آشنایی با مواد پلیمری – جلسه سیزدهم: انواع رزین

رزین ترکیبی طبیعی یا مصنوعی است که بسیار چسبناک است و تحت شرایطی سخت می شود. این ترکیب به طرق گوناگون طبقه بندی می شود که بستگی به ترکیب شیمیایی و مورد مصرف آن دارد.

رزین چیست؟
رزین ترکیبی طبیعی یا مصنوعی است که بسیار چسبناک است و تحت شرایطی سخت می شود. معمولاً در الکل قابل حل است اما در آب حل نمی شود. این ترکیب به طرق گوناگون طبقه بندی می شود که بستگی به ترکیب شیمیایی ومورد مصرف آن دارد. همچنین کاربردهای زیادی در هنر، تولید پلیمر و غیره دارد.
رزین طبیعی از گیاهان بدست می آید. بهترین نمونه آن شیره درخت کاج است که بوی تندی دارد.همانطور که می دانید این ماده بسیار چسبنده است ولی در اثر گذشت زمان سفت می شود. تعدادی از گیاهان دیگر نیز رزین تولید می کنند و این مواد هزاران سال است که مورد استفاده بشر قرار گرفته است. بعضی گیاهان ماده ای مشابه به نام 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 است. بعضی از آنها بشدت 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 معروف و زینتی 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 قایقها، مومیایی کردن اجساد، ظروف غذا و مصارف دیگر 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.در اکثر موارد پلیمرها با رزینهای مصنوعی ساخته می شوند که ارزانتر و تصفیه آنها راحت تر است. انواع 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. آنها 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.

پلی استرها
پلی استرها دسته بزرگی از رزینهای سنتزی هستند که به دو گروه مجزا تقسیم بندی می شوند. اشباع (ترموپلاستیک)، غیر اشباع (ترموست). ترموپلاستیکها (گرمانرم ها) هستند که هنگام حرارت‌دهی ذوب و هنگام سرد کردن جامد می‌شوند. و مولکولهائی خطی با شاخه های جانبی کم هستند. ولی ترموستها ترکیباتی هستند که هنگام حرارت دهی ذوب نمی‌شوند و دماهای بسیار بالا، به‌صورت برگشت ناپذیر، تجزیه می‌شوند. این ترکیبات دارای اتصالات عرضی و شبکه سه بعدی گسترده از پیوندهای شیمیائی کووالانسی هستند. پلی استرها به‌صورت گسترده ای به‌عنوان رزینهای لایه‌ای به‌کار می‌روند. پلی استرهای غیراشباع ترکیباتی پلیمری بوده که پیش پلیمرهای آنها (پلیمرهای سازنده این‌مواد)، مایعات ویسکوز با رنگ زرد و با وزن مولکولی متوسط و پایین (معمولا ً در حدود دو هزار) با اتصالات عرضی هستند. پلی‌استرهای غیراشباع ماکرو مولکول‌هائی با ساختار پلی‌استری مشتق شده از واکنش متقابل اسیدهای غیراشباع یا انیدریدها و الکهای پلی‌هیدرولیکی هستند (از ترکیب اسید و الکل بوجود می‌آیند). این اسید و الکل که به‌عنوان جزو سازنده پلیمر پلی‌استر هستند مونومر نامیده می‌شوند. بسته به ساختار مونومر رزین پلی‌استری ویژگی خاص نهائی خود را خواهد داشت. به‌عنوان مثال وجود مولکولهای هالوژن حاوی اتم‌های کلر یا برم می‌تواند برای ایجاد مقاومت در برابر آتش بکار رود. اثر هالوژنها در ساختار پلیمر کاهش قابلیت احتراق آنها می‌باشد.

رزین اپوکسی
امروزه خانواده بزرگ رزینهای اپوکسی دارای بالاترین کارآیی‌ها در بین رزین های موجود در صنعت می باشد. اپوکسی ها عموماً در مقاومت های شیمیایی و “از هم پاشیدگی های” ناشی از عوامل محیطی و خواص مکانیکی، بالاتر از اکثر انواع رزین های دیگر می‌باشند که در نتیجه موجب مصرف تقریباً انحصاری این رزینها در قطعات سازه های هوایی گردیده است. از دیگر سو به دلیل چسبندگی بالای این رزین ها و مقاومتشان در برابر از هم پاشیدگی ناشی از تماس با آب از آنها به عنوان رزین ایده آل برای مصارفی چون تجهیزات صنایع هوا فضا ، چند سازه ای های پیشرفته، صنایع دفاعی، نفت و گاز، دریایی، خودروسازی، برق و الکترونیک، تجهیزات ورزشی، و غیره استفاده می‌شود.
همچنین امروزه از اپوکسی ها در مصارفی دیگر مانند چسب ها، خمیرهای درزگیر، ترکیبات ریخته گری و سیل کننده ها (آب بندی کننده ها)، لعاب، پوشش های کف و رنگ ها استفاده می‌گردد.
اصطلاح اپوکسی به گروه شیمیایی اطلاق می‌شود که در آن یک اتم اکسیژن با دو اتم کربن دیگر که به نوعی به هم پیوند خورده اند متصل می‌باشد. ساده ترین اپوکسی دارای یک ساختمان حلقوی سه عضوی بوده که اصطلاحاً به آن “۱ و ۲ اپوکسی” یا “آلفا اپوکسی” گفته می‌شود. شکل زیر ساختمان شیمیایی ایده آل یک اپوکسی را نشان می‌دهد که به عنوان ساده ترین مشخصه هر مولکول پیچیده اپوکسی شناسایی شده است.
خواص
ساختمان شیمیایی رزین های اپوکسی طوری است که آنها را در مقابل مواد شیمیایی مقاوم می کـند. رزین های اپوکسی چسبندگی بسیار خوبی به طیف وسیعی از مواد دارند. همچنین ابعاد قالب خود را به خوبی حفظ می کنند. پس از پخت دارای استحکام و انعطاف هستند و مقـــاومت خوبی در مقـــابل سایش از خود نشان می دهند. این رزینها از جمله رزینهای نادری هستند که قادرند در حرارتــــهای بالا مقاومت خوبی نشان دهند.
هر جا که نیاز به استحکام فیزیکی بالا داشته باشیم از سیستم رزین های اپوکسی استفــاده می کنیم.
▪ خواص محصولات پخت شده اپوکسی بستگی دارد به:۱) نوع اپوکسی۲) نوع و مقدارهاردنر۳)میزان شبکه‌ای شدن۴)طبیعت و حجم مواد افزودنی

برای دانلود (جلسه سیزدهم :انواع رزین) روی تصویر زیر کلیک نمائید