طرز تهیه رزین اپوکسی

در این مقاله طرز تهیه رزین اپوکسی و فرآیند ساخت آن به صورت مختصر بررسی می شود برای آشنایی با این پروسه جذاب این نوشتار را دنبال کنید.

بیشتر رزین های اپوکسی متداول از واکنش بین اپی کلرو هیدرین (ECH) و بیس فنول آ  (BPA) تولید می شود ، اگر چه ترکیب دوم ممکن است توسط مواد اولیه دیگر مانند گلیکول های آلیفاتیک جایگزین شود تا رزین های مخصوص تولید شود.

رزین های اپوکسی را می توان در حالت های مایع یا جامد بدست آورد. که البته دو روند ساخت مشابه هستند. در مرحله اول ECH و BPA درون راکتور بارگیری می شوند. محلول جوش شیرین ۲۰-۴۰٪ به واکنش اضافه می شود زیرا محلول به نقطه جوش آورده می شود. پس از تبخیر ECH بدون واکنش ، دو مرحله با اضافه کردن یک حلال بی اثر مانند متیل ایزوبوتیل کتون (MIBK) از هم جدا می شوند.

سپس رزین با آب شسته می شود و حلال با تقطیر خلاء حذف می شود. تولیدکنندگان افزودنی خاص را ایجاد می کنند و فرمول ایجاد می کنند که بسته به نوع کاربرد خاص ، خاصیت خاصی از قبیل انعطاف پذیری ، ویسکوزیته ، رنگ ، چسبندگی و سرعت بخشیدن به آن را ایجاد می کند. آمین های اولیه و ثانویه به طور گسترده ای برای پخت رزین های اپوکسی استفاده می شوند.

ساختار رزین اپوکسی

  اپوکسی ها پلی اترهایی هستند که از مونومرها ساخته شده اند و در آن ها گروه اتر به شکل یک حلقه سه اتمی شناخته می شود که به حلقه اپوکسید معروف است.

یک رزین اپوکسی به طور کلی به عنوان هر ترکیب حاوی بیش از یک گروه اپوکسی یا اکسیران ، در هر مولکول تعریف می شود و قادر است با اثر متقابل گروه های اپوکسی آن با یک عامل پخت کننده ، به یک فرم گرمایش مفید تبدیل شود.

رزین های اپوکسی ، که به طور گسترده ای به عنوان پوشش و چسب مورد استفاده قرار می گیرند ، با تبدیل پلیمرهای مایع به مواد جامد قابل تزریق با اتصال مولکول های زنجیره بلند به شبکه ها ، با فرایندی به نام پختن آماده می شوند.

تاریخچه ساخت و پیشرفت ساخت رزین اپوکسی

رزین های اپوکسی از زمان جنگ جهانی دوم به صورت تجاری توسعه یافته اند و کاربردهای گسترده ای به عنوان رزین های گرمازا دارند. رزین های اپوکسی پخت شده دارای ترکیبی منحصر به فرد هستند  و در حالی که آن ها با چندین رزین دیگر رقابت می کنند ، از سرعت رشد متوسط ​​برخوردار هستند.

در طی سالیان گذشته فن آوری و اقتصاد رزین های اپوکسی ، یعنی آن هایی است که بر پایه بیسفنول A و آن هایی که مبتنی بر نوولایی هستند گسترش یافته است . این فناوری همچنین برای ساخت اپوکسی های دیگر مانند رزین های اپی دوکسی هیدانتوئین ، رزین های اپوکسی سیکلوآلیفاتیک ، رزین های اپوکسی استر و رزین های اپوکسی اصلاح شده نیز پوشیده شده است.

گسترش فن آوری و اقتصاد رزین های اپوکسی

رزین های اپوکسی دارای کاربردهای فراوانی است. تعدادی از کاربردهای رزین های اپوکسی شامل ساخت روکش های محافظ ، کامپوزیت های ساختاری ، لمینت های برقی ، ریخته گری و کپسوله کردن ، چسب های معمولی و چسب برای سازه های لانه زنبوری هواپیما است ، اما محدود به آن ها نیست .

  رزین های اپوکسی برای رنگ کف بتونی ، لاستیک های بدنسازی و  به عنوان ملات های مقاوم در برابر واکنش های شیمیایی در چاپ جوهرها ، در استفاده از پارچه ، در برنامه های کاربردی در دندانپزشکی ، جراحی و پروتز ، به عنوان افزودنی برای انواع دیگر مواد پلاستیکی مانند رزین های وینیل و اکریلیک و لاستیک طبیعی و مصنوعی نیز مورد استفاده قرار می گیرد.

فرآیند ساخت رزین اپوکسی

اپوکسی نوعی از رزین های گرمازا است که از پلیمریزاسیون اپوکسیدها حاصل می شود. این ماده قادر به ساختن ساختارهای کاملاً متصل به پلیمر متصل است و می تواند به صورت چسب ساخته شود یا برای تشکیل پلیمرهای با استحکام بالا ساخته شود.

فرآیند ساخت رزین اپوکسی

رزین های اپوکسی با فرآیندهای مشابه می توانند در حالت های مایع یا جامد تشکیل شوند.

 همان طور که گفته شد بیشتر رزین های اپوکسی متداول از واکنش بین اپی کلروهیدرین (ECH) و بیس فنول-A (BPA) ،ساخته می شود.

بیس فنول-A را می توان با مواد اولیه دیگری مانند گلیکول های آلیفاتیک ، فنول و o-cresol novolacs جایگزین کرد تا رزین های خاصی تولید کند.

مراحل ساخت و تهیه رزین های اپوکسی

مواد اولیه ECH و BPA به یک راکتور تزریق می شود.

محلول ۲۰٪ -۴۰٪ سود سوز آور ، در نقطه جوش آن ، به راکتور اضافه می شود.

 ECH بدون واکنش تبخیر می شود. سپس دو فاز با اضافه کردن یک حلال بی اثر مانند متیل ایزوبوتیل کتون (MIBK) از هم جدا می شوند.

سپس رزین با آب شسته شده و حلال با تقطیر خلاء خارج می شود.

بسته به نوع درخواستی ، ترکیبات خاص به خواسته های مورد نیاز مانند انعطاف پذیری ، ویسکوزیته ، رنگ ، چسبندگی یا سختی اضافه می شود.

برای تهیه مواد اپوکسی سخت ، رزین با یک سخت کننده مانند (آمین های اولیه و ثانویه) پخت می شود. بسته به ماده تصفیه شده مورد استفاده ، رزین های اپوکسی می توانند در دمای بین ۵ درجه سانتی گراد و ۱۵۰ درجه سانتی گراد پخت شوند.

تولید رزین اپوکسی

رزین های اپوکسی با مخلوط کردن BPA و ECH (epichlorohydrin ) ایجاد می شوند.

خواص رزین های اپوکسی پخت شده توسط فرایند شیمیایی به نام پخت یا سخت شدن تعیین می شود.

این فرآیند شامل مخلوط کردن رزین با (آمین) ، آمینو آمیدها ، فنولیک ترکیبات یا مواد واکنش پذیر دیگر می شود. این پخت فرآیند بسیاری از خواص اپوکسی رزین ، مانند چسبندگی آن به مواد دیگر ، دوام ، مقاومت و تطبیق پذیری را تعیین می کند.

تولید رزین اپوکسی

میزان نسبت های BPA و ECH نیز برای تعیین خصوصیات نهایی اپوکسی مهم هستند.

بنابراین ، مقدار BPA بدون واکنش در برنامه های نهایی به نوع رزین اپوکسی مورد استفاده بستگی دارد.