به رطوبت،سمی | پوشش های پودری،پوشس های محافط |
| فنل فرمالدئید ،نوالاک ها | مقاومت شیمیایی،خواص الکتریکی و زمان انبارداری خوب،سازگار با اپوکسی ها و مقاومت حرارتی بالا | پایداری ضعیف در برابر نور UV،نقطه ذوب و دمای پخت بالا | ترکیبات قالبگیری،پوشش های پودری |
| پلی سولفیدها و پلی مرکاپتان ها | زمان پخت سریع،سیستم منعطف | کارآیی کم در دمای بالا،بد بو | درزگیر ها،چسب ها |
| ملامین فرمالدئید | رنگ و سختی خوب،سیستم یک جزئی پایدار | دمای پخت بالا،سازگاری کم با رزین های اپوکسی | رنگ های کوره ای،پوشش ها |
| اوره فرمالدئید | سیستم یک جزئی پایدار،رنگ کم | دمای پخت بالا | لعابهای با پخت سریع،آستری اجاق گازها،پوشش قوطیها،پوشش های رویی |
| رزول های فنلی | سیستم یک جزئی پایدار،مقاومت شیمیایی خوی | دمای پخت بالا،شکننده،مقاومت محیطی ضعیف | لعابهای قابل پخت،پوشش ها |