آشنایی با رزین و انواع آن

مقالات چهارشنبه, 15 ارديبهشت 1400 12:31

رزین طبیعی از گیاهان بدست آمده که بهترین آن شیره درخت کاج است که بوی تندی دارد. این ماده بسیار چسبنده است و در اثر گذشت زمان سفت می شود. تعدادی از گیاهان دیگر نیز رزین تولید می کنند و این مواد هزاران سال است که توسط بشر استفاده می شود. بعضی گیاهان ماده ای مثل صمغ تراوش می کنند که با آب واکنش نمی دهد و نرمتر و انعطاف پذیرتر است.

رزین طبیعی از گیاهان بدست آمده که بهترین آن شیره درخت کاج است که بوی تندی دارد. این ماده بسیار چسبنده است و در اثر گذشت زمان سفت می شود. تعدادی از گیاهان دیگر نیز رزین تولید می کنند و این مواد هزاران سال است که توسط بشر استفاده می شود. بعضی گیاهان ماده ای مثل صمغ تراوش می کنند که با آب واکنش نمی دهد و نرمتر و انعطاف پذیرتر است.

رنگ رزین گیاهی از شفاف تا قهوه ای تیره متغیر است و میزان سختی و کدورت آن متفاوت دارد. بعضی از آن ها فرار هستند چون حاوی ترکیبات ناپایدارند. اشتباه در تشخیص درختان رزین دار نیز گاهی می تواند باعث حوادث ناگوار شود، چون بعضی از آنها حاوی هپتان هستند که هیدروکربنی قابل اشتعال و انفجار است. ماده کهربا نیز در اثر سخت شدن رزین گیاهی بدست می آید و اغلب به رنگ طلایی تیره یافت می شود که رنگ متعارف رزین‌های گیاهی است. کهربا در رنگهای نادر دیگری مانند آبی نیز دیده می شود.

هزاران سال است که بشر از رزین‌های طبیعی استفاده می کند. رزین کاج برای درزگیری قایق ها، مومیایی کردن اجساد، ظروف غذا و ... استفاده شده است. همچنین در ساخت لاک، جلا، جوهر، عطر، جواهر و بسیاری از اشیاء دیگر مورد استفاده است. با پیشرفت تکنولوژی، بشر پی برد که این ماده می تواند به پلیمر تبدیل شود و کمی بعد از آن رزین‌های مصنوعی کشف شد. اکثرا پلیمرها با رزین‌های مصنوعی ساخته می شوند که ارزانتر و تصفیه آنها راحت تر است. رزین‌های مصنوعی پایدارتر، قابل پیش بینی تر و یکنواخت تر از رزین‌های طبیعی هستند چون تحت شرایط کنترل شده ساخته می شوند و امکان تولیدات ناخالص در آن وجود ندارد. آن ها از طریق ترکیب کردن مواد شیمیایی در آزمایشگاه ساخته می شوند و نتیجه واکنش تشکیل ترکیبات چسبناک است. این ماده می تواند در تولید پلاستیک، رنگ و بسیاری از مواد مشابه بجای رزین طبیعی مصرف شود.

انواع رزین عبارتند از:

  • رزین‌ پلی‌استر
  • رزین اپوکسی
  • رزین‌ وینیل‌استررزین فنولیک
  • سایر رزین‌ها

رزین‌ پلی‌استر

رزین‌های پلی استر غیر اشباع بطور گسترده استفاده می شوند. زنجیر اصلی پلیمری این رزین دارای اتصالات استری می‌باشد که از واکنش تراکمی یک ترکیب الکلی چند عاملی و یک اسید چند عاملی مانند گلیکول و اسید فوماریک تهیه می‌شود. پس با طراحی فرمول و کنترل اسیدهای اشباع و غیر اشباع، کاتالیست ها، دما و زمان واکنش، مجموعه کاملی از رزین‌ها را می‌توان تولید نمود که برای کاربردهای مختلف مناسب باشند.


برای آشنایی بیشتر با می توانید مقاله را مشاهده کنید.


رزین اپوکسی

ویژگی شناسه این رزین‌ها دارا بودن بیش از یک گروه epoxy در ساختار مولکولی است. این گروه ممکن است در بدنه زنجیر باشد ولی معمولاَ در آخر قرار دارد. در شرایط مناسب واکنش، امکان واکنش گروه اپوکسی با اسیدها، انیدرید اسیدها، آمینها و الکل به همراه جابجایی هیدروژن به گروه اتیلن اکسید، وجود دارد. این واکنش ها امکان افزایش طول زنجیر یا شبکه ای شدن را بدون آزاد کردن مولکولهای کوچک مانند آب فراهم می‌کند. پس محصولات اپوکسی در مقایسه با اکثر رزین‌های گرما سخت، جمع شدگی کمتری در اثر پخت نشان می‌دهند.

باید متذکر شد که محدوده وسیعی از رزین‌های اپوکسی و محصولات شبکه ای شده متنوعی وجود دارد. قبلا رزین اپوکسی تنها به عنوان پوشش سطح استفاده می‌شد. قبل از جنگ جهانی دوم، بالا بودن هزینه ی تولید مانع از تجاری شدن کاربرد رزین اپوکسی شد. تلاش های بعدی و ابداع روشهای تولید جدید، موجب پیدایش مقبولیت اقتصادی این رزین‌ها شد. در حال حاضر نیمی از رزین‌های تولید شده در کاربردهای روکش سطح استفاده می‌شوند. باقیمانده در صنایع الکتریکی و الکترونیک، هوا فضا و ساختمان و سایر کاربردها، استفاده می‌شوند.

خواص محصولات پخت شده اپوکسی بستگی دارد به:

  • نوع اپوکسی
  • نوع و مقدارهاردنر
  • میزان شبکه ای شدن
  • طبیعت و حجم مواد افزودنی

علاوه بر این ساختار متنوع، اپوکسی ها دارای ویژگیهای ذیل نیز هستند:

  • مقاومت شیمیایی عالی
  • چسبندگی خوب به مجموعهای از بسترهای مختلف
  • استحکام کششی، فشاری و خمشی بسیار بال
  • پایین بودن جمع شدگی پخت
  • پایداری ابعادی
  • عایق عالی الکتریسیته
  • دوام بالا در پیری و شرایط سخت محیطی
  • قابلیت پخت در دماهای مختلف
  • مقاومت خستگی ممتاز
  • بی بو و بی مزه

رزین‌های اپوکسی در کاربردهای مختلفی از قبیل پوشش سطح، چسب، روکش ، ابزار سازی و کامپوزیت ها، استفاده می‌شوند. لمینیت های اپوکسی از اهمیت فوق العادهای در صنایع هواپیماسازی برخوردارند. بسیاری از قطعات ساختاری از جنس الیاف کربن و رزین اپوکسی جایگزین آلیاژهای فلزی مرسوم شده و از این آن به همراه الیاف آرامید، در ساخت موتور راکت و کپسول های تحت فشار به روش رشته پیچی استفاده می‌شود. از آن ها بطور وسیعی الیاف و ساختارهای لانه زنبوری برای ساخت ملخ هلی کوپتر استفاده می‌شود. رزین‌های اپوکسی تقویت شده با الیاف کربن و آرامید در ساخت قایقهایی که در آنها ضمن حفظ وزن، استفاده بیشتر از فضا در همان استحکام مورد نظر است، بجای پلی استر- شیشه استفاده می‌شوند.

رزین‌ وینیل‌ استر

وینیل استرها محصول واکنش رزین‌های اپوکسی با اسیدهای غیر اشباع اتیلنی می‌باشند. معمولا رزین‌های وینیل استر دارای انتهای غیر اشباع می‌باشند. این انتها می تواند واکنش شبکه ای شدن را انجام دهد و نیز می تواند پلیمریزاسیون زنجیرهای وینیل استر را انجام دهد و یا اینکه به همراه استایرن کوپلیمر شود. اکثر وینیل استرهای مرسوم با استریفیکاسیون یک رزین دی اپوکسید با یک اسید مونوکربوکسیلیک غیر اشباع، ساخته می‌شوند. می‌توان آنها را به تنهایی با واکنش رادیکال آزاد پخت نمود و یا در مونومری مانند استایرن حل نمود و رزین مایع بدست آورد. در این صورت، وینیل استر را می‌توان مانند رزین پلی استر استفاده نمود. رزین‌های وینیل استر در مقایسه با پلی استرهای غیر اشباع مقاومت شیمیایی خوبی دارند. بخشی از این ویژگی مربوط به عدم حضور پیوندهای استری در زنجیره اپوکسی می‌باشد. اتصالات اجزاء پلیمر، توسط پیوندهای فنیل استری انجام می‌گیرد. این اتصالات در مقایسه با اتصالات استری در برابر اکثر محیط های شیمیایی بویژه در شرایط قلیایی شدید مقاوم ترند.

رزین فنولیک

رزین‌های فنولیک از واکنش تراکمی فنل ها و فرم آلدهید تهیه می‌شوند. مکانیزم واکنش بین فنل و فرم آلدهید هنوز بطور کامل شناخته شده نیست.. در واکنش فنل-فرم آلدهید سه مرحله اصلی وجود دارد:

  1. اغلب محصولات اولیه تراکم، الکلها هستند. رزین در این مرحله، گرمانرم است و در حلالهای غیر آلی (معدنی) حل می‌شود.
  2. پیشرفت بیشتر واکنش تراکمی و شبکهای شدن جزئی به همراه افزایش جرم مولکولی و ویسکوزیته و کاهش انحلال. رزین کامل نپخته و گرما و ذوب می‌شود ولی به هنگام سرد شدن، سخت و شکننده می‌شود.
  3. میزان پلیمریزاسیون و شبکه ای شدن بسیار زیاد است. رزین غیر قابل ذوب و انحلال می‌باشد.

در دمای بالاتر، رزول ها بدون افزودن عامل پخت، مولکولهای بزرگتر و با شبکه های متیلنی تشکیل می‌دهند. در این حالت واکنش فنل- آلدهید یک نوع واکنش تراکمی است چون آب به عنوان محصول جانبی خارج می‌شود. پلیمریزاسیون فنل- فرم آلدهید به رزین نوالاک با حضور یک کاتالیست اسیدی انجام می‌شود. اسید اکسالیک و اسید سولفوریک دو کاتالیست مرسوم در این واکنش هستند. معمول است که نسبت فنل به فرم آلدهید ۱ به ۸ /۰ باشد، محصول مذاب حاصل سرد می‌شود و به تدریج شیشه ای میگردد. این ماده شیشه ای به دقت خرد شده، پودر حاصل با کاتالیست پخت هگزامتیلن تترامین (HMTA )، فیلر و تقویت کننده مخلوط می‌گردد تا یک ترکیب قالبگیری بدست آید. رزین‌های فنولیک معمولا کدر هستند و رنگ آن ها کهربایی (amber) کم رنگ و قهوهای تیره تا سیاه تغییر می‌کند. رنگ تیره رزین‌های فنولیک کاربرد آنها را محدود می‌کند. رزین‌های فنولیک در اشکال پولک، فیلم مایع و پودر موجودند. رزین‌های فنولیک جزء رزین‌های با کاربرد عمومی محسوب می‌شوند ولی می‌توان آن ها را برای سازه های مهندسی آمیزه سازی نمود. فنولیک ها دومین رتبه را در رزین‌های گرما سخت پر مصرف دارا هستند. برخی از انواع رزین‌های فنولیک عبارتند از:

  • گرید کاربرد عمومی
  • گرید Non Bleeding رزول مایع، پر شده با شیشه
  • گرید مقاوم دربرابر دما(پر شده با میکا و مواد معدنی)
  • گرید مقاوم در ضربه(پر شده با سلولز،لاستیک،شیشه و الیاف)
  • گرید ویژه یا الکتریکی(پر شده با میکا و شیشه) رزین‌های قالبگیری فنولیک از نوالاک ساخته می‌شوند اگر چه رزول نیز در برخی موارد بکار می‌رود.

خواص رزین‌های قالبگیری فنولیک عبارتند از:

  • سهولت قالبگیری
  • پایداری ابعادی بسیار خوب و دقیق
  • مقاومت در برابر خزش
  • مقاومت بالا در برابر تغییر شکل
  • مقاومت حرارتی خوب
  • مقاومت الکتریکی خوب
  • مقاومت شیمیایی خوب
  • مقاومت در برابر شرایط آب و هوایی خوب
  • جذب آب پایین
  • کیفیت مناسب در ماشینکاری

کاربردهای مرسوم از این مواد عبارتند از:

  • سازه های عایق برای ولتاژ بالا، چرخ دنده ها، water lubricater bearing، مغزی میز دکوری.
  • ساخت فوم است. البته فوم فنولیک در مقایسه با فوم پلی پورتان و پلی استایرن، گرانتر است ولی بدلیل غیر مشتعل بودن و سمیت پایین گازهای حاصل از سوختن، خواص برتری دارد.
  • دسته دیگری از رزین‌ها با نام آمینو رزین نیز می‌توانند همراه رزین‌های فنولیک دسته بندی شوند. این رزین‌ها کم مصرفند. رنگ سفید آن ها باعث طرح امکان جایگزینی بجای فنولیک ها شد. رزین‌های فنولیک بدلیل تیرگی رنگ، فقط در ساخت قطعات تیره کاربرد دارند.
  • در مقایسه با فنولیک ها رزین‌های اوره- فرم آلدهید ارزانترند و رنگ آنها روشنتر است. مقاومت آنها در برابر ترک خوردگی الکتریکی بیشتر است ولی مقاومت حرارتی کمتری دارند.
  • محدوده کاربرد فیلرها معمولا محدود به فیلرهای سفید کننده برای پودر چوب و الیاف خرد سلولز و نیز امکان کاربرد تقویت کننده های معدنی یا لیفی است.
  • رزین‌های ملامین فرم آلدهید در مقایسه با فنولیکها و اوره-فرم آلدهید عملکرد بهتری دارند ولی گرانترند. ویژگیهای مطلوب آنها عبارتند از: جذب آب پایین، مقاومت حرارتی و لکه پذیری، سختی و عایق الکتریکی.

پلی ایمیدها

اولین دسته پلی ایمیدهای تجاری اوایا سالهای دهه ۶۰ معرفی شد. تداوم موفقیت این پلیمرها حاصل از فراوانی و ارزانی مواد اولیه و امکان ساخت و طراحی پلیمرهایی با خواص مورد نظر از آن ها بود. پلی ایمیدها از گروهی از مونومرهای دی انیدریدی و دی آمینی تهیه می‌شوند و مشخصه آنها واحدهای تکراری ایمید در زنجیر مولکول است. این ساختار موجب پایداری حرارتی و اکسیداسیونی آنها می‌شود. پایداری بالای اکسیداسیون حرارتی توسط مونومرهای با ساختار حلقوی، قابل دستیابی است. پلی ایمیدها معمولا از طریق تبدیل یک اسید آمیک به یک ساختار ایمیدی شده با واکنش تراکمی، فرآیند می‌شوند و این امر فرایند آنها را مشکل می‌کند. استفاده از آنها به عنوان ترکیبات قالبگیری دشوار است. برای ساخت سازه های کامپوزیتی، فشار بسیار بالا و کنترل دقیق فرآیند پس- پخت برای خروج محصولات جانبیِ حاصل از پلیمریزاسیون تراکمی ضروری است.

PEEK :

کامپوزیت های گرما سخت تقویت شده با الیاف معمول، استحکام و سختی بالایی از خود نشان می‌دهند ولی رفتار شکننده ای دارند. امکان جذب مقادیر بالای انرژی بدون تخریب و صدمه و کاهش استحکام ندارند. حتی ضربه های با سرعت پایین می‌تواند کاهش شدیدی در استحکام فشاری این مواد ایجاد نماید. اخیرا کامپوزیت های با ماتریس گرمانرم توسعه یافته اند. PEEk یک پلیمر حلقوی است و Tg آن ۱۴۳درجه سانتیگراد و نقطه ذوب آن ۳۳۴درجه سانتیگراد می‌باشد. یک پلیمر نیمه کریستالی است و در شرایط عادی فرآیند به حداکثر درجه کریستالینیی ۵۰ % می‌رسد. با این وجود معمولا میزان کریستالینیتی محصول پایین است و به حدود ۳۰ % می‌رسد.

رزین‌ های طبیعی

بدلیل نگرانی های زیست محیطی، و امکان پایان ذخایر نفتی ساخت کامپوزیت های با پایه رزین‌های طبیعی از منابع قابل تجدید، اهمیت یافته است. کم کردن وابستگی صنایع کامپوزیت های پلیمری به نفت، با کاربری رزین‌های طبیعی امکان پذیر است. دانشمندان علاقه زیادی به تحقیق و توسعه پلیمرهای حاصل از منابع قابل تجدید کشاورزی به جای هیدروکربن ها دارند. آنها تلاش هایی برای استفاده های روغن سویا(soybean) برای تولید کامپوزیت های زیست تخریب پذیر، ارزان و سبک، انجام داده اند.

بازرگانی ملل

بازرگانی ملل در حوزه خرید و فروش مواد اولیه شیمیایی فعالیت دارد.

سعی ما ارائه مواد با کیفیت با خلوص بالا مطابق با برگه آنالیز و با قیمت مناسب  است.

Goftino



تماس با ما

نشانی دفتر فروش تهران : تهران، سه راه افسریه، بعد ازمیدان آقانور، بازار کیمیا (فروشندگان مواد شیمیایی تهران)

نشانی انبار : جاده قدیم قم ، شورآباد ، خیابان 60متری

تلفن:  33486591-021

موبایل: 6441760-0912

ایمیل: info[@]melalchimestry.com