امروزه خانواده بزرگ رزینهای اپوکسی دارای بالاترین کارآیی ها در بین رزین های موجود در صنعت میباشد. اپوکسی ها عموماً در مقاومت های شیمیایی و "از هم پاشیدگی های" ناشی از عوامل محیطی و خواص مکانیکی، بالاتر از اکثر انواع رزین های دیگر می باشند که در نتیجه موجب مصرف تقریباً انحصاری این رزینها در قطعات سازه های هوایی گردیده است. از دیگر سو به دلیل چسبندگی بالای این رزین ها و مقاومتشان در برابر از هم پاشیدگی ناشی از تماس با آب از آنها به عنوان رزین ایده آل برای مصارفی چون تجهیزات صنایع هوا فضا و بالستیک، چند سازه ای های پیشرفته، صنایع دفاعی، نفت و گاز، دریایی، خودروسازی، برق و الکترونیک، تجهیزات ورزشی، و غیره استفاده می شود.
همچنین امروزه از اپوکسی ها در مصارفی دیگر مانند چسب ها، خمیرهای درزگیر، ترکیبات ریخته گری و سیل کننده ها (آب بندی کننده ها)، لعاب، پوشش های کف و رنگ ها استفاده می گردد.
اصطلاح اپوکسی به گروه شیمیایی اطلاق میشود که در آن یک اتم اکسیژن با دو اتم کربن دیگر که به نوعی به هم پیوند خورده اند متصل میباشد. ساده ترین اپوکسی دارای یک ساختمان حلقوی سه عضوی بوده که اصطلاحاً به آن "1 و 2 اپوکسی" یا "آلفا اپوکسی" گفته میشود. شکل زیر ساختمان شیمیایی ایده آل یک اپوکسی را نشان می دهد که به عنوان ساده ترین مشخصه هر مولکول پیچیده اپوکسی شناسایی شده است.
واکنش رزین های اپوکسی
رزینهای اپوکسی از واکنش بین اپی کلروهیدرین و بیس فنل A به دست میآیند و معمولا با رنگ قهوه ای یا زرد کهربایی مخصوص به خود شناسایی می شوند و دارای خواص مفید زیادی هستند. رزین مایع در مخلوط با عامل پخت کننده آن، رزینی با گرانروی پایین میسازد که سهولت در انجام فرایند های تولید را به دنبال دارد. رزینهای اپوکسی بسته به نوع عامل پخت کننده آن می توانند به سهولت و سرعت در هر درجه حراتی از 5 درجه سانتیگراد تا 450 درجه سانتیگراد پخت شوند. یکی از بزرگترین امتیازات اپوکسی ها جمع شدگی کم آنها در طی پخت است که اثر "زیر – نشان" (مانند ظاهر شدن برجستگی الیاف در زیر پوشش ژلی) و تنش پس ماندسازه را به حداقل می رساند. قدرت بالای چسبندگی و خواص مکانیکی بالای این رزین ها در کنار مقاومت بالای عایق الکتریکی و مقاومت شیمیایی خوب آنها موجب ارتقاء بیش از پیش جایگاه مصرف آنها گردیده است.
ساختمان مولکولی رزین اپوکسی
رزین های اپوکسی همانند وینیل استرها از ساختمان زنجیره های بلند مولکولی تشکیل شده اند که مکانهای واکنش پذیرشان در انتهای این زنجیره هست با این تفاوت که به جای گروه های استری، این مکان ها از گروه های اپوکسی تشکیل شده اند. نبودن گروه های استری در این رزین ها به معنی داشتن مقاومت بسیار خوب به خصوص در مقابله با آب میباشد. همچنین مولکول های اپوکسی در مرکز خود دارای دوگروه حلقوی اند که بهتر از گروه های خطی قادر به جذب تنش های مکانیکی و حراتی هستند بنابراین رزین های اپوکسی خواص سفتی، چغرمگی و مقاومت حرارتی خیلی خوبی را ارائه میکنند.
رزین اپوکسی شفاف
امروزه ساخت قطعات تزئینی با استفاده از رزین اپوکسی شفاف بطور قابل توجهی گسترش پیدا کرده است. کاربردهای گسترده رزین اپوکسی موجب بوجود آمدن انواع مختلف رزینهای اپوکسی از رزینهای مورد استفاده در صنایع کامپوزیت و هوافضا گرفته تا رزین اپوکسی شفاف که در ساخت قطعات تزئینی، نگاره‌های هنری و کف پوش‌های سه بعدی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
در فروشگاه آترون آریا سه نوع رزین اپوکسی شفاف موجود است:
نوع اول رزین اپوکسی شفاف مخصوص ساخت قطعات تزئین همانند بدلیجات، زیورآلات و قطعات زینتی. این رزین به دلیل ویسکوزیته پایین (رقیق بودن) به راحتی حباب گیری میشود. زمان خشک شدن این رزین سریعتر از رزین نوع دوم است. این نوع رزین دارای هاردنر ۵۰ درصد بوده و مناسب کارهایی با ضخامت حداکثر یک سانتیمتر است.
نوع دوم مخصوص ساخت قطعات بزرگ و حجیم که دارای ضخامت بالا می‌باشند (همانند میزهای اپوکسی ترکیب با چوب) است. بنابراین به دلیل اینکه فرایند پخت رزین نوع دوم سرعت کمتری دارد و در حین پخت حرارت زیادی تولید نمی‌شود، از این رزین در مواردی که حجم و ضخامتی که نیاز است در یک مرحله اجرا شود زیاد است، استفاده میشود. با استفاده از این رزین تا ضخامت حدود ۵ سانتیمتر در فصول سرد و ۳ سانتیمتر در فصول گرم در یک مرحله قابل اجرا است. این نوع رزین بسیار رقیق بوده و حباب گیری از آن بسیار آسان است. در صورتی که قطعات کوچک با این رزین ساخته شود، زمان خشک شدن آن طولانی خواهد بود. این نوع رزین دارای هاردنر ۴۰ درصد میباشد.
رزین اپوکسی مجانی
ما مجانی برایتان رزین را آزمایش مینماییم مشاوره میدهیم و خودمان را به شما اثبات میکنیم
نوع سوم مناسب کارهای آبستره، نقاشی روی بوم و برخی زیورآلات جهت ایجاد فرم گنبدی روی سطح میباشد. به دلیل غلظت بالای این رزین، روندگی رنگ‌ها روی بوم کاهش پیدا کرده و بنابراین کنترل رنگ آسان‌تر خواهد شد. این نوع رزین دارای هاردنر ۵۰ درصد میباشد.
نکته بسیار مهم: در فصل‌های سرد سال، اتفاقی که بسیار شایع میباشد این است که رزین اپوکسی به رنگ سفید و شیری شدن متمایل میشود و در نهایت ممکن است بصورت جامد سفید رنگی درآید. این سفید شدگی رزین به دلیل ایجاد کریستال‌های رزین است که به علت سرد بودن محیط رزین ایجاد میشود. اگر در این حالت از رزین استفاده شود، قطعه نهایی شفافیت کامل نخواهد داشت و مقداری مات خواهد بود. برای رفع این مشکل کافی است رزین را مقداری گرم کرده و در دمای حدود ۵۰ درجه سانتیگراد قرار دهید تا به حالت اولیه و شفافیت کامل برگردد.
نکته: رزینهای موجود در فروشگاه به همراه هاردنر به فروش می‌رسند. بنابراین وزن انتخاب شده برای خرید، مجموع وزن رزین به علاوه هاردنر آن به مقدار مورد نیاز میباشد.
مثال: برای خرید رزین اپوکسی شفاف که دارای هاردنر %۵۰ است، با انتخاب وزن ۵ کیلوگرم، ۳/۳۵ کیلوگرم رزین و ۱/۶۵ کیلوگرم هاردنر به فروش می‌رسد.
اطلاعات تخصصی رزین
در حال حاضر خانواده‌ی بزرگ رزینهای اپوکسی در میان رزینهای موجود عملکرد بالایی از خود نشان می‌دهند. رزین اپوکسی نسبت به دیگر رزینها به علت خواص مکانیکی بالا و مقاومت در برابر تخریب‌های محیطی کاربردهای بیشتری در فضای بیرون دارد (نظیر کاربرد انحصاری آن در اجزای هواپیما). رزین اپوکسی به عنوان یک رزین خوب در لمینیت‌ها به علت چسبندگی بالا و مقاومت در برابر تخریب با آب کارایی دارند، همچنین رزین اپوکسی یک رزین ایده‌آل برای کاربردهایی نظیر ساخت بدنه‌ی قایق میباشد. اینجاست که کاربردهای گسترده‌ی اپوکسی مطرح میشود: از رزینهای اپوکسی شفاف که در ساخت قطعات تزئینی بکار می‌روند گرفته تا به کارگیری آن در ساختمان قایق‌های با کارآیی بالا و استفاده از آن در پوشش قایق‌ها و جایگزین کردن آن به جای رزینهای پلی‌استر تخریب‌شونده با آب یا ژلکوت‌ها.
اصطلاح اپوکسی به گروه شیمیایی اطلاق می‌شودکه شامل اتم اکسیژنی است که با دو پیوند شیمیایی به دو اتم کربن متصل است. ساده‌ترین اپوکسی شامل یک حلقه‌ی سه عضوی با عنوان آلفا اپوکسی یا ۲،۱- اپوکسی میباشد. ایده‌آل‌ترین ساختار شیمیایی در شکل زیر نشان داده شده و آسان‌ترین مشخصه‌ی مولکول‌های اپوکسی پیچیده را نیز شامل میشود.
این رزینها که به‌طور معمول رنگ کهربایی یا قهوه‌ای دارند ویژگی‌های مفیدی را دارا می‌باشند. رزین مایع و عامل‌های پخت هردو با هم سیستم‌هایی با ویسکوزیته‌ی پایین و فرآیندپذیری آسان را تشکیل می‌دهند. رزینهای اپوکسی براساس عامل پخت انتخابی ما می‌توانند به آسانی و به سرعت در هر دمایی از ۵ درجه سانتیگراد تا ۱۵۰ درجه پخت شوند. یکی از سودمندترین مشخصه‌های رزینهای اپوکسی جمع‌شدگی‌کم آنها به هنگام پخت است و این مشخصه سبب میشود تنش‌های داخلی کاهش یابد. استحکام چسبندگی بالا و خواص مکانیکی عالی در کنار عایق الکتریکی بودن و مقاومت خوب در برابر مواد شیمیایی مشخصات فوق‌العاده‌ای را برای رزین اپوکسی ترتیب می‌دهند.
اپوکسی‌ها علاوه بر کاربردگسترده‌ای که به عنوان رزین لمینیت در صنعت دارند توانسته‌اند درحوزه‌های چسب، ترکیبات آب‌بندی، ترکیبات قالب‌گیری، بتونه‌کاری و درزگیری، رنگ و وارنیش نیز کاربرد بسیاری بیابند. رزینهای اپوکسی از یک زنجیره‌ی بلند مولکولی تشکیل می‌شوند و هم‌چون رزین وینیل استر بخش‌های فعالشان در انتهای زنجیر قرار دارد. این بخش‌های فعال به‌جای گروه‌های استری، گروه‌های اپوکسی هستند. نبود گروه‌های استری به این معناست که رزین اپوکسی مشخصاً مقاومت خوبی در برابر آب دارد. رزینهای اپوکسی شامل دو گروه حلقوی در مرکز زنجیره می‌باشند که جذب تنش‌های مکانیکی و حرارتی را خیلی بهتر از گروه‌های خطی انجام می‌دهند و به این ترتیب باعث سفتی فوق‌العاده، چقرمگی و مقاومت حرارتی خوب رزین اپوکسی میشود.
شکل زیر ساختار شیمیایی ایده‌آل برای یک رزین اپوکسی معمولی را نشان می‌دهد. نبود گروه‌های استری در زنجیره‌ی مولکولی مشخص است.
سیستم پخت رزین
اپوکسی‌ها برخلاف رزینهای پلی‌استر که با کاتالیست پخت می‌شوند برای پخت به هاردنر نیاز دارند. هاردنرها که معمولاً یک آمین هستند به همراه اپوکسی در یک واکنش افزایشی شرکت کرده و شبکه‌ای شدن اتفاق می‌افتد. شیمی این واکنش بیانگر آن است که هر دو بخش فعال اپوکسی با یک بخش آمین پیوند تشکیل می‌دهند و به این ترتیب یک ساختار مولکولی پیچیده و سه‌بعدی تشکیل میشود.
از آنجا که مولکول‌های آمین با دو مولکول اپوکسی وارد واکنش می‌شوند، رعایت نسبت اختلاط صحیح بین رزین و هاردنر ضروری است تا از کامل شدن واکنش میان آنها اطمینان حاصل شود. اگر آمین و اپوکسی در یک نسبت صحیح با هم مخلوط نشوند، در ماتریس نهایی مقداری رزین یا هاردنر واکنش نداده باقی می‌ماند که در خواص نهایی پس از پخت نیز تأثیرگذار است. برای کمک به اختلاط دقیق رزین و هاردنر، تولیدکنندگان اغلب اجزا را فرموله میکنند تا نسبت اختلاط ساده‌ای را که محاسبه‌ی آن براساس وزن یا حجم آسان است را در اختیار کاربران قرار دهند.