مقالات

تاثیر حلال بر خشکایی آلکید

تاثیر انواع حلال بر خشکایی رزین آلکید

تاثیر انواع حلال بر خشکایی رزین آلکید 1885 1414 Shamim Bakhit

تاثیر انواع حلال بر خشکایی رزین آلکید

تعریف حلال

بنابر تعریف، حلال ها، سیالاتی هستند که در شرایط متعارف ( دمای استاندارد 25درجه سانتیگراد و فشار یک اتمسفر) مایع و فرار بوده اند و قادر هستند مواد دیگر اعم از مایع و یا جامد را در خود، بدون تغییر ساختار شیمیایی حل کنند. اجزا یک محلول به روش های مکانیکی ( فیلتر و صاف کردن، ته نشینی و …) قابل جداسازی از یکدیگر نیستند و تنها از طریق استخراج (Extraction)  ، تقطیر (Distillation) و جذب در سطح (Adsorption) امکان جداسازی آن ها وجود دارد.

انواع حلال ها

حلال­ ها با توجه به ساختار شیمایی به گروه های زیر تقسیم می شوند :

    •  حلال ­های الکلی  (متانول، اتانول، ایزو پروپیل الکل و…)
    •  حلال ­های کتونی ( استون، متیل اتیل کتون، متیل ایزو بوتیل کتون و…)
    •  حلال ­های اتری ( دی اتیل اتر، دی ایزوپروپیل اتر و… )
    •  حلال های استری ( متیل استات، اتیل استات، نرمال بوتیل استات و…)
    •  حلال های هیدروکربنی آروماتیک و آلیفاتیک ( بنزن، تولوئن ، زایلن، وایت اسپریت و…)

هریک از حلال های نام برده شده با توجه به ساختار شیمیایی دارای ویژگی های متفاوتی می باشند که از مهمترین آن ها می توان به نقطه جوش، دامنه جوش، گرمای تبخیر، نقطه اشتعال، میزان خوردگی فلزات و … اشاره کرد.

انواع حلال های مهم و مورد استفاده در صنعت تولید رزین آلکید

از جمله حلال هایی که در تولید رزین های آلکید مورد استفاده قرار می گیرد، می توان به وایت اسپریت (White Spirit) ، زایلن (Xylene)  و تولوئن (Toluene)  اشاره کرد. در جدول ذیل خواص تقریبی این سه حلال نشان داده شده است:

تاثیر انواع حلال ها بر خشکایی رزین آلکید

با توجه به ساختار شیمیایی رزین آلکید، حلال مورد مصرف در این رزین ها تغییر می کند. برای مثال در رزین های بلند روغن که طول روغن بیشتر از 55 درصد دارند، حلال های آلیفاتیک مانند وایت اسپریت مناسب می باشد و برای رزین های با طول روغن کمتر از 55 درصد که در گروه های متوسط روغن و کوتاه روغن قرار دارند، حلال های آروماتیک مانند زایلن و تولوئن بهترین گزینه از نظر حلالیت می باشند.

تاثیر نوع حلال بر خواص رزین های آلکید

انتخاب درست یک حلال از عوامل مهم تولید رزین آلکید و یا تولید رنگ حاصل از آن می باشد که بر خواص مهم محصول نهایی مانند ویسکوزیته، قلم خوری و زمان خشک شدن بسیار موثر است. اما در بین خواص اعلام شده، تاثیر نوع حلال بر زمان خشک شدن ( خشکایی) بسیار مهم و قابل توجه می باشد.

فرآیند خشک شدن فیلم حاصل از رزین به دو روش فیزیکی و شیمیایی انجام می شود. در خشک شدن فیزیکی، فرآیند با تبخیر حلال و در روش شیمیایی فرآیند حاصل واکنش بین رزین و هاردنر است که نتیجه آن سخت شدن رزین می باشد . در اشکال زیر می توان فرآیند خشک شدن فیزیکی و شیمیایی را مشاهده کرد.

2-تاثیر انواع حلال ها بر خشکایی رزین آلکید
2-تاثیر انواع حلال ها بر خشکایی رزین آلکید- 3د

اما در خشک شدن فیزیکی می توان نقش حلال را بسیار پررنگ تر دید. در این روش تشکیل فیلم خشک، صرفا نتیجه خارج شدن حلال از فیلم تر است که نقطه جوش حلال ها، بسیار نقش تعیین کننده ای را ایفا می کند. همانطور که در جدول فوق قابل مشاهده است، تولوئن نسبت به زایلن و وایت اسپریت به علت داشتن نقطه جوش پایین تر، سرعت تبخیر بالاتری دارد؛ در نتیجه، فیلم حاصل از حلال تولوئن سریع تر خشک خواهد شد. پس از آن، به ترتیب فیلم های حاصل از حلال های زایلن و وایت اسپریت سرعت خشک شدن بالاتری را دارا می باشند.

شرکت رزیتان یکی از تولید کنندگان رزین های آلکید در کشور می باشد که سعی کرده است تا با توجه به خواسته های مشتریان خود تغییرات نوع حلال رزین ها را با حفظ کیفیت خواص انجام، و نیاز بازار داخل و خارج از کشور را  برطرف سازد.

Water based Acrylic Resin

رزین های اکریلیک پایه آبی

رزین های اکریلیک پایه آبی 2400 1120 Shamim Bakhit

نگاهی اجمالی بر رزین های اکریلیک پایه آبی

تاریخچه

پلیمر های اکریلیک برای اولین بار در سال1880 توسط شیمیدان سوئیسی Georg W. A Kahlbaum تهیه شد. در سال 1901 در آلمان Otto Röhm کار سنتز اکریلات خود را در محصولات پلیمریزاسیون اسید اکریلیک شروع و در سال 1915 به ثبت رسانید.

رزین های آکریلیک محصول پلیمریزاسیون اسیدهای آکریلیک ، متاکریلیک و مشتقات آنها می باشد و مقاومت شیمیایی و فتو شیمیایی خوبی از خود نشان می دهند  .سه عامل دمای انتقال شیشه ا (Tg) ، میانگین وزن ملکولی پلیمرها و توزیع وزن ملکولی بر خواص رزین (ویسکوزیته – پراکندگی) و همچنین به دست آوردن محصول نهایی (سختی – انعطاف پذیری آن) تاثیر داشته است. تفاوت اسید متا اکریلک با اسید اکریلیک در این است که در اسید متا اکریلیک گروه متیلی، به جای اتم هیدروژن، گروه متیل نشسته است.

ساختار رزین اکریلیک

رزین های اکریلیک را می توان به رزین اکریلیک پایه آبی و رزین اکریلیک پایه حلالی دسته بندی نمود. رزین های اکریلیک پایه آب خود به دو دسته رزین های اکریلیک امولسیونی (معلق در آب) و رزین های اکریلیک محلول در آب طبقه بندی می شوند.

water based Acrylic resin

متا اکریلیک اسید                                 اکریلیک اسید

  • رزین های اکریلیک پایه آب

رزین های امولوسیونی، در آب به صورت معلق در آمده و با آب رقیق می شوند و معمولاً با چند ماده کمکی همچون ضد کف، غلظت دهنده و امولسیفایر همراه هستند. همچنین این رزین ها مقاومت شیمیایی کمتری نسبت به رزین های اکریلیک حلالی دارند. رزین های اکریلیک بر پایه آب می توانند به راحتی در آب حل شوند، اما رزین های بر پایه حلال، در حلالی خاص و یا مخلوطی از حلال ها، حل می گردد.

قابلیت بالای رزین برای در بر گیری انواع فیلرها که به دلیل قدرت ترکنندگی بالای آن است، به همراه خاصیت الاستیسیته مناسب آن، باعث شده است تا این محصول به عنوان ماده پایه برای تولید انواع پوشش های عایق سفید بام، عایق بتن، عایق رطوبتی پشت بام، مالت های ساختمانی، چسب کاشی، پوشش های انعطاف پذیر و آب بند و نیز بر روی انواع سطوح گچی، سیمانی، بتونی و دیگر بسترها در محیط داخل و خارج ساختمان مورد استفاده قرار گیرد. فیلم حاصل از این محصول شفاف، انعطاف پذیر، بدون ترک خوردگی، با مقاومت بسیار بالا در برابر آب و دارای چسبندگی سطحی می باشد. این رزین ها مقاومت شیمیایی کمتری نسبت به رزین های اکریلیک حلالی دارند.

از جمله ویژگی های این رزین ها می توان به موارد ذیل اشاره نمود:

    • انعطاف پذیری بالا
    • عدم تغییر رنگ در اثر مرور زمان
    • چسبندگی بسیار بالا

رزین های اکریلیک پایه آب در بسیاری از صنایع کاربرد دارند و به علت دوستدار محیط زیست بودن، جایگزین بسیار مناسبی برای تعداد زیادی از رزین های پایه حلالی می باشند.

از کاربردهای این رزین می توان به تولید رنگ ترافیکی سرد، رنگ های صنعتی، رنگ های ساختمانی، پوشش های مخصوص چوب و عایق های رطوبتی، صنایع نساجی، صنایع چسب و کاغذ، صنایع ساختمان، صنایع شوینده، صنایع آرایشی و بهداشتی، صنعت چرم و … می باشد.

water based Acrylic resin
    • رزین های اکریلیک امولسیونی، لاتکس

یکی از انواع رزین های اکریلیک امولسیونی، لاتکس ها می باشند. لاتکس با تبخیر آب می تواند فیلم های مقاوم و با ماندگاری بالا تولید نماید. به منظور افزایش انسجام و مقاومت فیلم ساخته شده، دمای انتقال شیشه ای پلیمر باید زیر دمای تشکیل فیلم باشد تا تغییر شکل ذرات و انتشار مولکول های پلیمری فراهم شود. در نتیجه حداقل دمای تشکیل فیلم یک عامل مهم در هنگام انتخاب یک امولسیون اکریلیک است. این ماده در صنعت پوشش به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. از کاربرد های دیگر لاتکس می توان به استفاده در ساخت آکواریوم ها، صفحه نمایش گوشی های تلفن همراه، وان های حمام و … اشاره نمود. علاوه بر این، ماده فوق در ساخت رنگ های آکریلیکی نیز کاربرد دارد. لاتکس در تهیه محصولاتی که نیاز به دوام و همچنین انعطاف پذیری بالایی دارند مانند ماسک، لاستیک و غیره مورد استفاده قرار می گیرد.

Water based Acrylic resin
رزین های مورد استفاده در صنعت پوشش چوب

رزین های مورد استفاده در صنعت پوشش چوب

رزین های مورد استفاده در صنعت پوشش چوب 1200 861 Shamim Bakhit

کاربرد رزین در صنعت چوب

تاریخچه

چوب یکی از قدیمی ترین و ابتدایی ترین مصالح ساختمانی موجود در طبیعت است که بشر در طول تاریخ از آن استفاده کرده است و تنها مصالح ساختمانی است که از منبع قابل تجدید به دست می آید. از جمله مهمترین کاربردهای چوب می توان به مواردی چون ساخت مصنوعات چوبی، استفاده از آن در اعضای باربر ساختمان، استفاده از آن برای کارهای کمکی در ساخت و ساز مثل قالب سازی، داربست و غیره و همچنین نماسازی و تزئین اشاره کرد. عیب بزرگ چوب تغییر پذیری آن تحت شرایط محیطی مختلف است. هنگامی که چوب بدون محافظ در فضای باز قرار می گیرد، دچار 1- تخریب نوری توسط پرتو ماوراء بنفش، 2- خیس شدن، هیدرولیز و تورم توسط آب و 3- تغییر رنگ و تخریب در اثر ایجاد لکه و ایجاد پوسیدگی توسط میکرو ارگانیسمها می شود.

در فضای باز، سطح صاف چوب با بالا آمدن دانه ها و ایجاد ترک های ریز ناهموار می شود که این ترکها در ادامه به شکاف های بزرگ تبدیل می شوند. دانه ها ممکن است شل شوند، تخته ها منحنی شوند و از بست ها جدا شوند. در نتیجه، سطح زبر شده تغییر رنگ داده، کثیفی و کپک را جمع می کند و ممکن است نامناسب شود. همچنین، چوب انسجام سطحی خود را از دست می دهد، شکننده شده و خرد می شود. همه این اثرات، که توسط ترکیبی از نور، آب، نیروهای مکانیکی و گرما به وجود می آیند، تحت عنوان هوازدگی بیان می شود.

فاکتورهای هوازدگی

1- رطوبت

یکی از دلایل اصلی هوازدگی، قرار گرفتن مکرر سطح چوب در معرض تغییرات سریع رطوبت است. آب باران یا ریزش شبنم روی چوب محافظت نشده، به سرعت توسط اثر مویینگی روی لایه سطحی چوب و به دنبال آن در دیواره های سلول چوب جذب می شود و در نتیجه، چوب متورم می شود.

2- نور

تخریب فتوشیمیایی چوب در اثر نور ماوراء بنفش خورشید به طور نسبتاً سریع در سطح چوب اتفاق می افتد. تغییر رنگ اولیه چوب که در ابتدا به صورت زرد شدن یا قهوه ای شدن است و در ادامه منجر به خاکستری شدن چوب می شود، یک پدیده کاملاً سطحی بوده که در نتیجه تجزیه لیگنیندر سلولهای چوبی در عمق 0.05 تا 0.5میلیمتر از سطح رخ می دهد.

3- سایر عوامل

با افزایش دما، سرعت واکنشهای فتوشیمیایی و اکسیداسیون افزایش می یابد. به عنوان مثال محققین دریافته اند که نور مرئی می تواند به تجزیه لیگنین در طول هوازدگی کمک کند و در نتیجه استحکام چوب به مقدار زیادی کاهش می یابد. انجماد و ذوب آب جذب شده می تواند در تخریب بافت چوب نقش قابل ملاحظه ای را ایفا کند. همچنین سایش یا اعمال مکانیکی مانند باد، ماسه و خاک می تواند عامل مهمی در میزان تخریب سطح چوب باشد .استفاده از رزین ها برای محافظت از سطح چوب در برابر عوامل ذکر شده، موضوعی می باشد که از گذشته به آن توجه شده است. برخی از این موارد در زیر آورده شده است:

    • استفاده از رزین آلکید و اکریلیک جهت محافظت از چوب در برابر قارچ و حشرات

بر خلاف هوازدگی، قارچ ها و حشرات می توانند چوب را به طور کامل تخریب کرده و آسیب جدی به ساختار وارد کنند. برای جلوگیری یا به تأخیر انداختن خرابی، محصولات چوبی باید در برابر قارچها و حشرات محافظت شوند. این حفاظتها را می توان به دو دسته تقسیم کرد: عملیات شیمیایی و حرارتی.

در حفاظت شیمیایی، مواد شیمیایی نگه دارنده (که تحت عنوان آفت کش ها طبقه بندی شده اند) به چوب آغشته می شوند، یا از مواد شیمیایی مختلف برای اصلاح چوب استفاده می شود تا آن را کمتر در معرض تخریب زیستی قرار دهند. فرمول های نگه دارنده معمولاً شامل قارچ کش ها و حشره کش ها هستند که با استفاده از فشار بالا و کاربردهای خلاء به چوب اضافه می شوند. درجه اصلاح بستگی به فرمولاسیون، بارگذاری نگه دارنده و قابلیت اصلاح گونه های مختلف چوب دارد. از رزین های پایه آب و پایه حلالی آلکیدی و اکریلیکی می توان به این منظور استفاده کرد.

رزین های مورد استفاده در صنعت پوشش چوب

شکل 1 – تصویر دو نمونه از چوب کاج (الف) بدون پوشش و (ب) پوشش داده شده با رزین پایه آب آلکید-اکریلیک پس از 3 سال هوازدگی
طبیعی

    • اصلاح با مشتقات DMDHEU2

فرآیند بلمادور3 برای خروج هوا از چوب در کارخانه آغشته سازی و در فشار دیگ بخار استفاده می شود. پس از آن، محلول آبی رزین با فشار حدود 10 بار به طور کامل به چوب نفوذ می کند. با حرارت دادن بعدی در دمای بیش از 100 درجه سانتیگراد، الیاف سلولزی با یکدیگر پیوند متقابل برقرار می کنند. در این فرایند لایه مجزایی تشکیل نمی شود و تنها رزین در چوب نفوذ می کند.

    • رزین های فنول فرمالدهید

رزین های فنولی به علت دارا بودن ویژگی هایی نظیر استحکام چسبندگی و مقاومت حرارتی بالا، پایداری ابعادی مناسب و همچنین مقاومت بالا در برابر آب، حلال و اسید، در طیف وسیعی از کاربردها استفاده می شوند. در این بین، چسب های فنول فرمالدهید (PF) عمده ترین چسب های ترموست هستند که برای چسباندن قطعات و پنل های چوبی استفاده می شوند.

رزین فنول فرمالدهید از دو جزء فنول و فرمالدهید در حضور کاتالیزورهای اسیدی یا بازی به روش پلیمریزاسیون تراکمی تهیه می شوند. مسیر واکنش متفاوت است و به نوع کاتالیزور بستگی دارد. رزول و نووالاک دو نوع از رزین های فنول فرمالدهید هستند. رزول ها در شرایط قلیایی و با نسبت مولی فرمالدهید اضافی و نووالاک ها در شرایط اسیدی و با نسبت مولی فنول اضافی تهیه می شوند.

    • رزین های اوره فرمالدهید

رزین های اوره فرمالدهید (UF) استفاده از مونومرهای اوره و فرمالدهید همانند رزین های فنول فرمالدهید به روش پلیمریزاسیون تراکمی تهیه و سنتز می شوند. از این رزین ها به عنوان چسب در صنعت چوب استفاده می شود. این چسب ها دارای ویژگی هایی چون قیمت پایین، واکنش پذیری بالا، شفافیت و ضد شعله وری هستند و عیب آنها نداشتن مقاومت در برابر آب می باشد.

    • اصلاح با رزین های ملامین فرمالدهید

از دیگر رزین های تهیه شده به روش پلیمریزاسیون تراکمی می توان به رزین ملامین فرمالدهید اشاره کرد. در اصلاح شیمیایی چوب با رزین های ملامین ، اتصال عرضی عمدتاً به دلیل واکنش با گروه های هیدروکسیل چوب اتفاق می افتد. پوشش با رزین های ملامینه باعث ایجاد چوب های پایدار و سخت تر می شود و محافظت در برابر پوسیدگی نیز بهبود می یابد. به چوب هایی که با رزین های ملامینه اصلاح می شوند، الوار پلیمری نیز گفته می شود. معایب این روش در حال حاضر هزینه های بسیار بالای آن است. نمونه ای از چوب پوشش داده شده با رزین ملامینه که با نور ماوراء بنفش پخت شده، در شکل 2 نشان داده شده است.

رزین های مورد استفاده در صنعت چوب

شکل 2- نمونه چوب پوشش داده شده با رزین ملامینه که تحت نور ماوراء بنفش پخت شده است.

    • رزین های ملامین اوره فرمالدهید

رزین ملامین فرمالدهید (MF) به طور گسترده ای در ساخت ترکیبات قالبگیری، لمینت، چسب، پوشش سطح و سایر کاربردهای صنعتی استفاده می شود. رزین ملامین فرمالدهید در مقایسه با رزین اوره فرمالدهید مقاومت بسیار بالاتری در برابر حمله آب دارد، با این حال رزین MF در مقایسه با رزین UF گران است. به همین دلیل، امروزه رزین MF را با وارد کردن اوره به آن، برای تشکیل رزین ملامین اوره فرمالدهید (MUF) ارزانتر کرده اند.

شرکت رزیتان به عنوان یکی از بزرگترین شرکت های تولید کننده انواع رزین های صنعتی، قادر به تولید آمینو رزین ها از جمله اوره فرمالدهید و ملامین فرمالدهید، با کیفیت مناسب و ظرفیت بالا در جهت استفاده در صنعت چوب می باشد.

__________________________________________________

  1. لیگنین دسته ای از پلیمرهای آلی پیچیده است که مواد ساختاری کلیدی را در بافت اکثر گیاهان تشکیل می دهد
  2. 1,3-dihydroxymethyl-4,5-dihydroxy-imidazol-2-one (m-DMDHEU)
  3. Belmadur
پوشش های پایه آبی 1

پوشش های آبی

پوشش های آبی 1024 675 Shamim Bakhit

پوشش های آبی

تاریخچه

پوشش های بر پایه آب سامانه هایی هستند که آب حلال اصلی آنها به شمار می رود. پژوهش در باره پوشش های بر پایه آب از دهه 1950 آغاز شد و امروزه با گذشت بیش از 50 سال، کاربردهای متعددی پیدا کرده اند. در سال های اخیر با توجه به سخت تر شدن قوانین زیست محیطی، سازندگان پوشش ها برای بهبود کیفیت پوشش های بر پایه آب اولویت زیادی قائل شده اند و نتیجه آن پیشرفت های فناورانه ای است که ضمن برخورداری از مزایای متعدد، با مشخصه های اصلی و کارآمد پوشش های بر پایه حلال برابری می کند.

لاتکس های پوشش های پایه آبی

پوشش های بر پایه آب از نوع لاتکسی از راه به هم پیوستگی لاتکس سخت می شوند. این امر هنگامی رخ می دهد که حلال و آب هر دو تبخیر شده و در اثر فشار های حاصل، ذرات لاتکس در پوشش به هم می پیوندند.لاتکس حاصل از خواصی چون سختی، مقاومت در برابر لکه شدن، انعطاف پذیری و پایداری بالا در برابر خوردگی با براقیت بالا در برابر حلال برخوردار می‌باشد.

پوشش های پایه آبی 2

مزایای پوشش های پایه آبی

    1. کاهش شدید VOC(ترکیبات آلی فرار) و کاهش آلودگی زیست محیطی که پاسخگوی سخت ترین مقررات زیست محیطی میباشد.
    2. استفاده از آب به جای حلال جهت رقیق کردن که این امر موجب صرفه جویی زیادی در هزینه حلال می شود.
    3. کاهش بو در حین کار و حذف خطرات ناشی از آتشگیری  و بالا رفتن ایمنی کار .
    4. صرفه جویی در منابع و انرژی

انواع رزین های مورد استفاده در صنعت پوشش های پایه آب

    • رزین اکریلیک پایه آب

این رزین بهترین کیفیت و بیشترین میزان تولید و مصرف را در میان رزین های پایه آبی دارد. فرآیند تولید آن ها به صورت امولسیونی با استفاده از پلیمریزاسیون مونومرهای آکریلیک، متاکریلیک و مشتقات آنها در محیط آبی همراه با آغازگر می باشد. در این زمینه شرکت رزیتان دارای کد محصولاتی بر پایه استایرن اکریلیک و اکریلیک خالص با مشخصات فنی مناسب می باشد.

    • رزین آلکید پایه آب

رزین آلکید پایه آب معمولا پلی استرهای بر پایه روغن های اشباع یا غیر اشباع یا اسیدهای چرب و الکل ها اند که برای ایجاد قابلیت امتزاج اصلاح شده اند.

    • رزین پلی استر اشباع پایه آب

رزین پلی استر اشباع پایه آب که از پلیمریزاسیون تراکمی اسیدها و بازهای دو عاملی و فرایند تشکیل نمک در آب تولید می شوند.

    • رزین اپوکسی پایه آب

رزین اپوکسی پایه آب به طور کلی از یک عامل پخت بر پایه آمین و یک رزین اپوکسی تشکیل شده است.

    • رزین پلی یورتان پایه آب

رزین پلی یورتان پایه آب یک سیستم دو فازی کلوئیدی هستند که شامل اجزای پلی یورتان در محیط آبی است. بیشتر گروه‌های اسیدی و نیتروژنی نوع سوم خنثی شده و اساس مرکز پراکندگی در آب را تشکیل می‌دهند.

در ادامه انواع ویژگی ها و کاربردهای رزین های مناسب برای پوشش های آبی به شرح زیر توضیح داده شده است:

پوشش های آبی 3

شرکت رزیتان با تکیه بر متخصصین داخلی خود توانسته است انواع رزین های اکریلیک پایه آب مناسب برای صنایع پوشش های آبی را با استفاده از مواد اولیه های مرغوب داخلی و وارداتی با بهترین نوع خواص مانند مقاومت کششی و سایشی مناسب ، چسبندگی خوب و …. تولید نماید.

فرآیند پخت رزین های پلی استر غیر اشباع

فرآیند پخت رزین های پلی استر غیر اشباع

فرآیند پخت رزین های پلی استر غیر اشباع 620 382 Shamim Bakhit

فرآیند پخت رزین های پلی استر غیر اشباع

مقدمه

رزین پلی ‌استر غیر اشباع در حالت مایع، معمولا شامل زنجیرهای پلیمری محلول در یک منومر فعال می باشد. در واقع حلال این رزین نوعی منومر است که در واکنش جامد شدن و پخت رزین شرکت می‌کند. هم حلال و هم زنجیرهای پلیمری شامل باندهای غیر اشباع کربن-کربن می باشند. در واقع فرآیند پخت به معنی واکنش این باندهای دوگانه با یکدیگر و تشکیل یک شبکه سه بعدی پلیمر می‌باشد که موجب جامد شدن و مستحکم شدن رزین می‌گردد. این واکنش یک واکنش برگشت ناپذیر است. در نتیجه رزین پلی استر غیر اشباع یک پلیمر ترموست می‌باشد، به این معنی که با افزودن حلال یا حرارت به حالت مایع اولیه بر نمی‌گردد و با افزایش حرارت به جای ذوب شدن تخریب می‌گردد.

شیمی فرآیند پخت

فرآیند پخت رزین‌های پلی استر غیر اشباع، یک نوع پلیمریزاسیون رادیکالی می‌باشد. در این فرآیند پراکسایدهای آلی به عنوان شروع کننده رادیکالی استفاده می شوند و رادیکال های آزاد با تجزیه پراکسایدها به وجود می آیند. تجزیه پراکسایدها از طریق شتابدهنده یا حرارت یا هر دو آنها باهم اتفاق می افتد. شتابدهنده‌ها معمولا محلولی از نمک های فلزی مانند اکتئات کبالت با غلظت (1 تا 10%) می باشد. یون های کبالت در یک واکنش کاهشی با پراکسایدها واکنش می‌دهند و آن ها را تبدیل به رادیکال های آزاد می نمایند.

فرآیند پخت رزین های پلی استر غیر اشباع

بعد از مخلوط کردن شتابدهنده ها و شروع کننده، مولکول رادیکالی شده با حمله به باندهای دوگانه موجود در مولکول استایرن یا باندهای دوگانه موجود در مولکول پلیمری رزین، موجب رادیکالی شدن این مولکول های پلیمری می شود، سپس این مولکولها با یکدیگر واکنش می دهند و یک شبکه سه بعدی ایجاد می کنند. طی این مسیر بعد از گذشت مدت زمانی (معمولا حدود 5 الی 25 دقیقه) رزین به حالت ژله‌ای نزدیک می شود که قبل از رسیدن به این نقطه، رزین قابل استفاده و فرآیند پذیر می باشد، اما بعد از آن قابلیت فرآیند پذیری خود را از دست می دهد و رفته رفته به حالت جامد نزدیک‌تر می‌گردد. با توجه به اینکه این واکنش یک فرآیند گرمازا می‌باشد، بعد از افزودن شتابدهنده و شروع کننده، دمای مخلوط به تدریج زیادتر می شود تا زمانی که رزین به پیک دمایی خود می رسد و از این لحظه به بعد دمای رزین رو به کاهش می رود. این به این معنی است که فرآیند پلیمریزاسیون به اندازه ای آهسته شده است که سرعت تولید حرارت کندتر از سرعت انتقال آن می باشد، اما این به معنی اتمام فرآیند پخت نمی‌باشد و فرآیند پخت همچنان ادامه دارد. این فرآیند به تدریج آهسته تر می شود تا زمانی که شبکه پلیمری نهایی تشکیل و مواد کاملا جامد شوند.

به صورت کلی پخت پلی استر غیر اشباع را می توان به دو نوع پخت در دمای محیط و پخت دما بالا تقسیم بندی کرد:

    • پخت در دمای محیط

معمولا برای پخت پلی استر غیر اشباع در دمای محیط از دو نوع سیستم پخت استفاده می شود:

  1. سیستم پختی که کبالت در آن به عنوان شتابدهنده و متیل اتیل کتون پراکساید به عنوان شروع‌کننده استفاده می شود.
  2. سیستم پختی که در آن یک آمین نوع سوم مانند دی متیل آنیلین، دی متیل پارا تولویدین و .. به عنوان شتابدهنده و بنزوئیل پراکساید به عنوان شروع کننده استفاده می گردد.
    • پخت پلی استر غیر اشباع در دمای بالا

روش دیگر پخت پلی استر غیر اشباع، استفاده از دمای بالا (80 تا 160 درجه) برای تجزیه کردن پراکساید می باشد. در این حالت باید از پراکسایدهایی استفاده نمود که در دمای بالا فعال می شوند. این پراکساید می‌تواند از خانواده‌ی Preester ها مانند tertiary butyl perbenzoate یا  preketal ها مانند  1,1-di-(tert-butylperoxy)-3,3,5-trimethyl cyclohexane باشد. برای کمک به پخت رزین و تسریع آن می توان از شتابدهنده کبالت نیز استفاده نمود. معمولا ترکیب پلی استر غیر اشباع با این پراکسایدها در دمای محیط shelf life قابل قبولی را فراهم می آورد. بنابراین در شرایطی که لازم باشد رزین با پراکساید مخلوط گردد و مدتی در انبار بماند به گونه‌ای که در دمای محیط پخت نشود اما با شروع گرمایش پخت شروع شود، می توان از این نوع پراکسایدها استفاده نمود (مانند فرآیند SMC).

فاکتورهای موثر بر فرآیند و درجه پخت پلی استر غیر اشباع

  1. سیستم پخت انتخاب شده
  2. دمای محیط
  3. مقدار رزین و ضخامت قطعه
  4. مقدار شتابدهنده و شروع کننده

درجه پخت پلی استر غیراشباع بر خواص نهایی پلیمر اعم از مقاومت خوردگی، مقاومت شیمیایی و مقاومت مکانیکی آن‌ها اثر خواهد گذاشت. درجه پخت معمولا از طریق اندازه‌گیری درصد استایرن باقی‌مانده بدست می‌آید. معمولا بعد از پخت اولیه، 2 تا 4 درصد استایرن باقی مانده در محصول وجود دارد. در بسیاری از کاربردها درصد استایرن باید بسیار کم باشد. به عنوان مثال در موارد Food Contact مانند لوله های انتقال آب آشامیدنی، منومرهای واکنش نداده نباید از محصول نهایی به داخل آب نشت کند. هم‌چنین درصورتی که پخت کامل اتفاق نیفتد، مقاومت‌های مکانیکی رزین کاهش خواهد یافت. به همین دلیل در بسیاری از موارد جهت اطمینان از کامل شدن پخت پلی استر غیر اشباع، از پخت ثانویه (Post Cure) استفاده می‌شود. فرآیند Post Cure از 6 تا 24 ساعت در دمای بین 60 تا 100 درجه اتفاق می افتد. شکل زیر رابطه پخت با افزایش دما و استایرن باقی مانده را نشان می‌دهد.

فرآیند پخت رزین های پلی استر غیر اشباع2
معرفی رزین های پلی استر غیر اشباع-بخش سوم

معرفی رزین های پلی استر غیر اشباع-بخش سوم

معرفی رزین های پلی استر غیر اشباع-بخش سوم 1024 680 Matin Azizi

 پلی استر غیر اشباع

مقدمه

با توجه به مصرف پلیمرها در طیف وسیعی از صنایع، پیش بینی شده است که تولید این پلیمرها در جهان مجموعا به مرز 400 میلیون تن برسد. پلی استر یکی از رزین های پرکاربرد در صنایع می باشد. به شکل کلی این رزین حاصل واکنش استریفیکاسیون الکل ها و اسیدهای چند ظرفیتی در محیط اسیدی می باشد. سرعت تشکلیل ساختار استری در واکنش به عوامل مختلفی نظیر فعالیت گروه های عاملی، قابلیت انحلال واکنش دهنده ها، دمای واکنش و غلظت گروه های عاملی حضور کاتالیزر و راندمان خروج آب بستگی دارد. پلی استر ها به شکل کلی به انواع اشباع و غیر اشباع تقسیم بندی می شوند که تفاوت انها در ساختار شیمیایی این دو ساختار می باشد (حضور یا عدم حضور باند دو گانه در ساختار نهایی). رزین  پلی استر غیر اشباع یکی از رزین ها ترموست پر اهمیت در صنعت می باشد. این رزین دارای مزایای قابل توجهی می باشد نظیر قابلیت پخت در دمای اتاق، قیمت مناسب در کنار خصوصیات مکانیکی خوب و شفافیت. این رزین برخلاف سایر ررینهای ترموست سبب تولید محصولات جانبی در هنگام فرآیند پخت نمی شود. بنابراین این رزین به سادگی میتواند در دما و فشار پایین قالبگیری و یا ورقه ورقه (لمینیت) شود. عمدتاً در صنایع فایبرگلاس، در صنعت پوشش و ساخت بتونه سنگی و لاک های چوب کاربرد وسیعی دارند. مقدار مصرف این رزین در سال 1990 برابر با 106 میلیون دلار در مقیاس چهانی برآورد شده است و این مقدار با توسعه صنایع مذکور رو به افزایش می باشد. پلی استر غیر اشباع در سال 1946 برای اولین بار در امریکا سنتز و به مصرف صنایع فایبر گلاس می رسید. سپس در صنایع دیگری نظیر BMC و SMC  مورد استفاده قرار گرفت.

unsaturated polyester resin

ﺗﺄثیر مواد اولیه مورد مصرف در تولید رزین پلی استر غیر اشباع

مواد اولیه تولید رزین پلی استر غیر اشباع شامل گلیکول های اشباع و غیر اشباع، اسیدها و انیدریدهای غیر اشباع، اسیدها و انیدریدهای بهبود دهنده و منومرهای شبکه کننده می باشد. انتخاب هر یک از مواد اولیه ﺗﺄثیر بسزایی در ایجاد خواص نهایی مورد نظر دارد و از این رو با توجه به خواص نهایی مورد انتظار، می توان خواص نهایی را برای رزین تعیین و تنظیم کرد. به عنوان مثال تغییر سختی رزین نهایی پلی استر به عنوان یک ویژگی مهم برای مصرف کننده، وابسته به کریستالیته ساختار شیمیایی می باشد. شایان ذکر است که تغییر در یکی از مواد اولیه با هدف تغییر یک خصوصیت خاص در رزین نهایی، منجر به تغییر در سایر خواص می گردد که تنظیم همه خصوصیات به شکلی که در دامنه استاندارد و مطابق با نظر مشتری باشند، کاری مهندسی و ظریف و نیازمند تجربه و محاسبات دقیقی می باشد.

زمان ژل شدن

زمان ژل شدن یکی از پارامتر هایی است که تاثیر بسزایی در خواص نهایی رزین پلی استر غیر اشباع بعد از فرآبند پخت ایجاد می کند. این فرآیند تحت تاثیر بازدارنده، کاتالیست و شتابدهنده می تواند کند یا تند شود. ذکر این نکته ضروریست که این زمان باید در بازه ای بهینه تنظیم گردد چراکه با طولانی شدن پخت، سبب زمان بر شدن تولید و کندی خط و در نهایت تحمیل ضررهای مالی بر تولید کننده می شود. بیش از حد تند شدن فرآیند پخت تنش های وارده بر رزین را افزایش داده و سبب ایجاد عیوبی نظیر ترک و یا گیر افتادن حباب ها در بالک رزین و غیره می گردد. معمولاً دو سیستم کاتالیست و شتابدهنده برای این رزین مرسوم می باشد که به ترتیب عبازتند از 1) متیل اتیل کتون پروکساید- کبالت نفتنات 2) بنزوییل پروکساید –دی متیل انیلین. در صورت لزوم برای طولانی ترکردن زمان ژل شدن می توانیم از بازدارنده ها بر پایه هیدروکینون نیز استفاده کنیم. با تغییرات مقادیر کمی برای شتابدهنده، کاتالیست و بازدارنده امکان کنترل فرآیند پلیمریزاسیون فراهم شده که سبب افزایش و کاهش زمان ژل شدن می شود.

انواع پلی استر غیر اشباع

انواع مختلفی پلی استر غیر اشباع توسط شرکت های رزین سازی با هدف رفع نیاز بازار و مصرف کننده تولید می شود که با روش فوق الذکر این تغییرات و رسیدن به خواص مورد نظر صورت می گیرد. در ذیل انواع کلی و مرسوم پلی استر غیر اشباع به شکلی خلاصه اشاره می گردد:

  • پلی استر های غیر اشباع با اهداف عمومی
  • پلی استر غیر اشباع منعطف
  • پلی استر غیر اشباع مقاوم و بادوام
  • پلی استر غیر اشباع با حداقل جمع شدگی
  • پلی استر غیر اشباع مقاوم در برابر عوامل اب و هوایی( مقاومت بالا در برابر اشعه ماوراء بنفش)
  • پلی استر غیر اشباع با مقاومت بالای شیمیایی
  • پلی استر غیر اشباع با مقاومت بالا در برابر آتش

جمع بندی

با توجه به نیاز روز افزون صنعت به استفاده از کامپوزیت ها و همچنین مصرف رزینی با خواص مقاومتی قابل قبول درکنار قیمت منطقی انتظار می رود که میزان مصرف پلی استر غیر اشباع در دهه آینده روند صعودی را درپیش گیرد که البته نظر به تحقیقات علمی نوین در بهبود خواص کیفی آنها، ممکن است سبب افزایش رشد تقاضا بیش از مقدار پیش بینی شده شود.

پلی استر غیر اشباع سنگ مصنوعی

کاربرد پلی استر غیر اشباع در سنگ مصنوعی

کاربرد پلی استر غیر اشباع در سنگ مصنوعی 1920 1281 Shamim Bakhit

کاربرد پلی استر غیر اشباع در سنگ مصنوعی

مقدمه

سنگ ها یکی از منابع اولیه محبوب و پر کاربرد از سالیان دور هستند که در ساختمان ها ، نماها و بخش های مختلفی اعم از مسکونی و صنعتی کاربرد قابل توجهی دارند. مشکلات استفاده از آنها نظیر دشواری فرآیند استفاده از سنگ و همچنین انتقال و رساندن آنها به بازار و سپس به دست مشتری، سبب می شود که قیمت تمام شده آنها به شدت افزایش یابد. دشواری های مذکور، بشر را به فکر جایگزینی سنگ ها با موادی با ظاهری مشابه و مشکلات کمتر انداخت و در نهایت، تحقیقات بر روی سنگ های مصنوعی آغاز گردید.

پلی استر غیر اشباع در سنگ مصنوعی

سنگ مصنوعی

به شکل کلی سنگ مصنوعی از دو فاز پیوسته و غیر پیوسته تشکیل می شود. در فاز پیوسته که در واقع ماتریس (زمینه) ساختار سنگ مصنوعی می باشد، می توان از رزین ها  (آلی) یا از گچ و سیمان (معدنی) استفاده نمود. نقش اصلی این فاز، ایجاد چسبندگی و یکپارچه سازی ساختار یا به نحوی در کنار هم قراردادن مواد و اجزای تشکیل دهنده به شکل متحد می باشد. به طور کلی، فاز پیوسته با جنس پلیمری (رزین) در ساخت سنگ مصنوعی بسیار محبوب می باشد، چراکه با اعمال اصلاحات رزین، قابلیت های این ساختار ارتقا یافته و خواص نهایی سنگ مصنوعی به شکل مطلوبی قابل تغییر می باشد.

فاز دوم برای ساخت سنگ مصنوعی فاز غیر پیوسته می باشد که در این فاز به علت قدرت و سختی بالاتر، به آن فاز تقویت کننده ساختار کامپوزیتی نیز می گویند. ذکر این نکته حائز اهمیت است که فاز تقویت کننده تنها به علت افزایش استحکام به کار نمی رود، بلکه برای کاهش میزان مصرف فاز پیوسته (رزین) نیز استفاده از ان متداول می باشد.  به همین دلیل این مواد را تحت عنوان “پرکننده” نیز نامگذاری می کنند. تقویت کننده ها به اشکال فیزیکی مختلفی نظیر پودر، الیاف و پولک در ساختار سنگ های مصنوعی کاربرد دارند. به طور کلی، شکل فیزیکی این مواد و ابعاد کلی آنها نظیر طول، قطر و ضخامت می توانند در انتقال استرس از فازهای پیوسته به ناپیوسته نقش ایفا کنند. اما شکل سطحی مواد اعمالی در مقیاس میکروسکوپی و  نیز خصوصیات شیمیایی آنها و همچنین پیوندهای تشکیل شونده روی سطوح درحال تماس فاز پیوسته/ ناپیوسته، به لحاظ تئوری نقش بسیار تعیین کننده ای در خصوصیات نهایی سنگ مصنوعی از نظر چسبندگی و قدرت مکانیکی نهایی ایفا می کنند. در صنعت، مواد مختلفی از پرکننده های مذکور نظیر الیاف، پودر سیلیس (پودر شیشه) و کربنات کلسیم استفاده می شود.

پلی استر غیر اشباع در سنگ مصنوعی 3
پلی استر غیر اشباع در سنگ مصنوعی

مزایای سنگ مصنوعی

سنگ های مصنوعی به عنوان جایگزین سنگ های طبیعی از مقاومت خوبی برخوردار هستند که سبب توجه سازندگان و مشتریان سنگ در بازار شده است. مزایای اصلی سنگ مصنوعی نسبت به سنگ طبیعی عبارتند از :

    • تمیز شوندگی ساده آنها با آب و مواد تمیز کننده
    • نفوذ پایین آب و روغن به ساختار سنگ مصنوعی به دلیل عدم حضور حفر های سطحی متداول در سنگ طبیعی
    • مقاومت مکانیکی بالا و همچنین مقاومت قابل توجه در مقابل خط و خش
    • مقاومت مناسب در برابر آتش و مقاومت گرمایی و حرارتی خوب
    • قابلیت شکل پذیری به اشکال مورد نظر
    • قیمت مقرون به صرفه تر
    • قابلیت بهبود استحکام
    • دوام و پایداری کافی

کاربرد و خصوصیات رزین مورد استفاده در سنگ مصنوعی

به طور کلی، رزین مورد استفاده در سنگ مصنوعی به مقدار بسزایی تعیین کننده خواص و کیفیت نهایی سنگ مصنوعی می باشد و به همین منظور، انتخاب نوع مناسبی از این رزین می تواند تسهیل کننده ساخت سنگ مصنوعی با استاندارد های بالا باشد. سنگ مصنوعی در کاربری های مختلفی در ایران استفاده می شود، از جمله ساخت مجسمه، دیوار و نمای بیرون ساختمان، سنگ های کوارتز و کورین و ساخت سینک های ظرفشویی. لذا با توجه به نوع کاربری، فرآیند ساخت نیز متفاوت می باشد. به عنوان مثال در سینک ظرفشویی از یک لایه ژل کوت و سپس در لایه های بعدی از فیلر، رزین و افزودنی های دیگر استفاده می شود، در حالی که برای سایر کاربرد ها نظیر نمای ساختمان، دیگر نیازی به اعمال ژل کوت نمی باشد.

در ساخت سنگ مصنوعی کورین، رزین های اکریلیک و پلی استر متداول می باشند. هرکدام از رزین های مذکور مزایای قابل توجه و متفاوتی را به نسبت دیگری ارائه می دهند. در ذیل به مقایسه کلی این خصوصیات می پردازیم:

رزین پلی استر غیر اشباع در سنگ مصنوعی

با توجه به جدول مذکور می توان مشاهده کرد، سختی سطحی در حالتی که از رزین پلی استر غیر اشباع استفاده شده است به نسبت رزین اکریلیک بیشتر است. باید توجه داشت که مقاومت خش پذیری پلی استر غیر اشباع ایزو به دلیل ساختار شیمیایی خود، نسبت به پلی استر غیر اشباع ارتو بالاتر است . مقاومت گرمایی رزین پلی استر غیر اشباع و مقاومت شیمیایی در برابر اسید ها و بازها در سنگهای مصنوعی ساخته شده با رزین پلی استر غیر اشباع در حد مطلوبی قرار دارد.

همچنین، رنگ رزین استفاده شده در سنگ های مصنوعی باید مناسب باشد. از آنجایی که عمده مصرف این سنگ ها با رنگ سفید می باشد، رنگ و شفافیت رزین تاثیر قابل توجهی بر روی رنگ و براقیت سنگ نهایی ایجاد می کند.

از دیگر پارامترهای مهم در انتخاب رزین مناسب سنگ مصنوعی، فاکتور دمای پیک در هنگام پخت ترکیب رزین می باشد، چراکه دمای پیک بالا سبب افزایش زرد گرایی سنگ نهایی و نیز ایجاد ترک در ساختار سنگ پس از پخت می شود. مدت زمان ژل شدن نیز باید به شکل دقیقی تنظیم گردد چراکه طولانی شدن این زمان، سبب کندی خط تولید می شود. از سوی دیگر، پایین بودن بیش از حد زمان پخت، سبب ایجاد عیوب در ساختار و همچنین کوتاه شدن زمان فرآیند (Pot Life) در خط تولید می باشد. این پارامتر با تنظیمات فرمول شیمیایی و میزان کبالت و پراکساید قابل تنظیم می باشد.

فیلرخوری یا میزان خیس کنندگی رزین یکی دیگر از پارامترهایی می باشد که در تولید سنگ مصنوعی بسیار حیاتی و مورد توجه می باشد. با توجه به درصد بالای میزان پودر در ساختار و همچنین سایر مواد فاز غیر پیوسته (بین 50 تا 80 درصد وزنی) قابلیت خیس کنندگی رزین در ترکیب کامپوزیتی سبب بهبود میزان استفاده از فیلر ها و سایر مواد جامد می شود که در نهایت روی قیمت تمام شده نهایی تاثیر به سزایی دارد. ذکر این نکته حائز اهمیت است که میزان دقیق مواد مختلف در فرمول سنگ باید توسط تولید کننده به نحوی تنظیم گردد که در خواص نهایی سنگ خلل ایجاد نکند و بتواند آن را در سطح استاندارد بالا و کیفیت مناسب حفظ کند. برطرف کردن برخی از عیوب با بهبود فرمولاسیون نهایی سنگ مصنوعی قابل حصول می باشد .به عنوان مثال برای کاهش جمع شدگی، از اروزیل در ساختار می توان استفاده کرد.

جمع بندی

پلی استر غیر اشباع دارای دو نوع ایزو و ارتو می باشد که به لحاظ ساختار شیمیایی، نوع ایزو خواص بالاتری از نظر پارامتر های مکانیکی، شیمیایی و مقاومت گرمایی(HDT) دارد. همچنین، این رزین جذب آب پایین تری را ارائه می دهد، اما در مقایسه با رزین اورتو، قیمت بالاتری را نیز به خود اختصاص داده است. نوع ارتو اگرچه از نظر خواص در سطح  پایین تری نسبت به رزین ایزو قرار می گیرند، اما قیمت مقرون به صرفه تری داشته و سبب ایجاد حاشیه سود بالاتری می شوند.

به طور کلی با توجه به خواص بسیار مطلوب پلی استر غیر اشباع و همچنین قیمت مناسب این رزین نسبت به سایر جایگزین های آن در صنعت تولید سنگ مصنوعی ، آینده ای روشن و رشد تقاضا در دهه های آتی برای ان پیشبینی می شود.

رزین های پلی استر غیر اشباع رزیتان با کدهای UP 7271/1 , UP 727/2, UP 747/75 و UP 747/7 تمام پارامتر های مذکور مانند رنگ و شفافیت، فیلر خوری، مقاومت های مکانیکی مناسب، زمان ژل تایم بهینه و دمای پیک مناسب در هنگام پخت که برای سازندگان سنگ حائز اهمیت می باشد را در سطح بالایی دارا می باشند.

رزین و پایداری زیست

رزین و پایداری زیست

رزین و پایداری زیست 889 589 Shamim Bakhit

رزین و پایداری زیست

مقدمه

تقریباً 100 سال است که رزین در محیط های صنعتی به عنوان پوششی برای سهولت در تمیز کردن سطوح استفاده می شود. اما اخیراً استفاده از رزین برای صنایع دستی و استفاده در دکوراسیون منزل، به ویژه برای جواهرات، جاکلیدی، زیر لیوانی و حتی مبلمان رایج شده است.

رزین و پایداری زیست

به هر حال، استفاده بیشتر به این معنی است که باید رزین بیشتری تولید شود، اما این به معنای ضایعات بیشتر نیز می باشد. با افزایش استفاده از رزین این سوال مطرح می شود که آیا رزین دوستدار محیط زیست است یا خیر!؟

از آنجاییکه رزین ها نتیجه نفت خام و فرآیند پالایش هستند متاسفانه دوست دار و سازگار با محیط زیست نخواهند بود، چراکه جمع آوری نفت خام و تولید رزین برای محیط زیست، جمعیت گیاهی، حیوانی و انسانی بسیار مضر است و مواد شیمیایی زیادی که در فرآیند پالایش استفاده می شود از طریق شرکت تولیدکننده به محیط زیست رها می شوند. حتی اگر زباله ها به درستی دفع شوند، همچنان پتانسیل آلودگی هوا، آب و خاک را دارند.

در ادامه،  به بررسی سازگاری انواع رزین ها در محیط زیست می پردازیم.

رزین پلی استر یا فایبرگلاس

پلی استر به عنوان ارزان ترین نوع رزین و همینطور سمی ترین آنها شناخته شده است، استنشاق دود این رزین می تواند باعث مشکلات تنفسی، تحریک چشم و پوست و مواد شیمیایی درون آن موجب آلودگی آب خواهد شد. در رزین های پلی استر اغلب از استایرن استفاده شده است که برای انسان سرطان زاست و باید به عنوان زباله های خطرناک دفع و از ورود آن به آب های زیرزمینی و زهکشی ها برای جلوگیری از آلودگی اجتناب شود. این رزین همچنین بسیار قابل اشتعال بوده و نباید در مجاورت حرارت زیاد، الکتریسیته ساکن یا منابع اشتعال قرار گیرد.

رزین پلی یورتان

این نوع رزین با محیط زیست سازگارتر است. این ماده می تواند آب را از طریق زهکش ها، زمین و مسیل ها آلوده کند. همچنین دی اکسید کربنی که یکی از مقصران اصلی گرمایش جهانی است، آزاد می کند.

رزین سیلیکونی

اغلب مردم بر این باورند که رزین سیلیکون نسبت به رزین های اپوکسی، پلی استر/ فایبرگلاس و پلی یورتان با محیط زیست سازگارتر است. استدلال آنها این است که از آنجایی که سیلیس مورد استفاده برای تهیه آن از شن و ماسه به جای نفت خام تهیه می شود، برای محیط زیست و برای مردم از سایر انواع رزین ایمن تر است. اما سیلیکون استخراج شده از ماسه هنوز باید فرآوری و با مواد شیمیایی واکنش دهد تا قابل مصرف باشد. این بدان معناست که رزین سیلیکون هنوز هم پتانسیل آسیب رساندن به محیط زیست را دارد، حتی اگر پتانسیل کمتری داشته باشد.

رزین اپوکسی

محبوب ترین نوع رزین، رزین اپوکسی شناخته شده است. اما برخلاف رزین های پلی استر که کاملا بد بو هستند و می توانند گازهای مضر آزاد کنند، رزین های اپوکسی در درجه اول به دلیل آسیب هایی که برای سلامتی انسان ایجاد می کنند شناخته می شوند. مواد شیمیایی مورد استفاده در رزین اپوکسی از جمله اپی کلروهیدرین، بیس فنول آ و کاتالیست مصرفی در آن نیز می توانند باعث سرطان و جهش های ژنتیکی در حیوانات شوند، اگرچه در رویکرد های جدید، مواد سرطان زا استفاده شده کاهش دارد. درماتیت یکی از مشکلات اصلی شناخته شده آلرژی های ناشی از تماس با اپوکسی با پوست است و مانند همه آلرژی ها، آنها می توانند کم و بیش شدید و ناگهانی باشند. برخی از افراد پس از چند سال بدون هیچ مشکل قبلی واکنش نشان می دهند. استفاده از دستکش، عینک و لباس محافظ حین کار با رزین همیشه عاقلانه تر است تا از خطرات تماس و پاشیدن آن جلوگیری شود.

به عنوان یک قاعده کلی، اپوکسی، پلی اورتان یا سیلیکون پس از اتمام کاتالیزور کاملاً بی اثر هستند و بنابراین از نظر محیط زیست ایمن هستند. بنابراین، هنگامی که رزین اپوکسی شما کاملاً پلیمریزه شده است، نمی تواند محیط را آلوده کند. رزین به خصوص رزین های اپوکسی و پلی استر/ فایبر گلاس در حالت مایع سمی تر از حالت جامد است. اگر رزین مایع پخت و جامد شده است، می توانید آن را با زباله های خانگی معمولی خود دور بریزید. اما اگر رزین هنوز مایع باشد، احتیاط کنید، زیرا می تواند قبل از اینکه در نهایت سخت شود، مواد شیمیایی مضر در محیط آزاد می کند. اما امروزه تالش هایی در تولید گرید های Green این رزین حتی در حالت مایع شده است که معروف ترین آنها،  EcoPoxy ایمن ترین و دوستدار محیط زیست ترین محصول رزین اپوکسی موجود در بازار است. در ساخت آن از مواد زیستی از جمله سویا، روغن بادام هندی و حتی پوسته تخم مرغ بازیافتی استفاده می شود. EcoPoxy بدون دود است و بدون تهویه قابل استفاده است. این محصول به عنوان یک محصول ترجیحی زیستی توسط  (USDA)وزارت کشاورزی ایالت متحده آمریکا  گواهی شده است. EcoPoxy به دلیل شفافیت و براقیت بالا، برای استفاده در کاربرد های هنری یا قطعات تزئینی ایده آل به نظر می رسد. در این رزین ها می توان از رنگدانه های رنگی EcoPoxy ،رنگدانه های فلزی یا اکلیل های پلی استر برای ایجاد قطعات منحصر به فرد استفاده کرد.

ویژگی های رزین های اکو زیستی

متأسفانه، در مقایسه با رزین های مصنوعی، رزینهای اکو زیستی به دلیل جدید تر بودن و نیاز به استفاده از مواد بسیار گرانتر، بسیار گرانتر هستند. اما امید است با توسعه فناوری اکو رزین ها و سود تولیدکنندگان بیشتری از فروش این محصول قیمت آن کاهش یابد. این به ویژه در موارد زیر صادق است:

  • بسیار مهم است که نسبت مواد اولیه را بهینه کنید و رزین و سخت کننده را به خوبی مخلوط کنید تا از پلیمریزاسیون کامل اطمینان حاصل شود، به این معنی که زنجیره مولکولی کاملاً بسته است. )زمانی که تمام مونومر های موجود A و B پس از اختلاط و جامد شدن محصول، مصرف می شوند
  • انتخاب رزین 100 % جامد فاقد آب یا حلال. با سیستم های اپوکسی عاری از ترکیبات آلی فرارVOC ا طمینان حاصل می کنید که پس از پلیمریزه شدن مخلوط رزین/سخت کننده، هیچ حلالی وجود نخواهد داشت.

مانند همه زمینه های دیگر، ادعا های “Green ” نیز در صنعت رزین در حال افزایش است. اما آیا اعلام اینکه یک رزین دوستدار محیط زیست است منطقی است؟ برای بررسی اینکه یک رزین واقعاً برای سلامتی و محیط زیست بی خطر است، چه چیزهایی باید در نظر گرفته شود؟

با این حال، شایان ذکر می باشد که تنها معیار جدی که باید بر اساس آن انتخاب رزین سازگار با محیط زیست را مبنا قرار دهید، عدم وجود هر گونه VOC است. به یاد داشته باشید که اولویت بندی سیستم های 100 %جامد بدون VOC ،که مواد اولیه با کیفیت باال را تضمین می کند، ایمن ترین و سالم ترین انتخاب برای محیط زیست خواهد بود.

Amino resin

معرفی آمینو رزین ها – بخش دوم

معرفی آمینو رزین ها – بخش دوم 1024 680 Matin Azizi

آمینو رزین ها 

معرفی آمینو رزین ها:

آمینو رزین ها پلیمرهای ترموستی هستند که از واکنش آلدئید و ترکیبات حاوی گروه آمین (-NH2) ساخته می شوند. اوره-فرمالدئید (U/F) بیش از 80٪ از رزین های آمینه و مابقی را ملامین-فرمالدئید (M/F) ، بنزوگوانامین و سایر انواع آمینورزین ها تشکیل می دهند. اولین آمینو رزین تجاری مهم در سال 1930، یا حدود 20 سال پس از معرفی رزین های فنل-فرمالدئید تولید شد.

از ویژگی­های ترکیبات آمینو رزین می­توان به رنگ پذیری نامحدود با رنگ ها و رنگدانه ها، مقاومت عالی در برابر حلال، سختی و مقاومت در برابر سایش، و همچنین مقاومت در برابر حرارت نسبتا خوب اشاره کرد.

نمودار زیر افزایش مصرف آمینو رزین ها را در سال­های اخیر نشان می­دهد. ارزش تخمینی بازار جهانی رزین آمینه تا سال 2027 حدود 33/31 میلیارد دلار برآورد می­شود، که این رشد با نرخ ٪ 9/8 برای سال 2020 تا 2027 ارزیابی شده است. تقاضای فزاینده برای آمینو رزین ها به دلیل ویژگی های عالی و افزایش کاربرد آنها در ساخت و ساز ، صنایع اتومبیل  و صنایع دیگر بسیار بالا می باشد و همین موضوع باعث رشد سریع آنها در سال های آینده خواهد بود.

Amino Resin market

بیشتر آمینو رزین ها از واکنش فرمالدیید با اوره، ملامین و بنزوگوانامین بدست می­ آیند. شکل زیر سه مونومر اوره، ملامین و بنزوگوانامین را نشان می­دهد.

Amino resin monomers

میزان مصرف آمینو رزین بر پایه بنزوگوانامین نسبت به اوره و ملامین کمتر است. در پوششهای سطحی از بنزوگوانامین استفاده می شود زیرا چسبندگی بهتری نسبت به رزین های ملامین ایجاد می کند. با این حال، مقاومت ضعیف آنها در برابر نور ماورا بنفش در مقایسه با ملامین، همیشه استفاده از آنها را محدود کرده است. از طرفی در سالهای اخیر افزایش شدید قیمت بنزوگوانامین نسبت به ملامین از اهمیت آن به عنوان یک کالای تجاری بیشتر کاسته است.

سنتز آمینو رزین ها:

اولین مرحله در واکنش شامل افزودن فرمالدئید به گروههای آمین برای تشکیل ترکیبات متیلول می باشد.

Amino resin synthesis

در ادامه، ترکیبات متیلول از طریق واکنش تراکمی با یکدیگر واکنش داده و به پلیمرها تبدیل میشوند. واکنش ها می توانند بین دو گروه متیلول یا بین یک گروه متیلول و اتم های فعال هیدروژن انجام شوند.

amino resin

محصولات این واکنش دارای حلالیت محدود در آب، نامحلول درحلال ها و ناپایدار هستند. برای استفاده در پوشش های سطحی ، این پلیمرها از طریق واکنش با الکل ها، اصلاح می شوند که باعث بهبود پایداری ، اصلاح حلالیت و افزایش سازگاری با سایر ترکیبات پلیمری می­شوند و بسته به خصوصیات مورد نیاز از انواع الکلهای مختلف می توان استفاده کرد.

amino resin and alcohol reaction

خواص و کاربردهای آمینو رزین­ها:

در اوایل دهه 1920، آزمایش با رزین های اوره فرمالدئید در آلمان و اتریش منجر به کشف ورق­های شفاف زیبایی شد و پیشنهاد شد که این مواد مصنوعی جدید، در ساخت شیشه­ های مصنوعی مورد استفاده قرار بگیرند، اما عدم مقاومت کافی در برابر آب، مانع تجاری سازی آن شد. هر چند رزین های ملامین-فرمالدئید مقاومت در برابر آب بهتری دارند، اما در نهایت بازار شیشه مصنوعی در انحصار مواد ترموپلاستیک جدید مانند پلی استایرن و پلی (متیل متاکریلات) در آمد.

آمینو رزین­ها شفافیت و سختی (مقاومت در برابر کشش) بیشتری نسبت به مشتقات فنل دارند. اگر چه، مقاومت در برابر ضربه و مقاومت در برابر حرارت آنها کمتر است. به طور کلی رزین­های ملامین-فرمالدیید خواص بهتری نسبت به رزین­های اوره-فرمالدیید دارند. رزین های ملامین فرمالدهید گرانتر از رزین های اوره هستند و بنابراین در کاربردهایی که عملکرد بالاتری دارند استفاده می شود و همچنین، ثبات قابل توجه حلقه تری آزین متقارن باعث شده است محصولات تهیه شده از این رزین در برابر تغییرات شیمیایی مقاومت خوبی داشته باشند. رزین های ملامین مقاومت خوبی در برابر حرارت و رطوبت، و سختی بهتری نسبت به رزین­های اوره دارند.

Amino resin
Amino resin

کاربردهای آمینو رزین­ها به طور کلی در سه کلاس گسترده قرار دارند. اول ، آنهایی که آمینو رزین­ها در آنها جز اصلی است. چسب­ها، رزین­های لمینیت و ترکیبات قالب سازی نمونه های مهم آن هستند. ترکیبات قالب گیری بر اساس رزین های آمینه برای بخش­هایی از دستگاه های الکتریکی، درب بطری و شیشه ، ظروف غذاخوری پلاستیکی و دکمه­ها استفاده می­شود.

دوم ، در این کلاس از آمینو رزین ها به عنوان ادتیو استفاده می شوند. به عنوان مثال، اضافه کردن مقدار کمی آمینو رزین به پارچه منسوجات قابلیت تداوم کیفیت لباس را پس از شستشو افزایش می­دهد. لاستیک های اتومبیل توسط آمینو رزین ها تقویت می شوند که این باعث می­شود چسبندگی لاستیک به سیم تایر را بهبود ببخشد. ایجاد یک پوشش بر روی کاغذ توسط آمینو رزین ها می توانند مقاومت کاغذ را حتی در حالت خیس نیز بهبود بخشد.

سوم ، کاربردهای پوششی است که آمینو رزین ها به عنوان عامل پخت سایر رزین­ها مانند رزین­های آلکید و پلیمرهای اکریلیک استفاده می شوند و تنوع زیادی بسته به نوع آمین و نوع آلکیل بکار رفته و نیز درجه پلیمریزاسیون و در نهایت طراحی فرمولاسیون، دارند.

  • آمینو رزین­های پودری و ترکیبات قالبگیری

قالب گیری اولین کاربرد بزرگ برای آمینو رزین ها بود. ترکیبات قالب گیری پیچیده تر از رزین های لمینیت یا چسب ها هستند. یک ترکیب ساده قالب گیری رزین آمینه ممکن است با ترکیب ملامین با فرمالین 37% به نسبت 2 مول فرمالدئید/ 1 مول ملامین در pH خنثی یا کمی قلیایی و دمای 60 درجه سانتیگراد ساخته شود. برای ساختن مواد قالب گیری، سلولز به همراه رزین ملامین در یک آسیاب توپی با کاتالیزور، تثبیت کننده، رنگ دهنده ها و روان کننده ترکیب می شود. برای دستیابی به توزیع یکنواخت مواد و شکل تزئینی مطلوب در قالب، مواد باید چند ساعت آسیاب شود. یک ترکیب مناسب برای قالبگیری را می­توان با استفاده از رزینی که با نسبت 1.5-1.3 مول فرمالدئید به 1 مول اوره ساخته شده است، تهیه کرد. ترکیبات قالبگیری رزین اوره در صنعت دستگاه های سیم کشی و سطوح الکتریکی استقبال گسترده ای پیدا کرده است.

Amino resin
  • آمینو رزین­ها در صنعت پوشش

آمینو رزین های پخته شده بسیار شکننده هستند و نمی توانند به تنهایی به عنوان پوشش سطحی برای لایه های فلزی یا چوبی مورد استفاده قرار گیرند ، اما در ترکیب با سایر مواد سازنده فیلم (آلکیدها ، پلی استرها ، اکریلیک ها ، اپوکسی ها) طیف وسیعی از ویژگی­های قابل قبول را می توان به دست آورد. این دسته مواد پوشش دهنده ترکیبی به سرعت در دمای کمی بالا پخت و سفت می شوند، و آنها را برای کاربردهای صنعتی مناسب می کند. معمولا در کاربرد پوشش همه رزین­های آمینو تا حدودی آلكیله می شوند تا با سایر سازنده های فیلم که در فرمولاسیون پوشش استفاده شده است، سازگاری داشته باشند. آمینو رزین­های مورد استفاده در صنعت پوشش نه تنها در نوع آمین (ملامین ، اوره ، بنزوگوانامین و گلیکولوریل) استفاده شده بلکه در مقدار مولی فرمالدئید استفاده شده و نوع و درصد الکل آلکیلاسیون (n-بوتانول ، الکل ایزوبوتیل و متانول) نیز متفاوت هستند.

  • آمینو رزین­ها و بهبود خواص پارچه

اکثر آمینو رزین ها که به صورت تجاری برای بهبود خواص پارچه های نساجی استفاده می شود مشتقات متیل­دار شده اوره یا ملامین هستند. اگرچه این محصولات معمولاً مونومری هستند، اما ممکن است حاوی مقداری محصول جانبی پلیمری باشند. آمینو رزین ها با الیاف سلولزی واکنش نشان می دهند و خصوصیات فیزیکی آنها را تغییر می دهند. که منجر به تغییر در سختی یا انعطاف پذیری آن می شود.

در شرکت رزیتان تعدادی از آمینو رزین­های آلکیله شده، به عنوان عامل پخت سایر رزین ها (آلکیدها ، پلی استرها ، اکریلیک ها ، اپوکسی ها) تولید می­شود. دو نوع رزین ملامین فرمالدهید با کد MF-121  و  MF-122، دو نوع رزین بنزوگوانامین فرمالدهید با کدهای BF-181 و BF-182 و دو نوع رزین اوره فرمالدهید با کدهای UF-151 و UF-152 از رزین های قابل استفاده در صنعت رنگ و لاک هستند.

Refactory 1

رزین ها در صنعت ریخته گری

رزین ها در صنعت ریخته گری 720 440 Matin Azizi

ریخته گری

قطعات فلزی از جنس آهن، فولاد و فلزات غیر آهنی (برنز، آلومینیوم، برنج و غیره) به روش های مختلف تولید می شوند. مهمترین روش، روش ریخته گری است. ریخته گری فرآیندی است که طی آن فلزات و آلیاژها به حالت مذاب، درون قالب ها ریخته، و بعد از سرد شدن و انجماد به شکل قالب خود در می آیند. در واقع عملیات ریخته گری جهت شکل دادن به فلزات و آلیاژها انجام می شود. صنعت ریخته گری فلزات، فرآیند مهم تولیدی است که محصولات مهم ریخته گری متعددی را برای زندگی روزمره تولید می کند. با توسعه اقتصاد جهانی، صنعت ریخته گری فلزات، طی سالهای اخیر به سرعت در حال رشد است. کل تولید فلزات ریخته گری در جهان از حدود 92 میلیون تن در سال  2010 به 110 میلیون تن در سال 2015 افزایش یافته است. صنعت ریخته گری فلزات، محصولات با اشکال پیچیده را که در کالاهای صنعتی و مصرفی متعددی مورد استفاده قرار می گیرد، تولید می کند.

در صنعت ریخته گری، قالب و ماهیچه، از ماسه سیلیسی و چسب ساخته می شود. انواع روش های فرآیندی برای تولید این محصولات، در قسمت های بعدی شرح داده می شود. از مزایای این صنعت می توان بازده تولید بالا، استحکام مطلوب، سهولت بازیافت ماسه استفاده شده و فروپاشی مناسب ماهیچه را نام برد. برای تولید قالب هایی که نیاز به حفرات تو خالی دارند، می بایست ابتدا ماهیچه ای از جنس ماسه و چسب تهیه شود و بعد از ریختن مذاب فلزی، این ماهیچه ها مقاومت حرارتی از خود نشان داده که از نفوذ مذاب فلزی به درون ماهیچه جلوگیری می کند. بعد از خنک شدن با اعمال ضربه ماهیچه از قالب جدا می شود.

Phenolic Resin

چسب

انواع رزین های فنولیک، فنولیک-یورتان، فورانی و سدیم سیلیکات در صنعت ریخته گری به عنوان چسب استفاده می شوند. رزین های مناسب به عنوان چسب و عامل اتصال دهنده ماسه ها در این صنعت، می بایست ویژگی های زیر را دارا باشند:

– زمان پخت کوتاه

– قیمت مناسب

– پایداری ابعادی بالا

– سختی و خواص مکانیکی مناسب ماهیچه

– کیفیت سطح ریخته گری بالا

– فروپاشی مطلوب قالب یا ماهیچه

رزین فنولیک با توجه به نسبت مولی فرمالدهید به فنول و بسته به نوع کاتالیزور به کار رفته برای واکنش این دو مونومر، که ممکن است اسیدی یا بازی باشد، به دو صورت نوالاک و رزول تهیه می شود. رزین رزول بدون حضور عامل پخت، تنها با دما پخت می شود (گرچه حضور کاتالیزور منجر به تسریع در زمان پخت می شود) اما نوالاک، رزینی گرمانرم بوده و برای شبکه ای شدن نیاز به عامل پخت هگزامین دارد.

phenolic formula

ساختار شیمیایی رزین های فنولیک-یورتان، فورانی و سدیم سیلیکات به طور مختصر در شکل زیر آورده شده است.

ماسه

ماسه سیلیس با خلوص بالا برای عملیات قالبگیری ماسه استفاده می شود. برخی از کشورها مانند آلمان، بلژیک، هلند و فرانسه، ماسه با کیفیت بسیار مناسبی دارند (%SiO2=99.8)، ولی کشورهای دیگر همانند ایتالیا یا ژاپن برای ریخته گری آهن و فولاد، با کیفیت بالا، باید ماسه وارد کنند.

بدیهی است که هنگام استفاده از ماسه هایی با مقادیر بیشتر اکسیدهای قلیایی (MgO، CaO، K2O و Na2O) عامل پخته ای

اسیدی به میزان بیشتری نیاز است.

از مزایای ماسه های سیلیسی مورد استفاده در این صنعت، ارزان بودن، فراهم بودن در گریدهای مختلف، سازگاری با انواع چسب های شیمیایی، مقاومت حرارتی و شیمیایی کافی در تماس با فلزات مذاب و امکان ساخت قالب و ماهیچه با ابعاد مختلف است.

 

table-foundry

فرآیند های قالب گیری

به طور کلی در صنعت ریخته گری جهت تولید قالب و ماهیچه از فرآیندهای زیر استفاده می شود:

1- فرآیند قالب گیری سنتی

در صنعت ریخته گری برای تهیه قالب و ماهیچه، ماسه و سیلیکات سدیم پس از اختلاط یکنواخت و مناسب بوسیله گاز دی اکسید کربن تحت فشار تهیه و پخت می شود. از معایب این روش می توان به عدم سهولت در فروپاشی ماهیچه، کیفیت سطح نامطلوب ماهیچه و سرعت تولید پایین ماهیچه اشاره کرد.

2- فرآیند قالب گیری سنتی

در این فرایند، عموما از ماسه های پوشش داده شده با رزین فنولیک، قالب و ماهیچه تهیه می شود که نحوه پوشش دادن ماسه سیلیسی بدین شرح است که ابتدا ماسه تحت دما با رزین نوالاک پوشش داده شده و در ادامه عامل پخت حل شده درون آب به این مخلوط اضافه شده و با حذف آب، عامل پخت به طور یکنواخت در مخلوط قرار می گیرد و درنهایت مخلوط ماسه و چسب تهیه می شود.

3-فرآیند جعبه داغ

اختلاط رزین های فنولی (رزول) یا رزین های فورانی به همراه کاتالیزور و دیگر افزودنی ها با ماسه درون میکسر صورت گرفته و یک مخلوط یکنواخت حاصل می شود. با انتقال این مخلوط به درون قالب و اعمال حرارت (°C200-150) به مدت 2 الی 5 دقیقه ماهیچه پخت شده و از قالب خارج می شود.

4-فرآیند بدون پخت

در این روش بعد از اختلاط کامل رزین و ماسه در حضور کاتالیزور، مخلوط به قالب منتقل شده، بدون اعمال حرارت ماهیچه تهیه و پخت می شود. به دلیل عدم استفاده از حرارت مخصوصاً برای ریخته گری قطعات بزرگ، بسیار مقرون به صرفه است. بایندرهای متداول مورد استفاده در این فرآیند عمدتا از نوع فورانی می باشد.

5-فرآیند جعبه سرد

در این فرآیند از سیستم سه جزئی، رزین فنولیک، ایزوسیانات پلیمری و آمین نوع سوم استفاده می شود. بدین صورت که ابتدا اختلاط رزین با ماسه صورت گرفته سپس ایزوسیانات پلیمری به مخلوط اضافه شده و درنهایت مخلوط یکنواخت شده، پس از اختلاط کامل به داخل قالب انتقال می یابد و آمین نوع سوم به صورت گازی جهت پخت به محفظه قالب تزریق شده و ماهیچه حاصل می شود.

با توجه به نیاز روز افزون به چسب در صنعت ریخته گری، شرکت رزیتان با تولید انواع مختلف این رزین در حوزه های متنوع این صنعت، به شرح ذیل، محصول تولید می کند.

در فرایند قالبگیری پوسته، با تولید رزین نووالاک (SPS401.Aو SPS401.1) در فرایند جعبه داغ، رزین دو جزئی فورانی (HF100) در فرایند بدون پخت، رزین دو جزئی فورانی (CF306 و CF308) و در فرایند جعبه سرد، رزین سه جزئی فنولیک-یورتان (CB862/891) را تولید و توانسته برای شکوفایی صنعت ریخته گری، گام های موثری بردارد.

[table id=25 /]

https://www.resitan.net/wp-content/themes/movedo-child