رزین اپوکسی کامپوزیت و لایه چینی (PC105)

در حال حاضر خانواده‌ی بزرگ رزین‌های اپوکسی در میان رزین‌های موجود عملکرد بالایی از خود نشان می‌دهند. رزین‌ اپوکسی نسبت به دیگر رزین‌ها به علت خواص مکانیکی بالا و مقاومت در برابر تخریب‌های محیطی کاربردهای بیشتری در فضای بیرون دارد (نظیر کاربرد انحصاری آن در اجزای هواپیما). رزین اپوکسی به عنوان یک رزین خوب در لمینیت‌ها به علت چسبندگی بالا و مقاومت در برابر تخریب با آب کارایی دارند، همچنین رزین اپوکسی یک رزین ایده‌آل برای کاربردهایی نظیر ساخت بدنه‌ی قایق می‌باشد. اینجاست که کاربردهای گسترده‌ی اپوکسی مطرح می‌شود: از رزین‌های اپوکسی شفاف که در ساخت قطعات تزئینی بکار می‌روند گرفته تا به کارگیری آن در ساختمان قایق‌های با کارآیی بالا و استفاده از آن در پوشش قایق‌ها و جایگزین کردن آن به جای رزین‌های پلی‌استر تخریب‌شونده با آب یا ژلکوت‌ها.

اصطلاح اپوکسی به گروه شیمیایی اطلاق می‌شودکه شامل اتم اکسیژنی است که با دو پیوند شیمیایی به دو اتم کربن متصل است. ساده‌ترین اپوکسی شامل یک حلقه‌ی سه عضوی با عنوان آلفا اپوکسی یا ۲،۱- اپوکسی می‌باشد. ایده‌آل‌ترین ساختار شیمیایی در شکل زیر نشان داده شده و آسان‌ترین مشخصه‌ی مولکول‌های اپوکسی پیچیده را نیز شامل می‌شود.

این رزین‌ها که به‌طور معمول رنگ کهربایی یا قهوه‌ای دارند ویژگی‌های مفیدی را دارا می‌باشند. رزین مایع و عامل‌های پخت هردو با هم سیستم‌هایی با ویسکوزیته‌ی پایین و فرآیندپذیری آسان را تشکیل می‌دهند. رزین‌های اپوکسی براساس عامل پخت انتخابی ما می‌توانند به آسانی و به سرعت در هر دمایی از ۵ درجه سانتیگراد تا ۱۵۰ درجه پخت شوند. یکی از سودمندترین مشخصه‌های رزین‌های اپوکسی جمع‌شدگی‌کم آنها به هنگام پخت است و این مشخصه سبب می‌شود تنش‌های داخلی کاهش یابد. استحکام چسبندگی بالا و خواص مکانیکی عالی در کنار عایق الکتریکی بودن و مقاومت خوب در برابر مواد شیمیایی مشخصات فوق‌العاده‌ای را برای رزین اپوکسی ترتیب می‌دهند.

اپوکسی‌ها علاوه بر کاربردگسترده‌ای که به عنوان رزین لمینیت در صنعت دارند توانسته‌اند درحوزه‌های  چسب، ترکیبات آب‌بندی، ترکیبات قالب‌گیری، بتونه‌کاری و درزگیری، رنگ و وارنیش نیز کاربرد بسیاری بیابند.  رزین‌های اپوکسی از یک زنجیره‌ی بلند مولکولی تشکیل می‌شوند و هم‌چون رزین وینیل استر بخش‌های فعالشان در انتهای زنجیر قرار دارد. این بخش‌های فعال به‌جای گروه‌های استری، گروه‎‌های اپوکسی هستند. نبود گروه‌های استری به این معناست که رزین اپوکسی مشخصاً مقاومت خوبی در برابر آب دارد. رزین‌های اپوکسی شامل دو گروه حلقوی در مرکز زنجیره می‌باشند که جذب تنش‌های مکانیکی و حرارتی را خیلی بهتر از گروه‌های خطی انجام می‌دهند و به این ترتیب باعث سفتی فوق‌العاده، چقرمگی و مقاومت حرارتی خوب رزین اپوکسی می‌شود.

شکل زیر ساختار شیمیایی ایده‌آل برای یک رزین اپوکسی معمولی را نشان می‌دهد. نبود گروه‌های استری در زنجیره‌ی مولکولی مشخص است.

اپوکسی‌ها برخلاف رزین‌های پلی‌استر که با کاتالیست پخت می‌شوند برای پخت به هاردنر نیاز دارند. هاردنرها که معمولاً یک آمین هستند به همراه اپوکسی در یک واکنش افزایشی شرکت کرده و شبکه‌ای شدن اتفاق می‌افتد. شیمی این واکنش بیانگر آن است که هر دو بخش فعال اپوکسی با یک بخش آمین پیوند تشکیل می‌دهند و به این ترتیب یک ساختار مولکولی پیچیده و سه‌بعدی تشکیل می‌شود.

از آنجا که مولکول‌های آمین با دو مولکول اپوکسی وارد واکنش می‌شوند، رعایت نسبت اختلاط صحیح بین رزین و هاردنر ضروری است تا از کامل شدن واکنش میان آنها اطمینان حاصل شود. اگر آمین و اپوکسی در یک نسبت صحیح با هم مخلوط نشوند، در ماتریس نهایی مقداری رزین یا هاردنر واکنش نداده باقی می‌ماند که در خواص نهایی پس از پخت نیز تأثیرگذار است. برای کمک به اختلاط دقیق رزین و هاردنر، تولیدکنندگان اغلب اجزا را فرموله می‌کنند تا نسبت اختلاط ساده‌ای را که محاسبه‌ی آن براساس وزن یا حجم آسان است را در اختیار کاربران قرار دهند.

توجه: رزین اپوکسی کامپوزیت و لایه چینی موجود در فروشگاه به همراه هاردنر به فروش می‌رسند. بنابراین وزن انتخاب شده برای خرید، مجموع وزن رزین به علاوه هاردنر آن به مقدار مورد نیاز می‌باشد.

مثال: برای خرید رزین اپوکسی کامپوزیت و لایه چینی که دارای هاردنر %۲۰ است، با انتخاب وزن ۵ کیلوگرم، ۴ کیلوگرم رزین و ۱ کیلوگرم هاردنر به فروش می‌رسد.