آشنایی با رزین‌های اپوکسی و چسب‌های اپوکسی

(۱) مفهومرزین اپوکسی

رزین اپوکسی به ساختار زنجیره پلیمری اشاره دارد که حاوی دو یا چند گروه اپوکسی در ترکیبات پلیمری است و به رزین ترموست تعلق دارد و رزین نمونه آن رزین اپوکسی نوع بیسفنول A است.

(II) ویژگی‌های رزین‌های اپوکسی (که معمولاً به عنوان رزین‌های اپوکسی نوع بیسفنول A شناخته می‌شوند)

۱. مقدار مصرف رزین اپوکسی به صورت جداگانه بسیار کم است، برای داشتن ارزش عملی، باید همراه با عامل پخت استفاده شود.

۲. استحکام پیوند بالا: استحکام پیوند چسب رزین اپوکسی در صدر چسب‌های مصنوعی قرار دارد.

۳. انقباض ناشی از خشک شدن کم است، انقباض چسب رزین اپوکسی کمترین مقدار را دارد، که یکی از دلایل آن نیز سرعت بالای خشک شدن چسب رزین اپوکسی است.

۴. مقاومت شیمیایی خوب: گروه اتر، حلقه بنزن و گروه هیدروکسیل آلیفاتیک در سیستم پخت به راحتی توسط اسید و قلیا فرسایش نمی‌یابند. در آب دریا، نفت، نفت سفید، ۱۰٪ H2SO4، ۱۰٪ HCl، ۱۰٪ HAc، ۱۰٪ NH3، ۱۰٪ H3PO4 و ۳۰٪ Na2CO3 می‌توان به مدت دو سال استفاده کرد؛ و در غوطه‌وری ۵۰٪ H2SO4 و ۱۰٪ HNO3 در دمای اتاق به مدت شش ماه؛ غوطه‌وری ۱۰٪ NaOH (۱۰۰ ℃) به مدت یک ماه، عملکرد بدون تغییر باقی می‌ماند.

۵. عایق الکتریکی عالی: ولتاژ شکست رزین اپوکسی می‌تواند بیشتر از ۳۵ کیلوولت بر میلی‌متر باشد. ۶. عملکرد فرآیندی خوب، پایداری اندازه محصول، مقاومت خوب و جذب آب کم. مزایای رزین اپوکسی نوع بیسفنول A خوب است، اما معایبی نیز دارد: ۱. ویسکوزیته عملیاتی، که به نظر می‌رسد در ساخت تا حدودی نامناسب است. ۲. ماده پخت شده شکننده است، ازدیاد طول کمی دارد. ۳. استحکام پوسته‌ای کم. ۳. مقاومت ضعیف در برابر شوک مکانیکی و حرارتی.

(III) کاربرد و توسعهرزین اپوکسی

۱. تاریخچه توسعه رزین اپوکسی: رزین اپوکسی در سال ۱۹۳۸ توسط P.Castam برای ثبت اختراع سوئیسی به کار گرفته شد، اولین چسب اپوکسی در سال ۱۹۴۶ توسط Ciba توسعه یافت و پوشش اپوکسی توسط SOCreentee ایالات متحده در سال ۱۹۴۹ توسعه یافت و تولید صنعتی رزین اپوکسی در سال ۱۹۵۸ آغاز شد.

۲. کاربرد رزین اپوکسی: ① صنعت پوشش: رزین اپوکسی در صنعت پوشش به بیشترین مقدار پوشش‌های پایه آب نیاز دارد، پوشش‌های پودری و پوشش‌های با جامدیت بالا کاربرد گسترده‌تری دارند. می‌تواند به طور گسترده در ظروف خط لوله، اتومبیل، کشتی، هوافضا، الکترونیک، اسباب‌بازی، صنایع دستی و سایر صنایع مورد استفاده قرار گیرد. ② صنعت برق و الکترونیک: چسب رزین اپوکسی می‌تواند برای مواد عایق الکتریکی مانند یکسوکننده‌ها، ترانسفورماتورها، گلدان‌های آب‌بندی؛ آب‌بندی و محافظت از قطعات الکترونیکی؛ محصولات الکترومکانیکی، عایق و اتصال؛ آب‌بندی و اتصال باتری‌ها؛ خازن‌ها، مقاومت‌ها، سلف‌ها، سطح شنل استفاده شود. ③ جواهرات طلا، صنایع دستی، صنعت کالاهای ورزشی: می‌تواند برای تابلوها، جواهرات، علائم تجاری، سخت‌افزار، راکت‌ها، لوازم ماهیگیری، کالاهای ورزشی، صنایع دستی و سایر محصولات استفاده شود. ④ صنعت اپتوالکترونیک: می‌تواند برای کپسوله‌سازی، پر کردن و اتصال دیودهای ساطع کننده نور (LED)، لامپ‌های دیجیتال، لامپ‌های پیکسلی، نمایشگرهای الکترونیکی، روشنایی LED و سایر محصولات استفاده شود. ⑤ صنعت ساخت و ساز: همچنین به طور گسترده در جاده سازی، پل سازی، کفپوش، سازه های فلزی، ساخت و ساز، پوشش دیوار، سد سازی، ساخت و ساز مهندسی، تعمیر آثار فرهنگی و سایر صنایع مورد استفاده قرار خواهد گرفت. ⑥ زمینه چسب، درزگیر و کامپوزیت: مانند پره های توربین بادی، صنایع دستی، سرامیک، شیشه و سایر انواع پیوند بین مواد، کامپوزیت ورق فیبر کربن، آب بندی مواد میکروالکترونیک و غیره.

(IV) ویژگی‌هایچسب رزین اپوکسی

۱. چسب رزین اپوکسی بر اساس ویژگی‌های رزین اپوکسی پس از پردازش مجدد یا اصلاح ساخته می‌شود، به طوری که پارامترهای عملکرد آن مطابق با الزامات خاص باشد. معمولاً چسب رزین اپوکسی برای استفاده به یک عامل پخت نیز نیاز دارد و برای پخت کامل باید به طور یکنواخت مخلوط شود. به طور کلی چسب رزین اپوکسی به عنوان چسب A یا عامل اصلی شناخته می‌شود و عامل پخت به عنوان چسب B یا عامل پخت (هاردنر) شناخته می‌شود.

۲. منعکس کننده ویژگی‌های اصلی چسب رزین اپوکسی قبل از پخت عبارتند از: رنگ، ویسکوزیته، وزن مخصوص، نسبت، زمان ژل شدن، زمان در دسترس، زمان پخت، تیکسوتروپی (جریان توقف)، سختی، کشش سطحی و غیره. ویسکوزیته (گرانروی): مقاومت اصطکاکی داخلی کلوئید در جریان است، مقدار آن با توجه به نوع ماده، دما، غلظت و سایر عوامل تعیین می‌شود.

زمان ژل شدنپخت چسب فرآیند تبدیل از حالت مایع به جامد است، از ابتدای واکنش چسب تا حالت بحرانی ژل، زمان ژل شدن به جامد بستگی دارد که با مقدار اختلاط چسب رزین اپوکسی، دما و سایر عوامل تعیین می‌شود.

تیکسوتروپیاین ویژگی به کلوئیدی اشاره دارد که توسط نیروهای خارجی (تکان دادن، هم زدن، ارتعاش، امواج فراصوت و غیره) لمس می‌شود و نیروی خارجی از غلیظ به رقیق تغییر می‌کند. هنگامی که عوامل خارجی مانع از نقش کلوئید می‌شوند و کلوئید به حالت اولیه خود برمی‌گردد، این پدیده به حالت اولیه خود برمی‌گردد.

سختی: به مقاومت ماده در برابر نیروهای خارجی مانند برجسته سازی و خراش اشاره دارد. طبق روش‌های مختلف آزمایش، سختی شور (Shore)، سختی برینل (Brinell)، سختی راکول (Rockwell)، سختی موهس (Mohs)، سختی بارکول (Barcol)، سختی ویکرز (Vichers) و غیره وجود دارد. مقدار سختی و نوع تستر سختی مربوط به تستر سختی رایج است. ساختار تستر سختی شور ساده است و برای بازرسی تولید مناسب است. تستر سختی شور را می‌توان به نوع A، نوع C، نوع D تقسیم کرد. نوع A برای اندازه‌گیری کلوئید نرم و نوع C و D برای اندازه‌گیری کلوئید نیمه سخت و سخت استفاده می‌شود.

کشش سطحیکشش سطحی: جذب مولکول‌های درون مایع به طوری که مولکول‌های روی سطح به سمت داخل نیرو وارد می‌کنند، این نیرو باعث می‌شود مایع تا حد امکان سطح خود را کاهش دهد و نیرویی موازی با سطح تشکیل شود که به عنوان کشش سطحی شناخته می‌شود. یا کشش متقابل بین دو قسمت مجاور سطح مایع در واحد طول، نمودی از نیروی مولکولی است. واحد کشش سطحی N/m است. اندازه کشش سطحی به ماهیت، خلوص و دمای مایع مربوط می‌شود.

۳. منعکس کننده ویژگی‌هایچسب رزین اپوکسیپس از پخت، ویژگی‌های اصلی عبارتند از: مقاومت، ولتاژ، جذب آب، مقاومت فشاری، مقاومت کششی (کششی)، مقاومت برشی، مقاومت در برابر پوسته شدن، مقاومت در برابر ضربه، دمای اعوجاج حرارتی، دمای انتقال شیشه‌ای، تنش داخلی، مقاومت شیمیایی، ازدیاد طول، ضریب انقباض، رسانایی حرارتی، رسانایی الکتریکی، هوازدگی، مقاومت در برابر پیری و غیره.

مقاومتمقاومت سطحی: ویژگی‌های مقاومت ماده را معمولاً با مقاومت سطحی یا مقاومت حجمی توصیف کنید. مقاومت سطحی به سادگی همان سطح بین دو الکترود است که مقدار مقاومت اندازه‌گیری شده، واحد آن Ω است. شکل الکترود و مقدار مقاومت را می‌توان با ترکیب مقاومت ویژه سطح در واحد سطح محاسبه کرد. مقاومت حجمی، که به عنوان مقاومت ویژه حجمی نیز شناخته می‌شود، ضریب مقاومت حجمی، به مقدار مقاومت در ضخامت ماده اشاره دارد و یک شاخص مهم برای توصیف خواص الکتریکی مواد دی‌الکتریک یا عایق است. این یک شاخص مهم برای توصیف خواص الکتریکی مواد دی‌الکتریک یا عایق است. مقاومت دی‌الکتریک در برابر جریان نشتی 1 سانتی‌متر مربع، واحد آن Ω-m یا Ω-cm است. هرچه مقاومت ویژه بزرگتر باشد، خواص عایق بهتر است.

ولتاژ اثباتمقاومت ولتاژ: همچنین به عنوان مقاومت ولتاژ قابل تحمل (مقاومت عایق) شناخته می‌شود، هرچه ولتاژ اضافه شده به انتهای کلوئید بیشتر باشد، بار درون ماده تحت نیروی میدان الکتریکی بیشتر می‌شود و احتمال یونیزه شدن برخورد و در نتیجه شکست کلوئید بیشتر می‌شود. شکست عایق با کمترین ولتاژ، هدف ولتاژ شکست نامیده می‌شود. برای شکست ماده عایق با ضخامت ۱ میلی‌متر، باید ولتاژ کیلوولت را به مقاومت ولتاژ قابل تحمل عایق اضافه کرد که به آن ولتاژ قابل تحمل گفته می‌شود و واحد آن Kv/mm است. عایق و دما رابطه نزدیکی با هم دارند. هرچه دما بالاتر باشد، عملکرد عایق ماده عایق بدتر می‌شود. برای اطمینان از مقاومت عایق، هر ماده عایق دارای حداکثر دمای کاری مجاز مناسبی است که در این دمای پایین‌تر، می‌توان برای مدت طولانی با خیال راحت از آن استفاده کرد، در دمای بالاتر از این دما به سرعت فرسوده می‌شود.

جذب آب: معیاری است برای میزان جذب آب توسط یک ماده. این به درصد افزایش جرم ماده‌ای که برای مدت زمان مشخصی در دمای معین در آب غوطه‌ور شده است، اشاره دارد.

استحکام کششیاستحکام کششی: حداکثر تنش کششی است که ژل هنگام کشیده شدن تا حد پارگی به خود می‌گیرد. همچنین به عنوان نیروی کششی، استحکام کششی، استحکام کششی، مقاومت کششی شناخته می‌شود. واحد آن مگاپاسکال است.

مقاومت برشی: همچنین به عنوان مقاومت برشی شناخته می‌شود، به واحد سطح پیوند اشاره دارد که می‌تواند حداکثر بار موازی با سطح پیوند را تحمل کند، که معمولاً واحد آن MPa است.

قدرت لایه برداری: همچنین به عنوان مقاومت در برابر پوسته شدن شناخته می‌شود، حداکثر بار آسیبی است که در واحد عرض می‌تواند تحمل کند، معیاری از ظرفیت نیروی خطی است، واحد آن kN/m است.

کشیدگی: به کلوئید در نیروی کششی تحت عمل طول افزایش طول اولیه درصد اشاره دارد.

دمای انحراف حرارتی: به معیاری از مقاومت حرارتی ماده پخت شونده اشاره دارد، نمونه‌ای از ماده پخت شونده است که در نوعی محیط انتقال حرارت ایزوترمال مناسب برای انتقال حرارت غوطه‌ور شده است، در بار خمشی استاتیک از نوع تیر با تکیه‌گاه ساده، تغییر شکل خمشی نمونه اندازه‌گیری می‌شود تا به مقدار مشخص شده دما، یعنی دمای انحراف حرارتی، که به عنوان دمای انحراف حرارتی یا HDT شناخته می‌شود، برسد.

دمای گذار شیشه‌ایبه ماده پخت شده از حالت شیشه‌ای به حالت آمورف یا بسیار الاستیک یا سیال (یا برعکس حالت گذار) در محدوده دمایی باریکی از نقطه میانی تقریبی، که به عنوان دمای گذار شیشه‌ای شناخته می‌شود و معمولاً با Tg بیان می‌شود، اشاره دارد که شاخصی از مقاومت حرارتی است.

جیره انقباضی: به عنوان درصد نسبت انقباض به اندازه قبل از انقباض تعریف می‌شود و انقباض، تفاوت بین اندازه قبل و بعد از انقباض است.

استرس داخلی: به عدم وجود نیروهای خارجی، کلوئید (ماده) به دلیل وجود نقص، تغییرات دما، حلال‌ها و سایر دلایل تنش داخلی اشاره دارد.

مقاومت شیمیایی: به توانایی مقاومت در برابر اسیدها، قلیاها، نمک‌ها، حلال‌ها و سایر مواد شیمیایی اشاره دارد.

مقاومت در برابر شعله: به توانایی ماده در مقاومت در برابر احتراق هنگام تماس با شعله یا جلوگیری از ادامه احتراق هنگام دور بودن از شعله اشاره دارد.

مقاومت در برابر آب و هوا: به میزان قرار گرفتن مصالح در معرض نور خورشید، گرما و سرما، باد و باران و سایر شرایط آب و هوایی اشاره دارد.

پیری: پخت کلوئیدی در طول پردازش، ذخیره سازی و استفاده از فرآیند، به دلیل عوامل خارجی (گرما، نور، اکسیژن، آب، اشعه، نیروهای مکانیکی و محیط های شیمیایی و غیره)، یک سری تغییرات فیزیکی یا شیمیایی رخ می دهد، به طوری که مواد پلیمری شکننده، ترک خورده، چسبنده، تغییر رنگ، ترک خوردگی، تاول زدن خشن، گچی شدن سطح، لایه لایه شدن، پوسته پوسته شدن، عملکرد تدریجی، زوال خواص مکانیکی، از دست دادن از دست دادن، نمی توان استفاده کرد، این پدیده پیری نامیده می شود. پدیده این تغییر پیری نامیده می شود.

ثابت دی الکتریک: همچنین به عنوان نرخ خازنی، نرخ القایی (Permittivity) شناخته می‌شود. به هر "واحد حجم" از جسم اشاره دارد، در هر واحد از "گرادیان پتانسیل" می‌تواند "انرژی الکترواستاتیک" (Electrostatic Energy) را ذخیره کند. وقتی "نفوذپذیری" کلوئیدی بیشتر باشد (یعنی کیفیت بدتر باشد) و دو جریان نزدیک به سیم کار کنند، رسیدن به اثر عایق کامل دشوارتر است، به عبارت دیگر، احتمال ایجاد درجه‌ای از نشت بیشتر است. بنابراین، ثابت دی‌الکتریک ماده عایق به طور کلی، هرچه کوچکتر باشد بهتر است. ثابت دی‌الکتریک آب 70 است، رطوبت بسیار کم، باعث تغییرات قابل توجهی خواهد شد.

۴. بیشترِچسب رزین اپوکسیاین چسب که با گرما سفت می‌شود، ویژگی‌های اصلی زیر را دارد: هرچه دما بالاتر باشد، پخت سریع‌تر است؛ مقدار مخلوط بیشتر، پخت سریع‌تر را به همراه دارد؛ فرآیند پخت پدیده‌ای گرمازا دارد.

شرکت فناوری مواد جدید شانگهای اوریسن، با مسئولیت محدود

تلفن: +86 18683776368 (همچنین واتساپ)

تلفن: +86 08383990499

Email: grahamjin@jhcomposites.com

آدرس: NO.398 جاده سبز جدید، شهر شینبانگ، منطقه سونگجیانگ، شانگهای