مقالات آموزشی

معرفی رزین اپوکسی

اپوکسی یک هم‌بسپار ترموست یا گرماسخت است؛ که از دو بخش شیمیایی مختلف تشکیل شده. این دو ماده را با نام رزین و سخت‌کننده یا فعال‌ساز یا هاردنر می‌شناسند. رزین از تکپارها یا چندپارهایی با زنجیر کوتاه(oligomer) که در انتهایشان یک گروه اپوکساید قرار دارد تشکیل می‌شود؛ و هاردنر از دو نوع سیکلو آمینی برای چسب‌ها و کفپوش‌های اپوکسی بدون حلال و پلی‌آمید برای رنگ‌های اپوکسی حلال‌دار تشکیل می‌گردند که نیاز است برای خشک شدن با رزین به‌خوبی مخلوط شود و طی زمان مشخصی پیوند تکمیل شده و سخت می‌گردد.

خانوادهی مواد اپوکسی به دو دسته ی پلی‌آمین و پلی‌آمید تقسیم می‌شونددر استفاده از این مواد باید توجه داشت که پلی‌امید را نمی‌شود قطر داد و در بیشترین حالت تا ۱۰۰۰ میکرون می‌توانیم به آن قطر دهیم و معمولاً به صورت یک لایهی نازک از آن استفاده می‌شود و به دلیل خواص آنتی باکتریال و ضد خورندگی بیشتر در بیمارستان‌ها و در آزمایشگاه‌ها و لوله‌های صنعتی از آن استفاده می‌شود.

ولی مواد پلی‌آمین را هر چقدر که بخواهیم می‌توانیم قطر بدیم و از آن در ساخت اشیاء زینتی و کفپوش‌ها و … استفاده می‌کنند.

اپوکسی آمین بعلت نداشتن حلال و در نتیجه کاهش حجم بیشتر کاربرد چسب و کفپوش اپوکسی را داراست و اپوکسی پلی آمید که بیشتر به عنوان رنگ اپوکسی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کفپوش اپوکسی در بیمارستان‌ها و صنایع مختلف کاربرد فراوانی دارند و رنگ اپوکسی گزینهی مناسبی برای جلوگیری از خوردگی و زنگ‌زدگی در صنایع هستند.

تاریخچه:

در سال ۱۹۳۴ پل شلاک آلمانی نخستین پژوهشگری بود که موفق به سنتز رزین اپوکسی شد و اختراع را به نام خود ثبت نمود.[۱] کاشف بیسفنول آ دکتر پیر کاستان[۲] از سوئیس بود[۳] که در سال ۱۹۳۸ میلادی این اختراع را ثبت نمود. این اختراع را کمپانی سیبا Ciba ثبت کرد که تبدیل به یکی از سه تولیدکننده بزرگ اپوکسی در دنیا شد. این شرکت در دهه ۹۰ میلادی دستخوش مشکلات داخلی گشت و به کمپانی هانتسمن Huntsman آمریکا واگذار شد. اما رزین اپوکسی به شکل امروزی در سال ۱۹۴۶ میلادی از ترکیب اپی کلروهیدرین و بیسفنول آ توسط سیلوان اوون گرینلی (Sylvan Greenlee)[۴] از کمپانی دوو-رینولدز Devoe-Reynolds سنتز و ثبت اختراع شد.[۵] این کمپانی بعدها توسط کمپانی مواد شیمیایی شِل shell خریداری شد و بعد از چند بار دست به دست شدن؛ هم‌اکنون بخشی از شرکت هگزیون Hexion Inc آمریکا است.

کاربردها:

پایه ی اپوکسی ساخته می‌شوند گسترده‌است و مهم‌ترین آن در ساخت رنگ اپوکسی و کفپوش اپوکسی است و همچنین شامل کاربرد در ساخت موادی چون چسبها، کامپوزیتها (مانند موادی که از فایبر گلاس یا فیبر کربن استفاده می‌کنند و تقویت‌کننده‌ها می‌شود (اگرچه پلی‌استر، وینیل‌استر و دیگر صمغهای ترموست هم برای پلاستیک تقویت‌شده با شیشه به کار می‌روند).

ساختارشیمیایی اپوکسی‌ها این اجازه را می‌دهد که بسپارهای گوناگونی با خواص بسیار متفاوت تولید شود. به‌طور 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 رزین‌های 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 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:

  1. رنگ‌ها و پوشش
  2. چسب‌ها
  3. قالب‌های صنعتی و کامپوزیت‌ها
  4. سامانه‌های الکتریکی و الکترونیک
  5. مصارف خانگی
  6. سازه های دریایی
  7. هوافضا
  8. زیست‌شناسی
  9. کفپوش‌های صنعتی
  10. بیمارستانی و بهداشتی
  11. مخابراتی
  12. هنر

 پوشش مخازن:

ساختارشیمیایی خاص رزین‌های اپوکسی اجازه می‌دهد تا از آن به صورت دو جز مایع جهت ساخت رنگ نهایی استفاده کرد. در نوع خاصی از اپوکسی‌های بدون حلال که برای مخازن آب شرب استفاده می‌شود، اپوکسی‌هایی با وزن مولکولی پایین مورد استفاده قرار می‌گیرند که به‌طور طبیعی مایع بوده و نیازی به حلال‌های مضر و فرار ندارند. این ویژگی باعث می‌شود که علاوه بر حفظ خواص منحصر به فرد رنگ اپوکسی، حلال‌های مضر آلی از آن منتشر نشود و به همین سبب آب شرب داخل مخازن آلوده نمی‌شود.

انواع کفپوش ها:

کفپوش های اپوکسی:

  • ضد اسید: این پوشش به دلیل دارا بودن خواص مکانیکی و شیمیایی بسیار خوب جهت کلیه سطوحی که در معرض مواد شیمیایی، گازوئیل، بنزین، روغن و فاضلاب‌های صنعتی و… قرار دارند مورد استفاده قرار می‌گیرد.
  • آنتی استاتیک کانداکتیو: این روکش بر پایه رزین اپوکسی و سخت‌کننده به همراه افزودنی‌های خاص ( ذرات فلزی یا الیاف کربن ) فرموله می‌شود. قابلیت انتقال جریان الکتریسیته ساکن را دارا می‌باشد و به همین دلیل به روکش ضد جرقه نیز معروف می‌باشد.
  • آنتی باکتریال: روکش‌های اپوکسی مزایای زیادی دارند که نسبت به سایر پوشش‌های کف ارجح هستند. بتن سطح به علت خاصیت قلیایی ذاتی خود به واسطه وجود ناخالصی‌های فلزی به راحتی مورد آسیب مواد شیمیایی قرار می‌گیرد.
  • آنتی داست: این محصول بر پایه رزین اپوکسی بیسفنول A و هاردنر پلی آمین طراحی گردیده‌است. گرانروی مناسب این محصول سبب ایجاد خاصیت Self-Leveling می‌شود و پس از اجرا دارای سطح شفاف می‌باشد.
  • فلکسیبل: پایه رزین اپوکسی اولیگوآکریلات پلیمر oligo acrilat polymer base)) و هاردنر پلی آمید و آمین تولید می‌گردد.
  • معمولی: رزین اپوکسی بیسفنول A و هاردنر پلی آمینی تغییر شکل یافته اجزا تشکیل دهنده این کفپوش می‌باشد [۸].

مزایای روکش صنعتی اپوکسی

  • افزایش مقاومت بتن در برابر فرسایش، تخریب و اکثر مواد شیمیایی
  • روکش اپوکسی مطلقاً جذب آب ندارد و از نفوذ آب، روغن و سایر مایعات به جسم بتن جلوگیری می‌کند.
  • روکش اپوکسی، سبک و کم حجم بوده و از ایجاد هرگونه گرد و غبار جلوگیری می‌نماید.
  • روکش اپوکسی به صورت یکپارچه و در رنگ‌های متنوع اجرا می‌گردد.
  • روکش اپوکسی با ضخامت ۴ میلیمتر، افزایش مقاومت فشاریبتن را تا ۱۱۰۰ kg/cm2 را دربردارد.
  • سهولت در شستشو، حداقل ۲۰ سال عمر مفید و سرعت در ترمیم آن، از سایر امتیازات این پوشش می‌باشد.

خطرهای بهداشتی:

مهمترین خطر مرتبط با استفاده از اپوکسی، حساس‌شدگی نسبت به سفت‌کننده‌است؛ که در طول زمان ممکن است منجر به واکنش‌های آلرژیک شود. این واکنش‌ها گاهی ممکن است پس از گذشت چندین روز از زمان تماس رخ دهد. استفاده از اپوکسی یکی از دلایل اصلی آسم شغلی در میان استفاده‌کنندگان پلاستیک است.[۹]

بیسفنول آ (به انگلیسی: Bisphenol A) که در رزین اپوکسی به کار می‌رود، عاملی شناخته‌شده در ایجاد اختلال در کار غدد درون‌ریز است

منابع:

  1. Schlack, I. G. Farbenindustrie, German Patent 676 117 (1938)
  2. « Pierre Castan».
  3. US 2444333, Pierre Castan, “Process for the manufacture of thermosetting synthetic resins by the polymerization of alkylene oxide derivatives”
  4. «Sylvan O Greenlee»google.com.au.
  5. US 2456408, Sylvan Owen Greenlee, “Synthetic drying compositions”, issued 1948-12-14, assigned to DeVoe & Raynolds
  6. «History of Epoxy Resin».
  7.  epoxy flooringcom.
  8. «MayoClinic –> Occupational asthmaاپوکسی معمولی». سایناشیمی پلیمر.
  9. https://fa.wikipedia.org/wiki

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.