آشنایی با رزین های مصنوعی

رزین های مصنوعی

با پیشرفت علم و  گسترش صنایع، رزین های طبیعی به تنهایی پاسخگوی نیاز روز صنایع نبود و در جستجو برای یافتن جایگزین مناسب این ماده پرکاربرد آغاز شد. پس از تلاش فراوان و با استفاده از رزین های طبیعی، انسان توانست اولین رزین مصنوعی را تولید کند.

این مواد مصنوعی خواص فیزیکی مشابه با انواع طبیعی دارند اما در مجموع برتر از آنها هستند. این ترکیبات از نظر قیمت، پایداری، یکنواختی، استحکام و میزان تولید، از نمونه های طبیعی مناسب تر هستند. رزین مصنوعی در شرایط تحت کنترل تولید می شوند.

ساخت رزین های مصنوعی:

بیشتر رزین های متداول، فرآیند خاص تولید دارند. در این فرآیند برای ساخت رزین، یک واکنش شیمیایی گرماگیر یا گرمازا در داخل راکتور اتفاق می افتد. این واکنش همراه با کنترل شرایط فرآیند و خواص نهایی صورت می گیرد و پلیمریزاسیون نام دارد.

خواص رزین ها:

رزین ها در ترکیب با مواد دیگر، خواصی مانند: مقاومت شیمیایی، استحکام، میزان جذب رطوبت، عملکرد در حرارت بالا، عمر مفید و ویسکوزیته را بهبود می بخشند.

به عنوان مثال: رزین هایی که بر روی نمای خارجی ساختمان یا بام ها اجرا می شوند باید مقاومت بالایی در برابر شرایط جوی به خصوص تابش نور خورشید داشته باشند. رزین ها معمولاً در برابر روغن ها و چربی ها مقاوم هستند ولی در صورت مجاورت طولانی مدت متورم خواهند شد. این مواد در مقابل نفوذ گازها و رطوبت هوا در طولانی مدت نمی توانند دوام بیاورند. به عنوان مثال اگر در مجاورت طولانی مدت با گازهایی مانند: ازن باشند دچار واکنش های اکسایش و کاهش می شوند.

مکانیزم سخت شدن رزین ها:

برای سخت شدن رزین ها و تشکیل پوشش نازک، چندین مکانیزم ارائه شده است:

۱- واکنش شیمیایی در دمای محیط از دلایل خشک شدن است. برخی رزین ها به تنهایی قابل استفاده نیستند و برای رسیدن به خواص ویژه، نیاز به یک عامل سخت کننده یا هاردنر دارند. این ترکیبات از دو جزء رزین و هاردنر (سخت کننده) تشکیل می شوند. این مواد قدرت ترکیب بالایی دارند و معمولاً تا دقایقی قبل اعمال بر روی سطح، جدا از یکدیگر نگه داشته می شوند.

به محض ترکیب شدن رزین با هاردنر، واکنش بین گروه های فعال آن ها آغاز می شود، بنابراین نتیجه این واکنش ایجاد شبکه سه بُعدی و خشک شدن رزین است. رزین های اپوکسی و پلی یورتان دارای این نوع مکانیزم هستند.

۲- واکنش شیمیایی در دمای بالا باعث خشک شدن برخی از رزین ها مانند: رزین های مالمین و اوره می شود.

۳- رزین هایی که در ساختار زنجیره ی خود پیوند دوگانه کربن-کربن دارند، برای خشک شدن باید با اکسیژن هوا ترکیب شوند. مانند: رزین های آلکیدی.

۴- یکی از روش های خشک شدن رزین، تبخیر حلال است. به این صورت که پس از اعمال ترکیب رزینی بر سطح، مولکول های حلال از لایه های زیرین به سطح بیرونی منتقل شده و تبخیر می شوند. انتخاب حلال مناسب مهم است زیرا کیفیت تشکیل پوشش رزینی به خشک شدن رزین و سرعت تبخیر حلال بستگی دارد. اگر تبخیر حلال خیلی سریع اتفاق بیفتد، سطح پوشش رزینی چروک شده و اگر سرعت تبخیر خیلی کند باشد، حلال درون لایه های رزین به دام افتاده و در نتیجه پوشش رزینی نرم باقی می ماند. رزین هایی مانند: هموپلیمر وینیل استاتی، وینیل  اکریالتی، استایرن اکریالتی و سیلیکونی به این شیوه خشک می شوند.

۵- جذب رطوبت هوا یا بخار آب نیز دلیل خشک شدن گروهی از رزین ها است. مانند: رزین های پلی اورتان و اتیل سیلیکات.

۶- برخی رزین های مصنوعی را نمی توان در حلال حل کرد، بنابراین با افزودن پلیمرهای خطی و یا ترکیبات ساده شیمیایی (به عنوان استارتر)، واکنش شیمیایی بین مونومرها انجام می شود و پس از تشکیل ساختار شبکه ای، خشک شدن صورت می گیرد. مانند: رزین های پلی استر.

انواع رزین های مصنوعیِ صنعتی

• رزین وینیل استات
• رزین وینیل اکریلات
• رزین کوپلیمر استایرن اکریلیک
• رزین پلی استر
• رزین فنولی
• رزین وینیل استر
• رزین اپوکسی
• رزین آلکیدی
• رزین اکریلیک
• رزین سیلیکونی
• رزین پلی یورتان
• رزین کلروکائوچو
• اتیل سیلیکات
• رزین آمینو و نیتروسلولز
• رزین استال
• رزین آمین

 

کاربرد رزین های مصنوعی:

رزین ها ویژگی های شیمیایی و کاربردهای بی شمار و با ارزشی دارند. بنابراین میزان تولید بالا داشته و انواع گوناگونی را شامل می شوند. این مواد در صنایع مختلفی از جمله صنعت پلاستیک، الاستیک، کامپوزیت، چسب، رنگ و نساجی کاربرد دارند. عمده مصرف رزین ها در صنایع بسته بندی، کفپوش، کاغذ، چاپ، رنگ، چرم، کشاورزی و نفت است.

 

کاربرد های رزین در موارد جزئی عبارتند از: قالب سازی، انواع عایق ها، الیاف، بلبرینگ، چرخ دنده، قالب گیری اشیا، تولید فایبرگلاس، تصفیه آب، تولید قطعات نسوز، مبلمان و صندلی مانند فوم صندلی و چوب مصنوعی. در صنعت خودرو سازی رزین های صنعتی برای تولید قطعات ضد سایش مانندک ترمز، عایق های برودتی و حرارتی، کاربرد دارند.

استفاده از رزین در صنعت سنگ

استفاده از رزین نقش قابل توجهی در فرآوری سنگ های ساختمانی دارد. بکارگیری رزین باعث ایجاد پوششی نازک، شفاف و مقاوم در سطح سنگ می شود. در حال حاضر، دو نوع رزین پلی استر و رزین اپوکسی در صنعت سنگ مورد استفاده قرار می گیرند.

تفاوت های رزین پلی استر و اپوکسی

در کارخانه ها به دلیل ارزان بودن از رزین پلی استر استفاده می کنند. رزین پلی استر به هنگام ترکیب با هاردنر سریعا واکنش داده و سخت می شود. همچنین ویسکوزیته بالایی دارد بنابراین عمق نفوذ آن کمتر است. از نظر مقاومت نیز ضعیف تر از رزین اپوکسی می باشد.

برای فرآوری سنگ های با کیفیت و گران قیمت از رزین اپوکسی استفاده می شود. رزین اپوکسی به دلیل مقاومت و کیفیت بالا، قیمت بیشتری دارد. از این رو استفاده از این نوع رزین برای هر سنگی توجیه اقتصادی ندارد. این رزین چسبندگی بیشتری به سطح دارد و در برابر سایش عوامل مخرب شیمیایی و محیطی، مقاومت و دوام قابل توجهی از خود نشان می دهد. ماندگاری بالا و خاصیت ضد آب از دیگر ویژگی های رزین اپوکسی است.

مزایای استفاده از رزین در سنگ ساختمانی

• عایق بندی در برابر رطوبت
• ایجاد براقیت و زیبایی در سنگ
• مقاومت در برابر تابش نور خورشید
• ایجاد پوشش در برابر سایش و خراش (برای کوتاه تا میان مدت)