پیش از آنکه به بیان فرق رزین پلی استر و رزین اپوکسی بپردازیم، بهتر است به این پرسش پاسخ دهیم که اصلاً رزین چیست؟ آنگُم، رزین یا صمغ، همان شیره درخت است که در فصل بهار از قسمتهای چوبی خارج می شود. در شیمی، رزینها به پلیمرهای طبیعی یا مصنوعی می گویند که شکل پذیری بالا و دوام کمی دارند. از جمله رزینهای رایج می توان به آسفالت، قیر، روزین، کهربا، لیگنین، سندروس و لاک شیشه ای اشاره کرد. البته رزینهای طبیعی که به صورت اصلاح شده مورد استفاده قرار می گیرند نیز شامل سلولز و پروتئین هستند. این بسپارها به انواع مختلفی از جمله رزین پلی استر، اپوکسی، وینیل استر، پلی اورتان، تبادل یونی، اکریلیک و آلکیدی تقسیم می شوند.
در یک دسته بندی دیگر، انواع رزینها را نظر نحوه خشک شدن، به رزینهای تک جزئی و چند جزئی تقسیم بندی می کنند. رزینهای تک جزئی (هوا خشک) به سرعت در معرض هوا خشک می شوند، مانند انواع چسبها و براق کننده سنگهای آنتیک و … . با این حال رزینهای چند جزئی، برای خشک شدن باید پخته شوند (به کمک مواد مکمل خشک می شوند). از این رزینها در کارهای حجمی استفاده می کنند. در این مقاله سعی داریم تا به بیان توضیحاتی درباره رزین پلی استر و رزین اپوکسی بپردازیم.
در این مطلب موضوعات زیر را مطالعه خواهید کرد:
رزین اپوکسی چیست؟
اپوکسی (پولی پوکساید) نوعی پلیمر ترموست (گرماسخت) است که از ترکیب و واکنش دو ماده اپوکسید رزین و هاردنر (سخت‌کننده) تشکیل می گردد. مونومرهای تشکیل دهنده رزین اپوکسی از طریق زنجیره های جانبی کوتاه که در بخش پایانی خود دارای یک گروه اپوکساید هستند، ایجاد می شود. سخت کننده هایی که برای تشکیل رزین اپوکسی استفاده می شوند، شامل پلی آمیدها و پلی آمینها هستند. بسته به اینکه اپوکسید با کدام یک از این سخت‌کننده ها ترکیب شود، محصول نهایی، کاربرد متفاوتی خواهد داشت. اگر اپوکسید رزین را با هاردنرهای آمینی ترکیب کنند، اپوکسی رزینی بدست می آید که بدون استفاده از حلال به کار می رود و برای ساخت چسب و کفپوش مورد استفاده قرار می گیرد. اما اگر این اپوکسایدها را با هاردنرهای آمیدی ترکیب کنند، اپوکسی بدست آمده را نمی توانیم در ضخامتهای بالا به کارببریم بلکه از آن در صنعت رنگسازی استفاده می شود.
رزین اپوکسی به علت چسبندگی، مقاومتهای شیمیایی، گرمایی، الکتریکی و خواص ایده آل مکانیکی، کاربردهای فراوانی در صنعت دارد. از جمله کاربردهای رزین اپوکسی می توان به کاربردهای زیر اشاره کرد:
- ساخت رنگ اپوکسی
- کفپوشهای صنعتی، بهداشتی، بیمارستانی، ضد اسید، آنتی استاتیک، پلی یوریا و …
- چسبها
- کامپوزیتهای فایبرگلاس، فیبرکربن و …
- ساخت پلاستیکهای تقویت شده با شیشه
- پوششهای آنتی باکتریال، آنتی داست، فلکسیبل، پوشش مخازن و …
- صنایع نفت و پتروشیمی
- قالبهای صنعتی
- سامانه های الکتریکی و الکترونیکی
- مصارف خانگی
- مصارف دریایی
- به عنوان ماده ماتریس در هوافضا
- جاسازی نمونه های میکروسکوپ الکترونی در پلاستیک در علم زیست شناسی
- ساخت آثار هنری
مزایا و مضرات استفاده
استفاده از رزینها مزایا و مضراتی را نیز طبیعتاً به همراه دارد. به همین منظور در ادامه به بررسی کوتاه چند مورد از آنها خواهیم پرداخت.
- چسبندگی عالی به سطوح
- مقاومت شیمیایی در برابر اسیدها و بازها
- مقاومت مکانیکی بسیار زیاد
- نارسانا و عایق بودن در برابر گرما، جریان الکتریسیته و …
- پاک شدن راحت چربی و انواع آلودگی از روی آن
- قابلیت ترکیب با پیگمنتهای رنگ
- از ورود آب، روغن و سایر مایعات به بتن جلوگیری می کند
- سبک و کم حجم
- سهولت در شستشو
- عمر مفید طولانی
- ایجاد حساسیتهای آلرژیک و آسمهای تنفسی در طولانی مدت
- براساس نوع حلال خود، می توانند مشکلات جدی در سلامت انسان به وجود بیاورند
- پوششهای رزین سمی هستند
رزین پلی استر چیست؟
رزین پلی استر از انواع مصنوعی رزینها می باشند و خواص ضعیف تری را نسبت به رزینهای اپوکسی دارند. این رزینها کمرنگ هستند و ویسکوزیته بالایی دارند. برای ساخت آنها، میان اسیدهای آلی دو عاملی و الکلهای چند عاملی واکنش برقرار می کنند. از دیگراستفاده هایی که از این مواد شیمیایی می شود، می توانیم به ساخت مواد قالب سازی، پیوند دهنده در رنگهای پلی استری کوره، پنلهای دیواری تقویت شده با فایبرگلاس، دیوارهای قابل شستشو در آشپزخانه ها و رستورانها و همچنین ساخت تونر(در چاپگر لیزری) اشاره کنیم.
انواع غیراشباع این رزینها، از واکنش الکلهای پلی هیدریک (پلی اُلهایی مانند اتیلن گلیکول) با کربوکسیلیک اسیدهای دو عاملی (مانند فتالیک اسید و مالئیک اسید) تولید می شوند. این رزینها، گرما سخت هستند و به شکل گرماده، کیورمی گردند. رزینهای پلی استر، مایع، چسبناک و شفاف هستند و با مقدار معینی کاتالیست قوی ترکیب می شوند. این رزینها دارای چند نوع اورتوفتالیک، ایزوفتالیک و پلی استر شتابدار هستند که هر کدام از آنها کاربردهای خاص خود را دارد. رزینهای پلی استر و کاتالیستهای آنها بسیار سمی هستند و در حین واکنش، بوی بسیار بدی متصاعد می کنند.
نحوه پخت رزینهای پلی استر
پختن این رزینها، یک واکنش برگشت ناپذیر است. در این فرآیند شبکه خاصی پلیمریزه می شود. برای این کار، مخلوط رزین را با کاتالیست، مواد تقویت کننده لمینت و شتاب دهنده ترکیب می کنند و پس از پخش کردن مواد، کاملا آن را تکان می دهند. علت این امر آن است که از ایجاد حبابهای هوا در ترکیب جلوگیری کنند. زیرا که این حبابهای هوا بر روی نتیجه نهایی کار تاثیر می گذارند و کیفیت کار را پایین می آورند. رنگی که به این ترکیب اضافه می کنند تقریبا 3% وزن رزین را تشکیل می دهد. توجه نمایید که به علت بخاراتی که متصاعد می شود در هنگام واکنش، احتمال بروز سردرد و سرگیجه وجود دارد. از جمله کاربردهای محصول نهایی این واکنش نیز می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- ساخت قایقهای شکاری، بادبانی و باربری.
- استفاده در صنایع کامپوزیت.
- استفاده در صنایع دریایی (برای افزایش دادن مقاومت در برابر آب)
تفاوت رزین پلی استر و رزین اپوکسی
اولین تفاوت رزین پلی استر و رزین اپوکسی، ویژگیهای ظاهری این دو ترکیب است. رزین پلی استر، مایعی چسبناک و کمی شفاف است که پس از ترکیب با برخی مواد پرکننده و آزاد سازی مقدار زیادی گرما، یک محصول مشخص تولید می کند. اما رزین اپوکسی کاملا شفاف و زرد گونه است. رزین پلی استر و کاتالیست آن علاوه بر سمی بودن، بوی بسیار بدی دارند. اما رزین اپوکسی بوی خاصی ندارد و به همراه ماده سخت کننده خود سبب ایجاد واکنشهای آلرژیک می شود. از دیگر تفاوتهای رزین پلی استر و رزین اپوکسی، مقاوم نبودن رزین پلی استر در برابر اشعه UV است. در نهایت نیز می توانیم به این نکته بپردازیم که رزینهای اپوکسی برخلاف پلی استرها به کمک سخت کننده ها (نوعی آمین) پخته می شوند.
سوالات متداول فرق رزین پلی استر و رزین اپوکسی
1- وجه تشابه رزین پلی استر و رزین اپوکسی چیست؟
هر دو این مواد جزو پلاستیکهای ترموست می باشند و هنگامی که در معرض گرما قرار می گیرند، سخت می شوند و دیگر نمیتوان آنها را ذوب کرد.
2- چگونه می توان رزین اپوکسی را حباب‌گیری کرد؟
یکی از مشکلات کار با رزین اپوکسی برای ساخت قطعات تزئینی، تشکیل حباب است. شما می توانید به کمک خلاء کردن رزین پس از ترکیب با هاردنر، استفاده از سشوار، استفاده از شعله برای حذف حبابهای سطحی و حتی گرم کردن رزین قبل از مخلوط کردن با هاردنر، این حبابها را از بین ببرید.
3- آیا اپوکسی رزینها رسانای جریان برق هستند؟
اپوکسی رزینها به تنهایی در برابر گرما و الکتریسیته به عنوان عایق عمل می کنند. اما اگر این مواد را با ترکیبات دیگری مانند نقره، کربن و … ترکیب کنیم، به مخلوطی رسانا دست پیدا می کنیم.
4- رزینهای اورتوفتالیک و ایزوفتالیک چه کاربردهایی دارند؟
از رزین اورتوفتالیک در مجسمه سازی، صنایع دریایی، فرآیندهای لایه چینی، ساخت قایق، لوله های مختلف، سنگهای مصنوعی و کامپوزیت فایبرگلاس استفاده می شود حال آنکه از رزینهای ایزوفتالیک برای ایجاد استحکام مکانیکی و مقاومت شیمیایی استفاده می شود.
5- برای استفاده از رزینهای پلیاستر در قالبگیری به چند محصول کمکی دیگر نیاز داریم؟
کاتالیست، شتاب دهنده و افزودنی هایی مانند تیکسوتروپیک، پرکننده، رنگدانه و مواد شیمیایی ضد اشتعال، از دیگر موادی هستند که در هنگام کار با رزینهای پلیاستر مورد استفاد قرارمی گیرند.
