بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
انواع رزین
اسلاید 2 :
رزین چیست؟
رزین ترکیبی طبیعی یا مصنوعی است که بسیار چسبناک است و تحت شرایطی سخت می شود. معمولاً در الکل قابل حل است اما در آب حل نمی شود. این ترکیب به طرق گوناگون طبقه بندی می شود که بستگی به ترکیب شیمیایی ومورد مصرف آن دارد. همچنین کاربردهای زیادی در هنر، تولید پلیمر و غیره دارد.
رزین طبیعی از گیاهان بدست می آید. بهترین نمونه آن شیره درخت کاج است که بوی تندی دارد.همانطور که می دانید این ماده بسیار چسبنده است ولی در اثر گذشت زمان سفت می شود. تعدادی از گیاهان دیگر نیز رزین تولید می کنند و این مواد هزاران سال است که مورد استفاده بشر قرار گرفته است. بعضی گیاهان ماده ای مشابه به نام صمغ تراوش می کنند که با آب واکنش نمی دهد و نرمتر و انعطاف پذیرتر است.
رنگ رزین گیاهی از شفاف تا قهوه ای تیره متغیر است و میزان سختی و کدورت آن متفاوت است. بعضی از آنها بشدت فرار هستند چون حاوی ترکیبات ناپایدارند. اشتباه در تشخیص درختان رزین دار نیز گاهی می تواند باعث حوادث ناگوار شود، چون بعضی از آنها حاوی هپتان هستند که هیدروکربنی قابل اشتعال و انفجار است.
ماده معروف و زینتی کهربا نیز در اثر سخت شدن رزین گیاهی بدست می آید و اغلب به رنگ طلایی تیره یافت می شود که رنگ متعارف رزینهای گیاهی است. کهربا در رنگهای نادر دیگری مانند آبی نیز دیده می شود.
اسلاید 3 :
هزاران سال است که بشر از رزینهای طبیعی استفاده می کند. رزین کاج برای درزگیری قایقها، مومیایی کردن اجساد، ظروف غذا و مصارف دیگر استفاده شده است. همچنین در ساخت لاک، جلا، جوهر،عطر، جواهر و بسیاری از اشیاء دیگر مورد استفاده است.
با پیشرفت تکنولوژی، بشر پی برد که این ماده می تواند به پلیمر تبدیل شود و کمی بعد از آن رزینهای مصنوعی کشف شد.در اکثر موارد پلیمرها با رزینهای مصنوعی ساخته می شوند که ارزانتر و تصفیه آنها راحت تر است. انواع رزینهای مصنوعی پایدارتر، قابل پیش بینی تر و یکنواخت تر از رزینهای طبیعی هستند چون تحت شرایط کنترل شده ساخته می شوند و امکان تولیدات ناخالص در آن وجود ندارد. آنها از طریق ترکیب کردن مواد شیمیایی در آزمایشگاه ساخته می شوند و نتیجه واکنش تشکیل ترکیبات چسبناک است. این ماده می تواند در تولید پلاستیک، رنگ و بسیاری از مواد مشابه بجای رزین طبیعی مصرف شود.
اسلاید 4 :
بخش اصلی پوششهای حفاظتی، رزین است كه سایر اجزاء را در درون خود نگه داشته و به عنوان محمل رنگ وظایف عمده ای را در سیستم پوششی به عهده دارد و معمولاً رنگ را بر حسب نوع رزین آن میشناسند.
از وظایف اصلی رزین در پوشش، ایجاد فیلم رنگ روی سطح است. تركیبات با اندازه مولكولی كوچك ممكن است روی سطح به خوبی پهن شوند ولی قادر نیستند كه فیلم ایجاد نمایند.
رزین ها در حقیقت پلیمرهایی و یا به عبارت بهتر كوپلیمرهایی با وزن مولكولی بالا هستند كه در درون زنجیره خود گروههای فعالی دارند. این پلیمر اكثراً در دمای محیط، مایع با ویسكوزیته بالا و ظاهر عسل مانند، شفاف با فام زرد روشن تا مایل به قهوه ای هستند و یا به صورت پولك و دانه های جامدی هستند كه برحسب نیاز در حلال مناسب حل می شوند.
اسلاید 5 :
صنعت تولید رزینهای مورد مصرف در رنگسازی نیز در كشور سابقه ای طولانی دارد. برای بررسی تاریخچه این صنعت به سال 1344 باز میگردیم كه برای اولین بار رزین الكید بوسیله رنگسازی ایران و رزیـن پلیوینیلاستات نیز توسط پلاسكار تولید گردید و پس از آن شركتهای پارس سادولین، دیروپ ایران اقدام به تولید رزین الكید و هو خست ایران به تولید رزین پلیوینیلاستات همت گماردند. و امروز صنعت رزین كشور با بیش از 120 واحد صنعتی و مجموع ظرفیت 750 هزارتن در سال قادر است انواع رزینهای پلیوینیلاستات و كوپلیمرهای آن، انواع رزینهای الكید و اصلاح شده آن، آمینو رزینها، انواع پلیاستر غیراشباع، رزینهای اكریلیك و رزین فنولیك را تولید نماید.
اسلاید 6 :
پلی استرها
پلی استرها دسته بزرگی از رزینهای سنتزی هستند که به دو گروه مجزا تقسیم بندی می شوند. اشباع (ترموپلاستیک)، غیر اشباع (ترموست). ترموپلاستیکها (گرمانرم ها) هستند که هنگام حرارتدهی ذوب و هنگام سرد کردن جامد میشوند. و مولکولهائی خطی با شاخه های جانبي کم هستند. ولی ترموستها ترکیباتی هستند که هنگام حرارت دهی ذوب نمیشوند و دماهای بسیار بالا، بهصورت برگشت ناپذیر، تجزیه میشوند. این ترکیبات دارای اتصالات عرضی و شبکه سه بعدی گسترده از پیوندهای شیمیائی کووالانسی هستند. پلی استرها بهصورت گسترده ای بهعنوان رزینهای لایهای بهکار میروند.
پلی استرهای غیراشباع ترکیباتی پلیمری بوده که پیش پلیمرهای آنها (پلیمرهای سازنده اینمواد)، مایعات ویسکوز با رنگ زرد و با وزن مولکولی متوسط و پایین (معمولا ً در حدود دو هزار) با اتصالات عرضی هستند. پلیاسترهای غیراشباع ماکرو مولکولهائی با ساختار پلیاستری مشتق شده از واکنش متقابل اسیدهای غیراشباع یا انیدریدها و الکهای پلیهیدرولیکی هستند (از ترکیب اسید و الکل بوجود میآیند). این اسید و الکل که بهعنوان جزو سازنده پلیمر پلیاستر هستند مونومر نامیده میشوند. بسته به ساختار مونومر رزین پلیاستری ویژگی خاص نهائی خود را خواهد داشت. بهعنوان مثال وجود مولکولهای هالوژن حاوی اتمهای کلر یا برم میتواند برای ایجاد مقاومت در برابر آتش بکار رود. اثر هالوژنها در ساختار پلیمر کاهش قابلیت احتراق آنها میباشد.
اسلاید 7 :
رزین پلیاستری در ابتدا به شكل مایعی است به غلظت مربّا، ولی وقتی با هاردنر مخلوط میگردد، پس از مدتی حرارت آن بالا می رود و به حالت ژله درمی آید و سپس سخت و محکم می گردد.
- بههنگام سفت شدن پلیاستر، مولکولها بههم نزدیک شده و مقداری از محلول نیز تبخیر میگردد. در نتیجه، حجم پلیاستر بعد از بستن اندکی کاهش مییابد.
- پلیاستر سخت شده را دیگر نمیتوان به حالت مایع برگرداند.
- مناسب ترین درجه برای کار با پلی استر بعد از بستن اندکی کاهش مییابد.
- پلیاستر مایع، بوی زنندهای دارد و اگر روزانه مقدار پنجکیلوگرم از آن مصرف شود بیضرر است، ولی بیشتر از این مقدار را باید در اتاقی که تهویه میشود انجام داد.
- رزین پلیاستر به بعضی اجسام مثل چوب میچسبد. بنابراین باید داخل قالب را صاف بگیریم و از جداکنندهها در داخل آن استفاده کنیم. میتوانیم ا ز پارافین و یا فیلم استفاده کنیم. فیلم، مایعی است که با قلممو بر سطح قالب زده میشود و پس از خشک شدن، یک لایۀ نایلون مانند نازک ایجاد میکند.
- رزینپلیاستر باید در جای خنک و تاریک نگهداری شود. عمر رزین در صورتی که مرغوب باشد، به دوازدهماه میرسد.
اسلاید 8 :
میزان هاردنر(سفت کننده) در رزین پلیاستر
با کم و زیاد کردن هاردنر، میتوان زمان سفت شدن را تنظیم نمود.
قانون کلی میزان هاردنر دررزینپلیاسترهای شفاف، 2 درصد است.
رزینپلیاستر در لایههای نازک خیلی بهکندی سفت میشود و قسمت بالای آن بهحالت چسبنده باقی میماند. در این موارد، باید مقدار هاردنر را به 4 درصد رساند.
اگر ضخامت پلیاستر زیاد باشد، احتمال ترکخوردگی پیش می آید که در این مورد، بایدمیزان هاردنر را یک درصد انتخاب نمود. وقتی که قالب پلاستیکی است و نسبت به حرارت حساس میباشد نیز باید میزان هاردنر را کاهش داد. اگر مقدار هاردنر از 4 درصد تجاوز کند، باعث میشود پلیاستر خیلی ترد و شکننده شود.
–میتوان انواع رنگهای پودری را با رزینپلیاستر مخلوط نمود تا بهصورت رنگین درآید.
-رزینپلیاستر در مقابل نور تغییر رنگ نمیدهد.
اسلاید 9 :
رزین پلیاستر
رزینهای پلی استرغیر اشباع بطور گسترده ای در سراسر دنیا استفاده می شوند. زنجیر اصلی پلیمری این رزین دارای اتصالات استری می باشد كه از واكنش تراكمی یك تركیب الكلی چند عاملی و یك اسید چند عاملی تهیه می شود. با طراحی فرمول و كنترل اسیدهای اشباع و غیر اشباع، كاتالیستها، دما وزمان واكنش، مجموعه كاملی از رزینها را كه برای كاربردهای مختلف مناسب باشند تولید نمود.
اسلاید 10 :
پلی استر غیر اشباع با استایرن مخلوط میشود و میتواند از طریق پیوندهای دوگانه موجود در هر دو جزء، شبكهای شود. معمولا رزین به هنگام مصرف با استایرن مخلوط بوده و برای رسیدن به خواص مختلف دارای اجزای ذیل می تواند باشد:
۱ ) سیتم پخت ؛ به منظور شروع و تسریع واكنش شبكه ای شدن، در دمای محیط یا دمای بالا
۲ ) عوامل كنترل جریان پذیری؛ به منظور كنترل جریان رزین و جلوگیری از شُرّه كردن رزین در لایه گذاری سطوح عمودی و ریخته گری رزین
۳ ) جاذب uv ؛ به منظور افزایش مقاومت در برابر نور خورشید
۴ ) فیلر ؛ به منظور كاهش جمع شدگی و قیمت و ایجاد خواصی چون مقاومت شعله و آتش
۵ ) پیگمنت ؛ به منظور رنگ دادن به قطعه و زیبایی آن
6 ) تغلیظ كنندهها؛ به منظور تغلیظ كردن فرمولاسیونهای مورد استفاده در SMC و BMC
اسلاید 11 :
7) عوامل آغشته سازی؛ به منظور بهبود آغشته سازی فیلرها و الیاف با رزین به منظور حصول چسبندگی مناسب
8 ) رها ساز حباب؛ به منظور سهولت در خروج حباب از رزین و كاهش حفره در محصول نهایی
9 ) رها سازی قالب ؛ به منظور تسهیل جدا شدن قطعه از قالب و جلوگیری از تابیدگی و صدمه به سطح قطعهرزینهای پلی استردر فرایندهای مختلفی از قبیل لایه گذاری دستی، پاشش رزین، RTM، ریخته گری، پلتروژن، SMC و BMC قابل استفادهاند.
اسلاید 12 :
ویژگی رزین پلیاستری
1- ویسکوزیتۀ مناسب
2- مقاومت حرارتی بالا
3- عدد اسیدی مشخص
4- قدرت مکانیکی عالی
5- خلوص
6- ظرفیت بالای تشعشع
7- ظرفیت بالا در برابر عبور گاز
8- استحکام کششی بالا
9- استحکام خمشی مناسب
10- وزن ویژۀ معین
11- جذب کم آب (رطوبت)
12- پایداری در برابرعوامل محیطی، فیزیکی و شیمیائی
رزین پلیاستری، مادهآلی و غیرقابل حل درآب است که جامد یا نسبتا ً جامد میباشد و تمایل کمی به کریستالیزه شدن دارد. برمبنای چگونگی خواص و مشخصات آن که در زیر ذکر میگردد در موارد بسیاری کاربرد دارد.
اسلاید 13 :
ماده شتاب دهنده در رزین پلی استر (کاتالیزور)
ماده شتاب دهنده، مایعی است به رنگ بنفش که از ترکیبات کبالت است. مقدار ماده شتاب دهنده در رنگ و زمان بستن پلی استر تاثیر میگذارد. بسیاری از شتاب دهنده ها زمان سفت شدن را به جلو میاندازند و باعث میشوند پلی استر میل به زردی یا قرمزی پیدا کند. ماده شتاب هنده در ایجاد حرارت به هنگام بستن نیز تاثیر میگذارد. وقتی ماده شتاب دهنده بیشتر باشد، به دلیل تسریع عمل پلیمریزاسیون، حرارت بیشتری تولید میگردد. برای آماده کردن پلی استر اول ماده شتاب دهنده را در آن میریزیم و خوب به هم میزنیم و سپس ماده ی هاردنر را به آن میافزاییم.
درجه حرارت پایین در اتاق باعث میشود عمل بستن به تعویق بیفتد. اگر درجه حرارت اتاق زیر 15 درجه سانتی گراد باشد، در پلی استر شفاف عمل سفت شدن صورت نمیگیرد. در این صورت گفته میشود که پلی استر منجمد شده است. ولی پلی استر غیر شفاف در حرارت بالای 12 درجه میتواند سفت شود.
لایه های نازک پلی استر برای سفت شدن به مدت طولانی تری نیاز دارند.
پلی استر بعد از بستن، تا چندین روز به سخت شدن ادامه می دهد. بنابراین باید برای صاف کاری آن بعد از چند روز که از قالب بیرون آمد اقدام نمود.
اسلاید 14 :
میزان انقباض پلی استر
پلی استرهای مختلف، معمولا بین 3 تا 5 درصد حجم خود را در طی زمان انعقاد از دست میدهند. این خاصیت دارای مزایا و مضراتی است. مزیت آن در این است که به علت کوچک شدن، از قالب ساده تر بیرون میآید. ضرر آن در این است که اگر یک لایه از آن را روی لایه دیگری که منعقد شده بریزیم، به علت این که لایه قبلی به علت انقباض با دیواره قالب فاصله پیدا کرده است، به داخل آن فاصله راه پیدا میکند و حجم زائدی را به وجود میآورد که بعدا باید تراشیده شود.
رنگ کردن مجسمه های پلی استری:
میتوان پودر رنگ را با پلی استر مخلوط نمود و خوب به هم زد و سپس کبالت را به آن اضافه کرد. پس از انجام مراحل بعدی و انعقاد مجسمه، وقتی آن را از داخل قالب بیرون بیاوریم، مجسمه رنگی یکدست خواهد داشت.
مجسمه های پلی استری را همچنین میتوان با جوهر رنگ آمیزی کرد. با جوهر رنگ مقداری استون یا تینر فوری مخلوط می کنیم و با قلم مو آن را به روی مجسمه پلی استری میکشیم.
یکی دیگر از رنگ های مورد استفاده برای پلی استر، رنگ های آلکید میباشند.
اسلاید 15 :
انواع رزین پلی استر غیر اشباع
m-1360
ماهیت شیمیایی و فیزیکی
یک رزین پلی استر بر مبنای اورتوفتالیک با واکنش پذیری بالا و ویسکوزیته پایین تا متوسط می باشد.
مصارف اصلی :
جهت پرکردن حفره های سطحی سنگ (ماستیک سنگ) بسیار مناسب بوده و برای قالب گیری قطعات کوچک نیز قابل کاربرد است.
Fs-1338
ماهیت شیمیایی و فیزیکی
یک رزین پلی استر بر مبنای اورتوفتالیک با واکنش پذیری بالا و ویسکوزیته پایین تا متوسط می باشد.
مصارف اصلی :
پلی استر Fs-1338 جهت ساخت ورق فایبرگلاس بسیار مناسب بوده و دارای ژل تایم کوتاهی می باشد.
اسلاید 16 :
رزین اپوكسی
امروزه خانواده بزرگ رزینهای اپوکسی دارای بالاترین کارآییها در بین رزین های موجود در صنعت می باشد. اپوکسی ها عموماً در مقاومت های شیمیایی و "از هم پاشیدگی های" ناشی از عوامل محیطی و خواص مکانیکی، بالاتر از اکثر انواع رزین های دیگر میباشند که در نتیجه موجب مصرف تقریباً انحصاری این رزینها در قطعات سازه های هوایی گردیده است. از دیگر سو به دلیل چسبندگی بالای این رزین ها و مقاومتشان در برابر از هم پاشیدگی ناشی از تماس با آب از آنها به عنوان رزین ایده آل برای مصارفی چون تجهیزات صنایع هوا فضا ، چند سازه ای های پیشرفته، صنایع دفاعی، نفت و گاز، دریایی، خودروسازی، برق و الکترونیک، تجهیزات ورزشی، و غیره استفاده میشود.
همچنین امروزه از اپوکسی ها در مصارفی دیگر مانند چسب ها، خمیرهای درزگیر، ترکیبات ریخته گری و سیل کننده ها (آب بندی کننده ها)، لعاب، پوشش های کف و رنگ ها استفاده میگردد.
اصطلاح اپوکسی به گروه شیمیایی اطلاق میشود که در آن یک اتم اکسیژن با دو اتم کربن دیگر که به نوعی به هم پیوند خورده اند متصل میباشد. ساده ترین اپوکسی دارای یک ساختمان حلقوی سه عضوی بوده که اصطلاحاً به آن "1 و 2 اپوکسی" یا "آلفا اپوکسی" گفته میشود. شکل زیر ساختمان شیمیایی ایده آل یک اپوکسی را نشان میدهد که به عنوان ساده ترین مشخصه هر مولکول پیچیده اپوکسی شناسایی شده است.
اسلاید 17 :
رزینهای اپوکسی از واکنش بین اپی کلروهیدرین و بیس فنل A به دست میآیند و معمولا با رنگ قهوه ای یا زرد کهربایی مخصوص به خود شناسایی میشوند و دارای خواص مفید زیادی هستند. رزین مایع در مخلوط با عامل پخت کننده آن، رزینی با گرانروی پایین میسازد که سهولت در انجام فرایند های تولید را به دنبال دارد. رزینهای اپوکسی بسته به نوع عامل پخت کننده آن میتوانند به سهولت و سرعت در هر درجه حراتی از 5 درجه سانتیگراد تا 450 درجه سانتیگراد پخت شوند. یکی از بزرگترین امتیازات اپوکسی ها جمع شدگی کم آنها در طی پخت است که تنش پس ماند سازه را به حداقل میرساند. قدرت بالای چسبندگی و خواص مکانیکی بالای این رزین ها در کنار مقاومت بالای عایق الکتریکی و مقاومت شیمیایی خوب آنها موجب ارتقاء بیش از پیش جایگاه مصرف آنها گردیده است.
اسلاید 18 :
رزین های اپوکسی همانند وینیل استرها از ساختمان زنجیره های بلند مولکولی تشکیل شده اند که مکانهای واکنش پذیرشان در انتهای این زنجیره هست با این تفاوت که به جای گروه های استری، این مکان ها از گروه های اپوکسی تشکیل شده اند. نبودن گروه های استری در این رزین ها به معنی داشتن مقاومت بسیار خوب به خصوص در مقابله با آب میباشد. همچنین مولکول های اپوکسی در مرکز خود دارای دوگروه حلقوی اند که بهتر از گروه های خطی قادر به جذب تنش های مکانیکی و حراتی هستند بنابراین رزین های اپوکسی خواص سفتی، چقرمگی و مقاومت حرارتی خیلی خوبی را ارائه میکنند.
اسلاید 19 :
تفاوت دیگر رزین های اپوکسی با پلی استر ها در این است که رزین های اپوکسی به جای یک فعال کننده، به وسیله یک "سخت کننده" پخت میشوند. سخت کننده که اغلب یک آمین میباشد از طریق "واکنش افزایشی" موجب پخت رزین اپوکسی گردیده و هر دو ماده از طریق این واکنش در ساختار نهایی شرکت میکنند از دیدگاه شیمی معنی این واکنش اتصال خوردن سر دو اپوکسی مجزا با سر یک آمین است. این واکنش یک ساختمان مولکولی سه بعدی پیچیده را که در شکل زیر نشان داده شده تشکیل میدهد.
اسلاید 20 :
خواص
ساختمان شیمیایی رزین های اپوکسی طوری است که آنها را در مقابل مواد شیمیایی مقاوم می کـند. رزین های اپوکسی چسبندگی بسیار خوبی به طیف وسیعی از مواد دارند. همچنین ابعاد قالب خود را به خوبی حفظ می کنند. پس از پخت دارای استحکام و انعطاف هستند و مقـــاومت خوبی در مقـــابل سایش از خود نشان می دهند. این رزینها از جمله رزینهای نادری هستند که قادرند در حرارتــــهای بالا مقاومت خوبی نشان دهند.
هر جا که نیاز به استحکام فیزیکی بالا داشته باشیم از سیستم رزین های اپوکسی استفــاده می کنیم.
