ساختار شیمیایی انواع رزین های اپوکسی
رزین های اپوکسی را بر اساس ساختار شیمیایی آنها میتوان به سه گروه آروماتیک، آلیفاتیک و رزینهای اپوکسی اصلاح شده تقسیم نمود:
1) رزینهای اپوکسی دارای ساختار آروماتیک
مهمترین گروه از رزین های اپوکسی، رزینهای دارای ساختار آروماتیک هستند که خود به چهار دسته زیر تقسیم میشوند:
رزینهای اپوکسی بر پایه بیس فنل A :
از میان رزینهای اپوکسی، رزینهای اپوکسی بیس فنول A، با قدمتترین رزینهای شناخته شده هستند که بیشترین میزان تولید جهانی را به خود اختصاص دادهاند. این نوع از رزینهای اپوکسی آروماتیک، طیف وسیعی از ویژگیهای ساختاری را پوشش میدهند و در نتیجه آن کاربرد گستردهای در صنایع مختلف دارند. مراحل سنتز این رزینها در ادامه آورده شده است:
رزینهای اپوکسی بر پایه بیس فنل F :
دی هیدریک فنلی که از واکنش فنل با فرمالدئید تولید میشود را بیس فنول F مینامند. رزینهای اپوکسی را میتوان از بیس فنول F با روشهایی مشابه روشهای سنتز رزینهای بر پایه بیس فنول A با استفاده از کاتالیزگر NaOH تولید کرد. در نتیجه، این دسته از رزین های اپوکسی آروماتیک شباهت زیادی به رزینهای اپوکسی متداول بر پایه بیس فنول A دارند.
مهمترین تفاوتهای رزینهای بیس فنل F در مقایسه با رزینهای بیس فنل A به شرح ذیل است:
- ویسکوزیته پایینتر ( مناسب برای سیستم های فاقد حلال)
- خصلت اپوکسیدی بیشتر با وزن مولکولی برابر
- ایجاد ساختار شبکهای فشردهتر با استفاده از هاردنر پلی آمین یکسان
رزینهای اپوکسی بر پایه بیس فنل A / بیس فنل F
عیب اصلی رزینهای اپوکسی بیس فنول F، قیمت بسیار بالای آنها نسبت به رزینهای بیس فنل A است. به همین دلیل، رزین های اپوکسی مبتنی بیس فنول F اغلب برای کاهش ویسکوزیته یا اصلاح خواص خاص در ترکیب با رزینهای بیس فنل A استفاده میشوند.
رزینهای فنوکسی
این رزینها ممکن است گروههای اپوکسی پایانی نداشته باشند، اما هر واحد تکراری آنها دارای یک گروه هیدروکسیل ثانویه است که برای مثال با ایزوسیاناتها واکنشپذیر است. رزینهای فنوکسی به صورت محلول برای کاربردهای پوششدهی در دسترس هستند که با تبخیر حلال سخت میشوند. از این رزینها در حالت جامد گرانولی میتوان برای اکستروژن و قالبگیری تزریقی نیز استفاده نمود.
رزین های اپوکسی با ساختار آلیفاتیک و سیکلوآلیفاتیک
رزینهای اپوکسی آلیفاتیک و سیکلوآلیفاتیک از اپوکسیداسیون ترکیبات الفینی تولید شده اند. فرآیند اپوکسیداسیون شامل استفاده از یک ترکیب اولفینی یا پلی اولفینیک و یک پِراسید (به عنوان مثال، اسید پراستیک) یا سایر مواد اکسید کننده مانند هیدروژن پراکساید، اکسیژن یا حتی هوا است.
رزین های اپوکسی آلیفاتیک حاصل از واکنش با هیدروژن پراکساید یا اسید پِراستیک شامل پلی بوتادین اپوکسید شده، روغن سویا یا بذر کتان اپوکسید شده و پلی گلیکولهای اپوکسید شده میشود. این نوع رزینها تقریباً همیشه در ترکیب با سایر رزینهای اپوکسی برای بهبود خواصی مانند سرعت پخت، انعطاف پذیری و HDT استفاده میشوند. بنابراین، این رزینها اغلب به عنوان رقیقکنندههای واکنش پذیر و انعطاف پذیر در نظر گرفته میشوند.
رزین های اپوکسی سیکلوالیفاتیک با حلقه اشباع در ساختار شیمیایی خود مشخص می شوند. آنها سیالات تقریباً شفاف مثل آب و با ویسکوزیته بسیار کم هستند. آنها خواص الکتریکی عالی مانند ضریب اتلاف کم و مقاومت خوب در مسیر قوس الکتریکی، هوازدگی خوب و دمای اعوجاج حرارتی (HDT) بالایی را ارائه میکنند. آنها همچنین عاری از کلر قابل هیدرولیز هستند که گاهی اوقات در رزین های بیسف فنل A وجود دارد و بر برخی کاربردهای الکترونیکی تأثیر منفی می گذارد. به دلیل ویسکوزیته کم، اپوکسی های سیکلوالیفاتیک اغلب برای رقیق کردن سایر رزینهای اپوکسی استفاده میشوند. استحکام کششی این رزینها نسبتاً پایین است. تراکم الکترونی پایین در این رزینها در مقایسه با رزینهای دارای ساختار آروماتیک، موجب پخت ناقص در دمای اتاق میشود که جهت برطرف کردن آن، رزین را معمولاً در دماهای بالاتر و یا به همراه شتاب دهندههای مناسب، استفاده میکنند. یکی از کاربردهای اصلی رزینهای سیکلوآلیفاتیک، چسبها و پوششهایی است که با قرار گرفتن در معرض نور UV به صورت کاتیونی پخت میشوند. بعلاوه این رزینها در صنایع الکترونیک، پوشش دادن میکروچیپها و ال ای دیها (LED) بکار میروند.
رزینهای اپوکسی اصلاح شده
رزینهای اپوکسی اصلاح شده با هالوژن:
در این نوع از رزینهای اصلاح شده بر پایه بیس فنل A، چهار اتم هیدروژن متعلق به دو حلقه فنولی با هالوژنها (معمولاً اتم برُم) جایگزین شده اند. این رزینها که با عنوان “رزینهای اپوکسی غیر آتشگیر” نیز شناخته میشوند در صنایع الکتریک و الکترونیک کاربرد فراوانی یافتهاند.
رزینهای اپوکسی-نووالاک
شرایط واکنشی که برای تولید اپوکسی نوولاک استفاده میشود مشابه شرایط مورد استفاده در تولید رزینهای بیس فنل A است و ساختار ایده آل محصول این واکنش به صورت زیر است:
رزینهای اپوکسی-نووالاک مقاومت حرارتی و شیمیایی بهتری در مقایسه با رزینهای بیس فنل A دارند.
رزینهای اپوکسی اصلاح شده با اسید چرب (اپوکسی استرها):
این رزینها در دو نوع صورت هوا خشک و کورهای ساخته میشوند. در ساخت اپوکسی استرهای هواخشک از اسید های چرب خشک شونده (اسیدهای چرب دارای باندهای دوگانه) استفاده میشود. در اپوکسی استرهای کورهای از اسیدهای چرب خشک نشونده استفاده میشود و این رزینها به همراه رزینهای دیگری مانند ملامین فرمالدئید پخت میشوند.
رزین های هیبریدی با اپوکسی:
- رزین اپوکسی- آلکید
- رزین اپوکسی- اکریلات
درخواست خرید و مشاهده محصولات
برای دریافت اطلاعات بیشتر در رابطه با محصولات ما و مشاوره رایگان با شماره 91002662-031 تماس حاصل فرمایید.
:References
Chemistry and Technology of Epoxy Resins, Bryan Ellis, Department of Engineering Materials, University of Sheffield, Springer-science Business Media Dordrecht, 1993.
Epoxy adhesive formulation, E. M. Petrie, McGRAW-HILL Inc., United States of America, 2006.