ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับเรซินอีพ็อกซีและกาวอีพ็อกซี

(I) แนวคิดของเรซินอีพ็อกซี

เรซินอีพ็อกซี หมายถึงโครงสร้างสายโซ่พอลิเมอร์ที่มีหมู่เอพ็อกซีตั้งแต่สองหมู่ขึ้นไปในสารประกอบพอลิเมอร์ จัดอยู่ในกลุ่มเรซินเทอร์โมเซตติง โดยเรซินที่เป็นตัวแทนคือเรซินอีพ็อกซีชนิดบิสฟีนอลเอ

(II) คุณลักษณะของเรซินอีพ็อกซี (โดยทั่วไปเรียกว่าเรซินอีพ็อกซีชนิดบิสฟีนอลเอ)

1. การใช้งานเรซินอีพ็อกซี่เพียงอย่างเดียวมีมูลค่าต่ำมาก จำเป็นต้องใช้ร่วมกับสารเร่งปฏิกิริยาเพื่อให้ได้ประโยชน์ในทางปฏิบัติ

2. แรงยึดเกาะสูง: แรงยึดเกาะของกาวอีพ็อกซี่เรซินอยู่ในระดับแนวหน้าของกาวสังเคราะห์ชนิดอื่นๆ

3. การหดตัวระหว่างการบ่มมีน้อย โดยเฉพาะกาวอีพ็อกซี่เรซินที่มีการหดตัวน้อยที่สุด ซึ่งเป็นหนึ่งในเหตุผลที่ทำให้กาวอีพ็อกซี่เรซินมีประสิทธิภาพสูงเมื่อบ่มตัว

4. ทนทานต่อสารเคมีได้ดี: หมู่ฟังก์ชันอีเทอร์ วงแหวนเบนซีน และหมู่ไฮดรอกซิลแบบอะลิฟาติกในระบบการบ่มจะไม่ถูกกัดกร่อนได้ง่ายจากกรดและด่าง สามารถใช้งานได้นานสองปีในน้ำทะเล น้ำมันปิโตรเลียม น้ำมันก๊าด กรดซัลฟิวริก 10% กรดไฮโดรคลอริก 10% กรดอะซิติก 10% แอมโมเนีย 10% กรดฟอสฟอริก 10% และโซเดียมคาร์บอเนต 30% และแช่ในกรดซัลฟิวริก 50% และกรดไนตริก 10% ที่อุณหภูมิห้องได้นานครึ่งปี และแช่ในโซเดียมไฮดรอกไซด์ 10% (100 ℃) เป็นเวลาหนึ่งเดือน ประสิทธิภาพยังคงไม่เปลี่ยนแปลง

5. ฉนวนไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม: แรงดันไฟฟ้าที่ทำให้เกิดการแตกตัวของเรซินอีพ็อกซีสามารถมากกว่า 35kV/mm 6. ประสิทธิภาพการทำงานที่ดี ความเสถียรของขนาดผลิตภัณฑ์ ความต้านทานที่ดี และการดูดซับน้ำต่ำ เรซินอีพ็อกซีชนิดบิสฟีนอลเอมีข้อดีมากมาย แต่ก็มีข้อเสียเช่นกัน: ①. ความหนืดในการใช้งาน ซึ่งดูเหมือนจะไม่สะดวกนักในการก่อสร้าง ②. วัสดุที่แข็งตัวแล้วเปราะ ความยืดหยุ่นน้อย ③. ความแข็งแรงในการลอกต่ำ ④. ความต้านทานต่อแรงกระแทกทางกลและความร้อนต่ำ

(III) การประยุกต์ใช้และการพัฒนาเรซินอีพ็อกซี

1. ประวัติการพัฒนาของเรซินอีพ็อกซี: เรซินอีพ็อกซีได้รับการยื่นขอจดสิทธิบัตรในสวิตเซอร์แลนด์โดย P.Castam ในปี 1938 กาวอีพ็อกซีรุ่นแรกสุดได้รับการพัฒนาโดย Ciba ในปี 1946 และสารเคลือบอีพ็อกซีได้รับการพัฒนาโดย SOCreentee จากสหรัฐอเมริกาในปี 1949 และการผลิตเรซินอีพ็อกซีในระดับอุตสาหกรรมเริ่มต้นขึ้นในปี 1958

2. การประยุกต์ใช้เรซินอีพ็อกซี: ① อุตสาหกรรมการเคลือบผิว: เรซินอีพ็อกซีเป็นเรซินที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการเคลือบผิว โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสีเคลือบแบบน้ำ สีเคลือบผง และสีเคลือบที่มีปริมาณของแข็งสูง สามารถใช้ได้อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น ท่อส่ง ภาชนะบรรจุ รถยนต์ เรือ การบินและอวกาศ อิเล็กทรอนิกส์ ของเล่น งานฝีมือ และอื่นๆ ② อุตสาหกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์: กาวเรซินอีพ็อกซีสามารถใช้สำหรับวัสดุฉนวนไฟฟ้า เช่น ตัวเรียงกระแส หม้อแปลง การปิดผนึกและป้องกันชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ผลิตภัณฑ์อิเล็กโทรแมคคานิกส์ ฉนวนและการยึดติด การปิดผนึกและการยึดติดแบตเตอรี่ ตัวเก็บประจุ ตัวต้านทาน ตัวเหนี่ยวนำ และพื้นผิวของฉนวน ③ อุตสาหกรรมเครื่องประดับทอง งานฝีมือ และสินค้ากีฬา: สามารถใช้สำหรับป้าย เครื่องประดับ เครื่องหมายการค้า ฮาร์ดแวร์ ไม้แร็กเก็ต อุปกรณ์ตกปลา สินค้ากีฬา งานฝีมือ และผลิตภัณฑ์อื่นๆ ④ อุตสาหกรรมอิเล็กโทรออปติก: สามารถใช้สำหรับการห่อหุ้ม การบรรจุ และการยึดติดของไดโอดเปล่งแสง (LED) หลอดดิจิทัล หลอดพิกเซล จอแสดงผลอิเล็กทรอนิกส์ ไฟ LED และผลิตภัณฑ์อื่นๆ ⑤ อุตสาหกรรมการก่อสร้าง: จะถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น ถนน สะพาน พื้น โครงสร้างเหล็ก การก่อสร้าง การฉาบผนัง เขื่อน งานวิศวกรรมก่อสร้าง การซ่อมแซมโบราณสถาน และอื่นๆ ⑥ ด้านกาว สารกันรั่ว และวัสดุคอมโพสิต: เช่น การยึดติดระหว่างสารต่างๆ ในใบพัดกังหันลม งานหัตถกรรม เซรามิก แก้ว และวัสดุอื่นๆ วัสดุคอมโพสิตแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์ การปิดผนึกวัสดุไมโครอิเล็กทรอนิกส์ เป็นต้น

(IV) ลักษณะเฉพาะของกาวเรซินอีพ็อกซี่

1. กาวอีพ็อกซี่เรซินนั้นผลิตจากคุณสมบัติของอีพ็อกซี่เรซินที่ผ่านการแปรรูปหรือดัดแปลง เพื่อให้พารามิเตอร์การทำงานเป็นไปตามข้อกำหนดเฉพาะ โดยทั่วไปแล้ว กาวอีพ็อกซี่เรซินจำเป็นต้องมีสารเร่งปฏิกิริยาควบคู่ไปด้วยเพื่อใช้งาน และต้องผสมให้เข้ากันอย่างสม่ำเสมอเพื่อให้แข็งตัวอย่างสมบูรณ์ โดยทั่วไปแล้ว กาวอีพ็อกซี่เรซินจะเรียกว่ากาว A หรือสารหลัก และสารเร่งปฏิกิริยาจะเรียกว่ากาว B หรือสารเร่งปฏิกิริยา (สารทำให้แข็งตัว)

2. คุณสมบัติหลักของกาวอีพ็อกซี่เรซินก่อนการแข็งตัว ได้แก่ สี ความหนืด ความหนาแน่นจำเพาะ อัตราส่วน เวลาการเกิดเจล เวลาใช้งาน เวลาการแข็งตัว คุณสมบัติการไหลแบบทิกโซโทรปี (การหยุดไหล) ความแข็ง แรงตึงผิว และอื่นๆ ความหนืด (Viscosity): คือความต้านทานแรงเสียดทานภายในของคอลลอยด์ในการไหล ค่าของความหนืดจะถูกกำหนดโดยชนิดของสาร อุณหภูมิ ความเข้มข้น และปัจจัยอื่นๆ

เวลาการเกิดเจลการบ่มกาวคือกระบวนการเปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็นของแข็ง โดยเริ่มตั้งแต่ปฏิกิริยาของกาวไปจนถึงสภาวะวิกฤตที่กาวมีแนวโน้มที่จะแข็งตัว ซึ่งระยะเวลาการบ่มนั้นขึ้นอยู่กับปริมาณการผสมของกาวอีพ็อกซี่เรซิน อุณหภูมิ และปัจจัยอื่นๆ

ทิกโซโทรปีลักษณะนี้หมายถึงคอลลอยด์ที่ได้รับแรงภายนอก (การเขย่า การกวน การสั่นสะเทือน คลื่นอัลตราโซนิก ฯลฯ) โดยแรงภายนอกจะเปลี่ยนจากหนาไปบาง เมื่อหยุดแรงภายนอกแล้ว คอลลอยด์จะกลับคืนสู่ความสม่ำเสมอเดิม

ความแข็งความแข็ง หมายถึง ความต้านทานของวัสดุต่อแรงภายนอก เช่น การกดและการขีดข่วน โดยวิธีการทดสอบความแข็งจะแตกต่างกันไป เช่น ความแข็งแบบ Shore, Brinell, Rockwell, Mohs, Barcol, Vickers เป็นต้น ค่าความแข็งและประเภทของเครื่องทดสอบความแข็งนั้นสัมพันธ์กับเครื่องทดสอบความแข็งที่ใช้กันทั่วไป เครื่องทดสอบความแข็งแบบ Shore มีโครงสร้างที่เรียบง่าย เหมาะสำหรับการตรวจสอบในกระบวนการผลิต เครื่องทดสอบความแข็งแบบ Shore สามารถแบ่งออกเป็นแบบ A, แบบ C และแบบ D แบบ A ใช้สำหรับวัดวัสดุอ่อน แบบ C และแบบ D ใช้สำหรับวัดวัสดุแข็งปานกลางและแข็งตามลำดับ

แรงตึงผิวแรงตึงผิว คือแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลภายในของเหลว ทำให้โมเลกุลบนพื้นผิวของของเหลวเคลื่อนที่เข้าหากัน แรงนี้ทำให้ของเหลวลดพื้นที่ผิวลงให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และเกิดเป็นเส้นขนานกับพื้นผิว ซึ่งเรียกว่า แรงตึงผิว หรือแรงดึงระหว่างสองส่วนที่อยู่ติดกันบนพื้นผิวของของเหลวต่อหน่วยความยาว เป็นการแสดงออกของแรงระดับโมเลกุล หน่วยของแรงตึงผิวคือ นิวตันต่อเมตร (N/m) ขนาดของแรงตึงผิวสัมพันธ์กับลักษณะ ความบริสุทธิ์ และอุณหภูมิของของเหลว

3. สะท้อนลักษณะเฉพาะของกาวเรซินอีพ็อกซี่หลังจากผ่านกระบวนการบ่มแล้ว คุณสมบัติหลักได้แก่ ความต้านทานไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้า การดูดซับน้ำ ความแข็งแรงในการรับแรงอัด ความแข็งแรงในการรับแรงดึง ความแข็งแรงในการรับแรงเฉือน ความแข็งแรงในการลอก ความแข็งแรงในการรับแรงกระแทก อุณหภูมิการเสียรูปจากความร้อน อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะเป็นแก้ว ความเครียดภายใน ความต้านทานต่อสารเคมี การยืดตัว ค่าสัมประสิทธิ์การหดตัว การนำความร้อน การนำไฟฟ้า การทนต่อสภาพอากาศ ความต้านทานต่อการเสื่อมสภาพ และอื่นๆ

ความต้านทาน: ลักษณะความต้านทานของวัสดุมักอธิบายด้วยความต้านทานพื้นผิวหรือความต้านทานปริมาตร ความต้านทานพื้นผิวคือค่าความต้านทานที่วัดได้บนพื้นผิวเดียวกันระหว่างขั้วไฟฟ้าสองขั้ว หน่วยเป็นโอห์ม (Ω) รูปร่างของขั้วไฟฟ้าและค่าความต้านทานสามารถคำนวณได้โดยการรวมค่าความต้านทานจำเพาะต่อหน่วยพื้นที่ ความต้านทานปริมาตร หรือที่เรียกว่าค่าความต้านทานจำเพาะต่อปริมาตร หรือสัมประสิทธิ์ความต้านทานปริมาตร หมายถึงค่าความต้านทานที่ผ่านความหนาของวัสดุ เป็นตัวบ่งชี้สำคัญในการกำหนดคุณสมบัติทางไฟฟ้าของวัสดุไดอิเล็กทริกหรือฉนวน ค่าความต้านทานจำเพาะต่อกระแสรั่วไหลของวัสดุไดอิเล็กทริกต่อพื้นที่ 1 ตารางเซนติเมตร มีหน่วยเป็นโอห์ม-เมตร หรือโอห์ม-เซนติเมตร ยิ่งค่าความต้านทานจำเพาะสูง คุณสมบัติการเป็นฉนวนยิ่งดี

แรงดันทดสอบความแข็งแรงของฉนวน (หรือที่รู้จักกันในชื่อ ความทนทานต่อแรงดันไฟฟ้า) ยิ่งแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มเข้าไปที่ปลายของวัสดุฉนวนสูงเท่าใด ประจุภายในวัสดุก็จะยิ่งได้รับแรงจากสนามไฟฟ้ามากขึ้นเท่านั้น ทำให้เกิดการแตกตัวเป็นไอออนได้ง่ายขึ้น ส่งผลให้วัสดุฉนวนเสียหาย แรงดันไฟฟ้าต่ำสุดที่ทำให้ฉนวนเสียหายเรียกว่า แรงดันไฟฟ้าที่ทำให้ฉนวนเสียหาย การทำให้วัสดุฉนวนหนา 1 มิลลิเมตรเสียหาย ต้องใช้แรงดันไฟฟ้าหลายกิโลโวลต์ ซึ่งเรียกว่า ความทนทานต่อแรงดันไฟฟ้าของฉนวน หรือ แรงดันไฟฟ้าที่ทนได้ หน่วยเป็น Kv/mm คุณสมบัติของฉนวนและอุณหภูมิมีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิด ยิ่งอุณหภูมิสูง ประสิทธิภาพของฉนวนก็จะยิ่งแย่ลง เพื่อให้มั่นใจในความแข็งแรงของฉนวน วัสดุฉนวนแต่ละชนิดจึงมีอุณหภูมิใช้งานสูงสุดที่เหมาะสม ซึ่งสามารถใช้งานได้อย่างปลอดภัยเป็นเวลานานที่อุณหภูมิต่ำกว่านี้ แต่หากสูงกว่านี้จะเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็ว

การดูดซับน้ำ: เป็นการวัดระดับการดูดซับน้ำของวัสดุ โดยหมายถึงเปอร์เซ็นต์การเพิ่มขึ้นของมวลของสารที่แช่ในน้ำเป็นระยะเวลาหนึ่งที่อุณหภูมิหนึ่ง

ความแข็งแรงดึงความแข็งแรงดึง คือ ความเค้นดึงสูงสุดที่เจลสามารถทนได้เมื่อถูกยืดจนขาด เรียกอีกอย่างว่า แรงดึง ความแข็งแรงดึง หน่วยเป็น MPa

ความแข็งแรงเฉือน: หรือที่รู้จักกันในชื่อความแข็งแรงเฉือน หมายถึง พื้นที่ยึดติดต่อหน่วยสามารถทนต่อแรงสูงสุดที่ขนานกับพื้นที่ยึดติดได้ โดยทั่วไปใช้หน่วย MPa

ความแข็งแรงของเปลือก: หรือที่รู้จักกันในชื่อความแข็งแรงในการลอก คือภาระความเสียหายสูงสุดต่อหน่วยความกว้างที่สามารถทนได้ เป็นการวัดความสามารถในการรับแรง หน่วยเป็น kN/m

การยืดตัว: หมายถึงคอลลอยด์ภายใต้แรงดึงที่เกิดจากการเพิ่มขึ้นของความยาวเดิมเป็นเปอร์เซ็นต์

อุณหภูมิการโก่งตัวจากความร้อน: หมายถึงการวัดค่าความต้านทานความร้อนของวัสดุที่กำลังแข็งตัว โดยนำตัวอย่างวัสดุที่กำลังแข็งตัวไปแช่ในตัวกลางถ่ายเทความร้อนแบบไอโซเทอร์มอลที่เหมาะสมสำหรับการถ่ายเทความร้อน ภายใต้แรงดัดคงที่แบบคานรองรับอย่างง่าย แล้ววัดการเสียรูปดัดของตัวอย่างจนกระทั่งถึงค่าอุณหภูมิที่กำหนด นั่นคือ อุณหภูมิการโก่งตัวเนื่องจากความร้อน ซึ่งเรียกอีกอย่างว่า อุณหภูมิการโก่งตัวเนื่องจากความร้อน หรือ HDT

อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะของแก้วหมายถึงการเปลี่ยนสถานะของวัสดุที่ผ่านการบ่มแล้ว จากสถานะแก้วไปเป็นสถานะอสัณฐาน หรือสถานะที่มีความยืดหยุ่นสูง หรือสถานะของเหลว (หรือการเปลี่ยนสถานะตรงกันข้าม) ในช่วงอุณหภูมิแคบๆ โดยประมาณจุดกึ่งกลางที่เรียกว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะแก้ว ซึ่งมักแสดงในหน่วย Tg และเป็นตัวบ่งชี้ความทนทานต่อความร้อน

อัตราส่วนการหดตัว: นิยามว่า คือ เปอร์เซ็นต์ของอัตราส่วนของการหดตัวต่อขนาดก่อนหดตัว โดยการหดตัวคือความแตกต่างระหว่างขนาดก่อนและหลังหดตัว

ความเครียดภายในหมายถึง การไม่มีแรงภายนอกมากระทำต่อคอลลอยด์ (วัสดุ) เนื่องจากมีข้อบกพร่อง การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ตัวทำละลาย และสาเหตุอื่นๆ ที่ทำให้เกิดความเครียดภายใน

ความต้านทานต่อสารเคมีหมายถึงความสามารถในการต้านทานกรด ด่าง เกลือ ตัวทำละลาย และสารเคมีอื่นๆ

ความต้านทานต่อเปลวไฟหมายถึง ความสามารถของวัสดุในการต้านทานการเผไหม้เมื่อสัมผัสกับเปลวไฟ หรือในการยับยั้งการเผไหม้ต่อเนื่องเมื่ออยู่ห่างจากเปลวไฟ

ความทนทานต่อสภาพอากาศหมายถึง การที่วัสดุสัมผัสกับแสงแดด ความร้อน ความเย็น ลม ฝน และสภาพอากาศอื่นๆ

ความชรา: ในกระบวนการบ่มคอลลอยด์ การเก็บรักษา และการใช้งาน อาจเกิดการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพหรือเคมีหลายอย่างเนื่องจากปัจจัยภายนอก (ความร้อน แสง ออกซิเจน น้ำ รังสี แรงทางกล และสารเคมี ฯลฯ) ทำให้วัสดุพอลิเมอร์เกิดการเชื่อมโยงข้ามที่เปราะ แตก ร้าว เหนียว เปลี่ยนสี แตกร้าว ผิวหยาบเป็นฟอง เป็นผงฝุ่น หลุดลอกเป็นแผ่น และคุณสมบัติทางกลค่อยๆ เสื่อมลงจนไม่สามารถใช้งานได้ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า การเสื่อมสภาพ (aging)

ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกค่าคงที่ไดอิเล็กตริก หรือที่รู้จักกันในชื่ออัตราความจุ อัตราการเหนี่ยวนำ (ค่าสภาพยอมทางไฟฟ้า) หมายถึง ในแต่ละ "หน่วยปริมาตร" ของวัตถุ ในแต่ละหน่วยของ "ความชันศักย์" สามารถกักเก็บ "พลังงานไฟฟ้าสถิต" (พลังงานไฟฟ้าสถิต) ได้มากเท่าใด เมื่อค่า "สภาพยอมทางไฟฟ้า" ของคอลลอยด์สูงขึ้น (นั่นคือ คุณภาพแย่ลง) และกระแสไฟฟ้าไหลผ่านใกล้กับสายไฟมากขึ้น ก็ยิ่งยากที่จะบรรลุผลของการเป็นฉนวนที่สมบูรณ์ กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ มีแนวโน้มที่จะเกิดการรั่วไหลในระดับหนึ่งมากขึ้น ดังนั้น โดยทั่วไปแล้ว ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกของวัสดุฉนวนยิ่งน้อยยิ่งดี ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกของน้ำคือ 70 ความชื้นเพียงเล็กน้อยจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ

4. ส่วนใหญ่ของกาวเรซินอีพ็อกซี่กาวชนิดนี้เป็นกาวที่แข็งตัวด้วยความร้อน มีคุณสมบัติหลักดังต่อไปนี้: อุณหภูมิยิ่งสูง การแข็งตัวยิ่งเร็ว ปริมาณส่วนผสมยิ่งมาก การแข็งตัวยิ่งเร็ว และกระบวนการแข็งตัวมีปรากฏการณ์คายความร้อน

บริษัท เซี่ยงไฮ้ โอริเซน นิว แมททีเรียล เทคโนโลยี จำกัด

ติดต่อทางโทรศัพท์: +86 18683776368 (WhatsApp ด้วย)

โทร: +86 08383990499

Email: grahamjin@jhcomposites.com

ที่อยู่: เลขที่ 398 ถนนนิวกรีน เมืองซินปัง เขตซงเจียง เซี่ยงไฮ้