X
تبلیغات
پلیمران - رزین ها (Resin)

رزین ها (Resin)
ارسال در تاريخ پنجشنبه بیست و نهم مهر 1389 توسط علیرضا

● رزین پلی استر

رزین های پلی استر غیر اشباع به طور گسترده در سراسر دنیا استفاده می شوند. زنجیر اصلی پلیمری این رزین دارای اتصالات استری می باشد كه از واكنش تراكمی یک تركیب الكلی چند عاملی و یک اسید چند عاملی مانند گلیكول و اسید فوماریک تهیه می شود. در مثال اخیر به دلیل استفاده از یک اسید غیر اشباع ، پیوندهای دوگانه در فواصل منظمی در زنجیر بوجود می آیند. این پیوندهای دوگانه ، سایت های دارای امكان شبكه ای شدن توسط استایرن هستند و می توانند موجب سخت شدن رزین و پخت شدن آن شوند. بنابراین با طراحی فرمول و كنترل اسیدهای اشباع و غیر اشباع ، كاتالیست ها ، دما و زمان واكنش ، مجموعه ی كاملی از رزین ها را می توان تولید نمود كه برای كاربردهای مختلف مناسب باشند.

پلی استر غیر اشباع با استایرن مخلوط می شود و می تواند از طریق پیوندهای دوگانه موجود در هر دو جزء ، شبكه ای شود. معمولا رزین به هنگام مصرف با استایرن مخلوط بوده و برای رسیدن به خواص مختلف دارای اجزای ذیل می تواند باشد:

۱) سیتم پخت ؛ به منظور شروع و تسریع واكنش شبكه ای شدن ، در دمای محیط یا دمای بالا

۲) عوامل كنترل جریان پذیری ؛ به منظور كنترل جریان رزین و جلوگیری از شُرّه كردن رزین در لایه گذاری سطوح عمودی و ریخته گری رزین

۳ ) جاذب uv به منظور افزایش مقاومت در برابر نور خورشید

۴ ) فیلر به منظور كاهش جمع شدگی و قیمت و ایجاد خواصی چون مقاومت شعله و آتش

۵ ) پیگمنت ؛ به منظور رنگ دادن به قطعه و زیبایی آن - تغلیظ كننده ها ؛ به منظور تغلیظ كردن فرمولاسیون های مورد استفاده در SMC و BMC

۶ ) عوامل آغشته سازی ؛ به منظور بهبود آغشته سازی فیلرها و الیاف با رزین به منظور حصول چسبندگی مناسب

۷ ) رها ساز حباب ؛ به منظور سهولت در خروج حباب از رزین و كاهش حفره در محصول نهایی

۸ ) رها سازی قالب ؛ به منظور تسهیل جدا شدن قطعه از قالب و جلوگیری از تابیدگی و صدمه به سطح قطعه رزین های پلی استر در فرایندهای مختلفی از قبیل لایه گذاری دستی ، پاشش رزین ، RTM ، ریخته گری ، پلتروژن ، SMC و BMC قابل استفاده اند.

كامپوزتهای پلی استر - شیشه به لحاظ حجم مصرف ، بیشترین اهمیت را دارا هستند و یافتن نمونه هایی از این مواد در محل كار و زندگی ما بسیار آسان است. كامپوزیت های پلی استری تا دمای حدود ۲۵۰ درجه سانتیگراد مقاومند ولی مداومت حضور در این دما و دماهای بالاتر موجب افت خواص آن می شود. همچنین بعد از پخت ، حدود ۵ تا ۸ % حجمی جمع شدگی (Shrinkage) دارند. در مورد كاربرد الیاف شیشه به همراه رزین پلی استر باید از ژل كوت مناسب استفاده كرد تا از نفوذ رطوبت به فصل مشترک الیاف و رزین جلوگیری شود. بدلیل طبیعت قطبی ساختار پلیمری ، كاربرد آن ها در نزدیكی وسایل الكتریكی با فركانس بالا محدودیت دارد.

● رزین وینیل استر

وینیل استرها محصول واكنش رزین های اپوكسی با اسیدهای غیر اشباع اتیلنی می باشند بجز حالات خاص ، معمولا رزین های وینیل استر دارای انتهای غیر اشباع می باشند. این انتها می تواند واكنش شبكه ای شدن را انجام دهد و نیز می تواند پلیمریزاسیون زنجیرهای وینیل استر را انجام دهد و یا این كه به همراه استایرن كوپلیمر شود.

اكثر وینیل استرهای مرسوم با استریفیكاسیون یک رزین دی اپوكسید با یک اسید مونو كربوكسیلیک غیر اشباع ، ساخته می شوند. می توان آن ها را به تنهایی با واكنش رادیكال آزاد پخت نمود و یا در مونومری مانند استایرن حل نمود و رزین مایع بدست آورد. در این صورت ، وینیل استر را می توان مانند رزین پلی استر استفاده نمود.

رزین های وینیل استر خواص چقرمگی و مقاومت شیمیایی بسیار بهتری نسبت به رزین های پلی استر دارند. زنجیر اصلی اپوكسی سازنده وینیل استر ، موجب پیدایش چقرمگی و ازدیاد طول كششی بالاتر می شود. جرم مولكولی رزین های وینیل استر به انتخاب نوع اپوكسی بكار رفته بستگی دارد. به این دلیل ، استحكام كششی ، ازدیاد طول ، نقطه نرمی و واكنش پذیری رزین نهایی توسط جرم مولكولی و ساختار اولیه تعیین می شود. این موضوع ، این امكان را بوجود می آورد كه برای كاربردهای مختلف خواص مختلف طراحی شود.

رزین های وینیل استر در مقایسه با پلی استرهای غیر اشباع مقاومت شیمیایی خوبی دارند.

بخشی از این ویژگی مربوط به عدم حضور پیوندهای استری در زنجیره اپوكسی می باشد. اتصالات اجزاء پلیمر ، توسط پیوندهای فنیل استری انجام می گیرد. این اتصالات درمقایسه با اتصالات استری در برابر اكثر محیط های شیمیایی به ویژه در شرایط قلیایی شدید مقاوم ترند.

اتصال استری تنها در انتهای زنجیر وینیل استر وجود دارد. این امر حملات عوامل شیمیایی را به حداقل می رساند.

● رزین اپوكسی

رزین های اپوكسی به عنوان رزین های اپوكسید نیز شناخته می شوند. ویژگی شناسه این رزین ها دارا بودن بیش از یك گروه epoxy-۲و۱ در ساختار مولكولی است. این گروه ممكن است در بدنه زنجیر باشد ولی معمولاَ در انتها قرار دارد.

در شرایط مناسب واكنش ، گروه اپوكسی می تواند با اسیدها ، انیدرید اسیدها ، آمین ها و الكل واكنش تراكمی به همراه جابجایی هیدروژن به گروه اتیلن اكسید ، بدهد. این واكنش ها امكان افزایش طول زنجیر یا شبكه ای شدن را بدون آزاد كردن مولكول های كوچک مانند آب فراهم می كند. بنابراین محصولات اپوكسی در مقایسه با اكثر رزین های گرما سخت ، جمع شدگی كمتری در اثر پخت نشان می دهند.

باید متذكر شد كه محدوده وسیعی از رزین های اپوكسی و محصولات شبكه ای شده متنوعی وجود دارد. ساختار شیمیایی رزین های اپوكسی شامل دو بخش اپوكسی و غیر اپوكسی می باشد. بخش غیر اپوكسی ممكن است آلیفاتیک ، سیلكوآلیفاتیک و یا هیدرو كربن شدیداَ حلقوی باشد. در عمل محصول واكنش بیس-فنل A و اپی كلروهیدرین اغلب رزین های اپوكسی متداول را تشكیل می دهند. این محصولات ۸۰ تا ۹۰% سهم بازار را به خود اختصاص داده اند.

قبلا رزین اپوكسی تقریبا تنها به عنوان پوشش سطح استفاده می شد. قبل از جنگ جهانی دوم ، بالا بودن هزینه های تولید بیس فنل A و اپی كلرو هیدرین مانع از تجاری شدن كاربرد رزین اپوكسی شده بود. تلاش های بعدی و ابداع روش های تولید جدید ، موجب پیدایش مقبولیت اقتصادی این رزین ها شد. در حال حاضر نیمی از رزین های تولید شده در كاربردهای روكش سطح استفاده می شوند. باقیمانده در صنایع الكتریكی و الكترونیک ، هوا فضا و ساختمان و سایر كاربردها ، استفاده می شوند. بر حسب تناژ ، مصرف اپوكسی حدود یک دهم پلی استر می باشد.

اپوكسی گروه های عاملی فعال زیادی دارد و می تواند در حضور عوامل پخت وهاردنرها ، یک ساختار شبكه ای را تشكیل دهد.

▪ خواص محصولات پخت شده اپوكسی بستگی دارد به:

۱) نوع اپوكسی

۲) نوع و مقدارهاردنر

۳) میزان شبكهای شدن

۴) طبیعت و حجم مواد افزودنی

در بازار عوامل پخت متنوعی با ویژگی های طول عمر ، انعطاف ، پخت سریع و سمیت كم وجود دارند.

ساختار مولكولی و خواص رزین پخت شده ، بستگی به طبیعت سیستم پخت دارد. اگر چه سیستم های پخت مختلفی وجود دارد ، ولی می توان آنها را به دو گروه آمین ها و انیدریدها تقسیم كرد.

رزین های اپوكسی و عوامل پخت تنها اجزاء یك فرمولاسیون نیستند. برای برخی كاربردها ، ممكن است اپوكسی اصلاح نشده دارای خواص نامطلوبی از قبیل ویسكوزیته بالا ، گران قیمت بودن و مقاومت ضربه پایین در برخی كاربردهای ویژه باشد. بنابراین باید دراغلب موارد توسط موادی چون رقیق كننده ، چقرمه كننده ، فیلر و تقویت كننده همراه شود. انتخاب صحیح رزین ، هاردنر و افزودنی ها اجازه می دهد كه خواص مورد نظر تامین شود. این تنوع عامل عمده رشد پایه اپوكسیها در مدت های طولانی است.

▪ علاوه بر این ساختار متنوع ، اپوكسیها دارای ویژگی های ذیل نیز هستند:

۱) مقاومت شیمیایی عالی (به ویژه در محیط های قلیایی)

۲) چسبندگی خوب به مجموعه ای از بسترهای مختلف

۳) استحكام كششی ، فشاری و خمشی بسیار بالا

۴) پایین بودن جمع شدگی پخت

۵) پایداری ابعادی

۶) عایق عالی الكتریسیته

۷) دوام بالا در پیری و شرایط سخت محیطی

۸) قابلیت پخت در دماهای مختلف

۹) مقاومت خستگی ممتاز

۱۰) بی بو و بی مزه

رزین های اپوكسی در كاربردهای مختلفی از قبیل پوشش سطح ، چسب ، روكش دهی ، ابزار سازی و كامپوزیت ها، استفاده می شوند.

چند لایه های رزین اپوكسی از اهمیت فوق العاده ای در صنایع هواپیماسازی برخوردارند. بسیاری از قطعات ساختاری از جنس الیاف كربن و رزین اپوكسی جایگزین آلیاژهای فلزی مرسوم شده و نتایج مطلوبی نیز داشته اند. همچنین از این رزین به همراه الیاف آرامید ، در ساخت موتور راكت و كپسول های تحت فشار به روش رشته پیچی استفاده می شود.

علاوه بر آن رزین های اپوكسی به طور وسیعی به همراه الیاف و ساختارهای لانه زنبوری برای ساخت ملخ هلی كوپتر استفاده می شود. رزین های اپوكسی تقویت شده با الیاف كربن و آرامید در ساخت قایق هایی كه در آن ها ضمن حفظ وزن ، استفاده بیشتر از فضا در همان استحكام مورد نظر است ، بجای پلی استر- شیشه استفاده می شوند.

همچنین كامپوزیت های آرامید - اپوكسی برای جایگزین فولاد در كلاه خودهای جنگی استفاده می شوند.

منبع: شبکه ایران - کامپوزیت



قالب وبلاگ مرجع راهنماي وبلاگ نويسان


از وبلاگ حمايت ميکنم