سبد خرید 0
در این مقاله به بررسی دقیق و کامل محاسبه میزان هاردنر آمینی برای پخت رزین اپوکسی می پردازیم در ادامه با پایا فام همراه باشید:
محاسبه میزان هاردنر آمینی برای پخت رزین اپوکسی:
آمینها یکی از مهم ترین عوامل پخت کاربردی برای رزینهای اپوکسی هستند. مقدار استوکیومتری آمین موردنیاز برای پخت رزین اپوکسی به راحتی از وزن مولکولی آمین، تعداد هیدروژنهای فعال موجود در ساختار آمین و وزن اکیوالان رزین اپوکسی محاسبه میشود. معمولاً حتی هنگامی که ساختار شیمیایی آمین مشخص نباشد (مثلاً در مورد عوامل پخت اختصاصی)، اکیوالان آمین یا وزن اکیوالان هیدروژن فعال عموماً توسط تامین کننده ارائه میشود.
هنگام اختلاط رزین اپوکسی و هاردنرهای آمینی، استفاده از مقدار صحیحی از هاردنر برای وزن معینی از رزین از اهمیت بالایی برخوردار است زیرا تعیینکننده خواص نهایی پس از پخت است. بویژه در مواردی که ترکیبی از رزینهای اپوکسی یا ترکیبی از هاردنرهای آمینی مختلف مورد استفاده قرار میگیرد، محاسبه میزان هاردنر موردنیاز برای پخت کامل رزین ضرورت مییابد.
مبنای تعیین نسبت وزنی به “وزن اکیوالان ” مواد واکنش دهنده بستگی دارد. وزن اکی والان به عنوان وزنی از ماده که حاوی یک مول گروه واکنشی است، تعریف میشود.
وزن اکیوالان اپوکسی (Epoxy Equivalent Weight - EEW)
طبق تعریف وزن اکی والان اپوکسی (EEW) به میزان وزنی از رزین اپوکسی که شامل یک مول گروه اپوکسی میشود، گفته میشود. واحد EEW در سیستم SI ، گرم بر اکیوالان است.
مثال: رزین اپوکسی حاوی گروههای اپوکسی است که در واکنش با عامل پخت یک ساختار شبکهای تشکیل میدهد. اگر وزن اکی والان یک رزین اپوکسی (g/eq) 150 باشد، بدین معنی است که 150 گرم از این رزین حاوی یک گروه اپوکسیدی واکنشپذیر است. همچنین ممکن است به این معنی باشد که 300 گرم از این رزین دارای دو گروه اپوکسیدی باشد، یعنی برای وزنی معادل 150 گرم، یک گروه اپوکسی وجود دارد. برخی از رزینهای اپوکسی ممکن است دارای 3 یا 4 گروه اپوکسی واکنش پذیر باشند، اما وزن اکیوالان آن هنوز نشان دهنده وزن رزینی است که یک گروه واکنشی دارد.
وزن اکیوالان هیدروژن آمینی (AHEW)
طبق تعریف وزن اکیوالان هیدروژن آمینی، به میزان وزن برحسب گرم از هاردنر که شامل یک مول هیدروژن فعال (گروه N-H) میباشد، گفته میشود. از تقسیم جرم مولکولی هاردنر بر تعداد اتمهای هیدروژن فعال میتوان وزن اکیوالان هیدروژن آمینی یک هاردنر را بدست آورد. واحد AHEW در سیستم SI ، گرم بر اکیوالان است.
Amine hydrogen equivalent weight (AHEW) = (Amine molecular weight/ Number of available hydrogen)
مثال:
Triethylenetetramine (TETA)
با توجه به اینکه جرم مولکولی تتا (Triethylenetetramine) 142 است و تتا شامل 6 عدد هیدروژن آمینی فعال می باشدAHEW آن برابر است با:
AHEWTETA= 7/23=6÷142
مثال: یک هاردنر آمینی دارای گروههای واکنش دهنده N-H است که قادرند با گروه اپوکسی واکنش نشان دهند. اگر وزن اکیوالان یک آمینg/eq) ) 30 بیان شود، بدین معنی است که 30 گرم از این هاردنر دارای یک اتم هیدروژن فعال است یا 60 گرم از آن دارای دو هیدروژن فعال است یا 90 گرمِ آن دارای سه هیدروژن فعال است.
توجه: یک گروه NH2 بر روی یک مولکول آمین برای آن 2 گروه N-H در نظر گرفته شده است.
قسمت در هر 100 قسمت از رزین (phr: parts per hundred resin)
طبق تعریف phr ، وزن هاردنر موردنیاز به ازای هر 100 گرم از رزین اپوکسی است. در نتیجه از آنجایی که واکنش استوکیومتری اپوکسی با هاردنر از نظر مولی یک به یک (یک مول رزین و یک مول هاردنر) است، در نتیجه میزان هاردنر مورد نیاز برای 100 گرم رزین از رابطه زیر محاسبه میگردد:
phr = {AHEW * 100} / EEW
مثال: ترکیب یک رزین با وزن اکیوالان اپوکسی (g/eq) 150 با یک هاردنر آمینی با وزن اکیوالان هیدروژن آمینی (g/eq) 30 در نظر گرفته میشود. برای واکنش کامل رزین و هاردنر مهم است که یک اکیوالان اپوکسی با یک اکیوالان آمین واکنش نشان دهد.
- یک اکیوالان اپوکسی 150 گرم وزن دارد.
- یک اکیوالان آمین 30 گرم وزن دارد.
- نسبت اختلاط اپوکسی به هاردنر مقداری ثابت و برابر با 5 به 1 است. (این نسبت اختلاط را میتوان به چندین روش مختلف بیان کرد: 50 گرم اپوکسی برای 10 گرم آمین. 20 گرم آمین برای 100 گرم اپوکسی)
- در صنعت رزین معمول است که از واحد phr برای مشخص نمودن نسبت اختلاط استفاده میشود؛ در این ترکیب نسبت اختلاط phr 20 است (20 قسمت وزنی از آمین در 100 قسمت وزنی از رزین).
مثال: یک سیستم اپوکسی حاوی 30 گرم رزین (با وزن اکی والان(g/eq) 150) و 70 گرم پرکننده است. ترکیب این رزین با هاردنر آمینی دارای وزن اکی والان(g/eq) 30 مدنظر است.
- از آنجا که اپوکسی تنها 30 درصد جزء اول را تشکیل میدهد، وزن اکیوالان اپوکسی جزء اول برابر با (g/eq)500 خواهد بود.
- برای ترکیب مناسب جزء اول با هاردنر آمینی دارای وزن اکی والان (g/eq) 30 ، phr 6 هاردنر موردنیاز است.
مثال: ترکیب هاردنر آمینی خطی تری اتیلن تترا آمین یا همان تتا با رزین اپوکسی 828 کره ((KER 828 موردنظر است. (AHEW=24 و EEW = 190 g/eq)
- مقدار هاردنر تتا مورد نیاز به صورت زیر محاسبه می شود:
phr = [ {AHEW * 100} / EEW] =24*100/190 = 12.6 gr
6/12 گرم هاردنر تتا به ازای هر 100 گرم رزین اپوکسی 828 کمهو کره نیاز است.
در صورت نیاز به محاسبه میزان هاردنر برای سیستم های ترکیبی و ثبت سفارش با واحد فنی شرکت تماس حاصل فرمایید.
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
Epoxy adhesive formulations, E. M. Petrie, McGRAW-HILL Inc., United States of America, 2006.
Coatings Formulation, B. Müller, U. Poth, Second revised edition, Vincentz Network GmbH & Co. KG, Hanover, 2011.
