تولید مواد اپوکسی
آیا تا به حال به این فکر کرده‌اید که چقدر از چیزهایی استفاده می‌کنیم که درباره آن ها خیلی کم می‌دانیم؟ به عنوان مثال، بیشتر ما می‌توانیم از رایانه به‌طور ماهرانه استفاده کنیم. اما چند نفر از ما واقعاً نحوه کار درونی آنها را درک می‌کنیم؟ احتمالاً بسیاری از ما از کفپوش اپوکسی نیز استفاده کرده ایم. اما چند نفر از ما می دانیم که تولید مواد اپوکسی به چه طریق صورت می گیرد؟
تاریخچه تولید مواد اپوکسی
پس از اولین تولید مواد اپوکسی در اواخر دهه ۱۹۴۰، رزین اپوکسی امروزه خانواده وسیعی از مواد را تشکیل می دهد. رزین های اپوکسی به دلیل استحکام بالا، تطبیق پذیری و چسبندگی عالی به سطوح مختلف، مقبولیت گسترده ای در کاربردهای مختلف (روکش ها، رزین های الکتریکی، ریخته گری، کامپوزیت ها و غیره) به دست آورده اند.
اپوکسی یکی از بهترین چسب های موجود برای مصارف صنعتی است. رزین‌های اپوکسی، زمانی که پخت می‌شوند، خطوط اتصال سفت و سخت اما محکمی ایجاد می‌کنند و چسبندگی عالی به فلزات دارند. مقاومت شیمیایی و محیطی آن ها عالی است. بیشتر فرمولاسیون ها قوام خمیری دارند. بنابراین به راحتی شکاف ها را پر می کنند و خاصیت آب بندی عالی به ویژه در برابر مواد شیمیایی خشن ارائه می دهند. اجازه دهید ابتدا با ترموست ها آشنا شویم.
ترموست چیست؟
رزین ترموست یا ترموست، پلیمری است که با استفاده از روش‌های پخت مانند گرما یا تشعشع، پخته می‌شود یا به شکل سختی در می‌آید. فرآیند پخت غیرقابل برگشت است. زیرا یک شبکه پلیمری متصل به پیوندهای شیمیایی کووالانسی ایجاد می کند.
رزین های فنلی، رزین های آمینه، رزین های پلی استر، رزین های سیلیکونی، رزین های اپوکسی و پلی یورتان ها (پلی استرها، وینیل استرها، اپوکسی ها، بیسمالیمیدها، استرهای سیانات، پلی آمیدها و فنولیک ها) نمونه هایی از رزین های ترموست هستند.
در این میان، اپوکسی ها یا رزین های اپوکسی یکی از رایج ترین و پرکاربردترین ترموست ها هستند. رزین های ترموست اپوکسی به دلیل استحکام بالا (به دلیل درجه بالای اتصال عرضی)، تقریباً برای هر کاربردی قابل استفاده هستند.
در تولید مواد اپوکسی از چه چیزی استفاده می شود؟
شاید اولین چیزی که در مورد این دسته از مواد شیمیایی باید فهمید این باشد: بین رزین اپوکسی و اپوکسی تفاوت وجود دارد. تفاوت ساده است.
اپوکسی
اپوکسی صرفاً رزین اپوکسی پخته شده است. یا به عبارت دیگر رزین اپوکسی به صورت مایع چسب اپوکسی است. برای هر اپوکسی، دو بخش اصلی معادله وجود دارد: رزین و عامل پخت. هنگامی که رزین و عامل پخت با هم واکنش نشان می دهند، فرآیند سخت شدن آغاز می شود.
رزین
خود رزین از بیسفنول (بیش از یک نوع وجود دارد) و اپی کلروهیدرین ساخته شده است. رایج ترین نوع بیسفنول ترکیبی از استون و فنل است. شاید اکنون از خود بپرسید: فنل از کجا آمده است؟ خوب، زمانی که برای اولین بار کشف شد، از قطران زغال سنگ به دست آمد. اما امروزه، شیمیدانان آن را از نفت استخراج می کنند. (مانند بسیاری از ترکیبات مفید دیگر)
پخت اپوکسی چگونه است؟
عامل پخت نقش مهمی در چگونگی تولید مواد اپوکسی هنگام پخت دارد. دستورالعمل های زیادی برای تهیه آن وجود دارد. اما یکی از رایج ترین آنها ترکیبی از آمیدها و پلی آمیدها است (تفاوت در جایگزینی یک اتم هیدروژن با یک جفت کربن + اکسیژن است).
درجه حرارت لازم برای تولید مواد اپوکسی
دما می تواند تاثیر قابل توجهی در پخت اپوکسی داشته باشد. گرما زمان پخت را تسریع می کند. در حالی که سرما روند پخت را کند می کند. با این حال، دمای سرد هنگام ذخیره سازی ترجیح داده می شود. این امر به این دلیل است که رزین های اپوکسی پس از گرم شدن در دمای اتاق، کارایی کمتری دارند.
به منظور برآورده کردن الزامات چرخه پخت مناسب، بسیاری از شرکت های تولید مواد اپوکسی به کوره های بسیار گران قیمت و اتوکلاوهای با دمای بالا متکی هستند. این نوع امکانات و ابزارها نه تنها سرمایه گذاری قابل توجهی هستند، بلکه بهره برداری از آنها گران است. علاوه بر این، این نوع محلول های گرمایشی به نگهداری و کالیبراسیون قابل توجهی نیاز دارند.
چه چیزی اپوکسی رزین را همه کاره می کند؟
اصطلاح “اپوکسی”، “رزین اپوکسی” یا “اپوکسی” و غیره به گروه وسیعی از ترکیبات واکنش‌پذیر اشاره دارد که با حضور یک اکسیران یا اپوکسی مشخص می‌شوند. اپوکسی شامل یک حلقه سه عضوی حاوی یک اتم اکسیژن است که با دو اتم کربن که قبلاً به روش دیگری متحد شده اند پیوند دارد.
رزین های اپوکسی را می توان با عوامل پخت متنوع و اصلاح کننده ها ترکیب کرد تا به خواص مورد نیاز برای یک کاربرد خاص دست یافت. تولید مواد اپوکسی معمولاً از واکنش ترکیبات حاوی حداقل دو اتم هیدروژن فعال (ترکیبات پلی فنلی، دی آمین ها، آمینو فنل ها، آمیدها و آمیدهای هتروسیکلیک، دیول های آلیفاتیک و غیره) و اپی کلروهیدرین صورت می گیرد.
گروه اکسیران یک مونومر اپوکسی با عوامل پخت مختلف مانند آمین های آلیفاتیک، آمین های معطر، فنل ها، تیول ها، پلی آمیدها، آمید آمین ها، انیدریدها، تیول ها و اسیدها واکنش می دهند. اپوکسی های پخته شده به دلیل درجه بالای اتصال متقابل، از نظر ماهیت شکننده هستند در نتیجه سبب شکننده بودن اپوکسی در برابر ضربه می شوند. از این رو، اصلاح مونومرهای اپوکسی برای بهبود انعطاف پذیری و همچنین خواص حرارتی اپوکسی ها ضروری است.
