مقایسه خواص رزین‌ها

به طور کلی هر کدام از رزین‌های مختلف دارای خواص منحصر به فردی هستند، که با توجه به این خواص می‌بایست در کاربرد منحصر به فرد خود استفاده گردند. بنابراین صنعتگران و پژوهشگران با مقایسه خواص رزین‌ها ، می‌توانند بهینه‌ی آن را انتخاب کرده و بکار برند. در اینجا به بررسی خواص چسبندگی، استحکام و سفتی انواع رزین‌ها می‎پردازیم:

خواص چسبندگی

خواص چسبندگی سیستم‌های رزینی در به‌دست آوردن خواص مکانیکی کامل از یک کامپوزیت بسیار مؤثر است. چسبندگی رزین به الیاف تقویت‌کننده  یا به ماده‌ی داخلی در یک ساختار ساندویچی حائز اهمیت است. در میان  سیستم‌های رزینی اپوکسی، پلی‌استر و وینیل استر، به‌طور معمول رزین‌های پلی‌استر کمترین چسبندگی را دارا می‌باشند. رزین‌های وینیل‌استر خواص چسبندگی بهتری را نسبت به پلی‌استر داشته و سیستم‌های اپوکسی بهترین عملکرد را در این حوزه دارا بوده و از این رو است که چسب‌های با استحکام بالا بر پایه‌ی اپوکسی زیاد دیده می‌شود. این امر به دلیل ترکیب شیمیایی و وجود گروه‌های قطبی اتری و هیدروکسیل در ساختار رزین‌های اپوکسی است.

استحکام پیوندهای بین رزین و الیاف صرفاً وابسته به خواص چسبندگی سیستم رزینی نیست بلکه به خواص پوشش سطحی الیاف تقویت‌کننده نیز بستگی دارد. این موضوع در بخش تقویت‌کننده‌ها توضیح داده شده است.

استحکام و سفتی

دو مورد از خواص مکانیکی مهم برای سیستم‌های رزینی استحکام کششی و سفتی آنها است. دو نمودار زیر نتایج آزمون کشش را برای سیستم‌های رزینی پلی‌استر، وینیل‌استر و اپوکسی که در دماهای ۲۰ و ۸۰ درجه سانتیگراد پخت شده‌اند را نشان می‌دهد.

پس از یک دوره‌ی پخت ۷روزه در دمای اتاق مشاهده می‌شود که رزین اپوکسی نسبت به رزین پلی‌استر و وینیل‌استر استحکام و سفتی بالاتری را دارا می‌باشد. این تأثیر در پساپخت در دمای ۸۰ درجه سانتیگراد و مدت زمان ۵ ساعت نیز دیده می‌شود.

آنچه برای یک طراح و سازنده‌ی کامپوزیت حائز اهمیت است میزان جمع‌شدگی رزین در حین و پس از گذراندن مدت زمان پخت است. جمع‌شدگی به بازآرایی و نظم مجدد مولکول‌های رزین در حالت مایع و شبه ژل بودنش بازمی‌گردد. پلی‌استر و وینیل‌استر برای رسیدن به حالت پخت به بازآرایی قابل توجهی نیازمند بوده و جمع‌شدگی بالای ۸% را نشان می‌دهند. ذات متفاوت واکنش پخت اپوکسی، سبب بازآرایی اندک بدون تولید محصولات جانبی فرار شده و در نتیجه جمع‌شدگی معمول در رزین اپوکسی حدود ۲% است. نبود جمع‌شدگی باعث بهتر شدن خواص مکانیکی اپوکسی نسبت به پلی‌استر می‌شود. چرا که جمع‌شدگی در ایجاد تنش‌های داخلی مؤثر بوده و ماده را ضعیف می‌کند. علاوه بر این جمع‌شدگی در یک لمینیت ضخیم‌تر، سبب بر هم خوردن الگوی تقویت‌کنندگی الیاف شده و از بین بردن این نقص آرایشی دشوار و گران است.