ما هي راتنجات الايبوكسي epoxy resins؟

كل ما تحتاج معرفته عن راتنجات الايبوكسي اللاصقة

هناك الكثير من المقالات على الإنترنت حول راتنجات الايبوكسي، وأغلبها يتناول الموضوع بسطحية وليست تخصصية. من الواضح للجميع أن راتنجات الايبوكسي لها العديد من التطبيقات في مختلف الصناعات من البناء إلى صناعات البتروكيماويات والنفط والطاقة والمياه. قد يكون لديك أيضًا العديد من الأسئلة و تبحث عن اجابة علمية لها، مثل ما هي راتنجات الايبوكسي بالضبط؟ وما هي تركيبته الكيميائية ومكوناته الجزيئية؟ أو ما هي خصائص ومميزات راتنجات الايبوكسي؟ أقنعنا هذا النقص في المحتوى العلمي بدراسة راتنجات الايبوكسي في هذه المقالة. انضم إلينا في هذا المقال الذي خصص لتعريفك براتنج الايبوكسي.

راتنجات الايبوكسي وتركيبها الكيميائي

تم اكتشاف راتنجات الايبوكسي في عام 1938 من قبل بيير كاستان، والتي لها العديد من التطبيقات في مختلف المجالات، مثل الطلاء، والكهرباء، والهندسة المدنية، وما إلى ذلك. تستخدم راتنجات الإيبوكسي على نطاق واسع لأن لديها قدرة عالية جدًا على الارتباط مع الأسطح الأخرى. بالإضافة إلى ذلك تصل إلى قوة ميكانيكية عالية ومقاومة كيميائية بعد التصلب.السمة المميزة لهذه الراتنجات هي أنها تحتوي على أكثر من مجموعة إيبوكسي 2 في هيكلها الجزيئي. قد تكون هذه المجموعة في جسم السلسلة أو في النهاية.في ظل ظروف تفاعل مناسبة، يمكن لمجموعة الإيبوكسي أن تتفاعل بكثافة مع الأحماض، والأنهيدريدات، والأمينات، والكحول لاستبدال الهيدروجين بمجموعة أكسيد الإيثيلين. تتيح هذه التفاعلات زيادة طول سلسلة أو شبكة دون إطلاق جزيئات صغيرة مثل الماء. لذلك، تظهر منتجات الإيبوكسي انكماشًا أقل بسبب التصلب مقارنة بمعظم راتنجات الحرارة الصلبة.

يتكون التركيب الكيميائي لراتنجات الايبوكسي من جزئين، الايبوكسي وغير الايبوكسي. قد يكون الجزء غير الايبوكسي عبارة عن هيدروكربونات أليفاتية أو سيلكو أليفاتية أو هيدروكربونات دورية عالية. من الناحية العملية، غالبًا ما يشكل ناتج تفاعل بيسفينول أ وإبيكلوروهيدرين راتنجات إيبوكسي شائعة. تمتلك هذه المنتجات 80 إلى 90٪ من حصة السوق.
في السابق، تم استخدام راتنجات الايبوكسي بشكل حصري تقريبًا كطلاء للسطح. قبل الحرب العالمية الثانية، حالت تكاليف إنتاج البسفينول أ والإيبيكلوروهيدرين المرتفعة دون تسويق راتنجات الإيبوكسي. أدت الجهود اللاحقة واختراع طرق إنتاج جديدة إلى ظهور القبول الاقتصادي لهذه الراتنجات.

خصائص راتنجات الايبوكسي المتصلبة cured epoxy resins

يحتوي الإيبوكسي على العديد من المجموعات الوظيفية النشطة ويمكن أن يشكل بنية شبكة في وجود عوامل المعالجة والمصلبات. تعتمد خصائص الايبوكسي  المتصلب على العوامل التالية:

  • نوع الايبوكسي resin
  • نوع ومقدار المصلب hardener
  • معدل التشابك  crosslinking
  • طبيعة وحجم المواد المضافة  additive

هناك العديد من عوامل التصلب في السوق تتميز بخصائص طول العمر والمرونة والتصلب السريع والسمية المنخفضة.

يعتمد التركيب الجزيئي وخصائص الراتينج المعالج على طبيعة نظام المعالجة. على الرغم من وجود أنظمة طهي مختلفة، إلا أنه يمكن تقسيمها إلى مجموعتين: الأمينات والأنهيدريدات.

راتنجات الايبوكسي وعوامل التصلب ليست المكونات الوحيدة للتركيبة. بالنسبة لبعض التطبيقات، قد يكون للإيبوكسي غير المعدل خصائص غير مرغوب فيها مثل اللزوجة العالية والتكلفة العالية ومقاومة الصدمات المنخفضة في بعض التطبيقات الخاصة. لذلك، في معظم الحالات، يجب أن يكون مصحوبًا بمواد مثل المخففات والحشو والمعززات. يسمح الاختيار الصحيح للراتنجات والمواد المصلبة والمواد المضافة بتحقيق الخصائص المرغوبة، وهذا التنوع هو عامل رئيسي في نمو قاعدة الإيبوكسي على المدى الطويل.

خصائص راتنجات الايبوكسي

بالإضافة إلى هذا الهيكل المتنوع، تحتوي الإيبوكسيات أيضًا على الخصائص التالية:

  • مقاومة كيميائية ممتازة، خاصة في البيئات القلوية
  •  التصاق جيد بمجموعة من الركائز المختلفة
  • قوة شد وانضغاط وانحناء عالية جدًا
  • انكماش منخفض بعد التصلب
  •  ثابت الأبعاد
  • عزل كهربائي ممتاز
  • متانة عالية في الظروف البيئية القاسية
  • إمكانية التصلب في درجات حرارة مختلفة
  •  مقاومة ممتازة للإجهاد
  • عديم الرائحة والمذاق

أنواع الايبوكسي على أساس طريقة التصلب

تنقسم المواد اللاصقة الإيبوكسية عمومًا إلى مجموعتين من مواد لاصقة إيبوكسية مكونة من مكون واحد ومكونين وفقًا لطريقة المعالجة.

مواد لاصقة إيبوكسي أحادية المكون

تتم معالجة المواد اللاصقة ذات المكون الواحد بعد التطبيق عند درجة حرارة تتراوح بين 250 و 300 درجة فارنهايت ولا تتطلب مصلب hardener. هذه المجموعة ذات التصاق ممتاز وتظهر مقاومة جيدة جدًا في الظروف الجوية السيئة.

مواد لاصقة إيبوكسي بجزئين

بالإضافة إلى القدرة على التصلب في درجات حرارة عالية، يمكن معالجة أنظمة الإيبوكسي المكونة من جزئين في درجة حرارة الغرفة وحتى درجة الصفر بمساعدة المحفزات والمصلبات. لهذا السبب، تستخدم هذه المجموعة من المواد اللاصقة على نطاق واسع في الصناعة. بعد إضافة مادة المصلب إلى الإيبوكسي، تبدأ عملية الربط الشبكي الكيميائي بتوليد الحرارة حتى يتم تصلبها بالكامل. هذه المجموعة من المواد اللاصقة قابلة للتكيف بشكل كبير مع الظروف البيئية ويمكن صياغتها لأي تطبيق.

تصنيع مواد الايبوكسي اللاصقة

تتكون أنظمة الإيبوكسي المكونة من جزئين من جزء راتينج وجزء مصلب يظهران خواصًا حرارية وبصرية وكهربائية وميكانيكية مختلفة في صيغ مختلفة. يمكن أيضًا صياغة هذه الأنظمة ليتم تصلبها في درجة حرارة الغرفة وفي درجات حرارة عالية.في الجزء أ (قسم راتنجات الايبوكسي) أنواع مختلفة من راتنجات الايبوكسي، الايبوكسي نوفالاك، راتنجات الايبوكسي ذات الحجم والوزن الجزيئي المنخفض للغاية، الملدنات، راتنجات الايبوكسي الأليفاتية والأليفاتية الحلقي، عوامل متغيرة الانسيابية، مزيلات الشحوم، المضافات المعدنية والعضوية. يتكون الجزء B (قسم تصلب الإيبوكسي) أيضًا من مجموعة متنوعة من مقويات الأمينية – الأليفاتية، والأليفاتية الحلزونية، والعطرية، والأنهيدريد، والميركابتان، وقواعد المانيش، والبولي أميدات، والأميدوامين، والمواد المضافة غير العضوية والعضوية.

خصائص و مزايا المواد اللاصقة الايبوكسية المكونة من جزئين

تتمتع المواد اللاصقة الإيبوكسية المكونة من جزئين، باعتبارها مادة لاصقة هيكلية متعددة الاستخدامات، بأعلى استهلاك في مختلف الصناعات نظرًا لقدرتها على ربط أنواع مختلفة من الأسطح ببعضها البعض، وقوتها العالية جدًا ومقاومتها الكيميائية والبيئية.

تتمتع هذه المواد اللاصقة بالقدرة على الارتباط الدائم بقوة عالية جدًا على مستويات مختلفة في الصناعة.

  • مقاومة للاهتزازات والصدمات
  • عزل كهربائي
  • مقاومة لدورات درجة الحرارة
  • الطبخ المحيطي
  • القدرة على ملء الفراغات
  • القدرة على توصيل الأسطح غير المتجانسة بشكل دائم
  • توزيع موحد للضغط
  • عمر لا يقل عن 50 سنة
  • سهولة الاستخدام والتثبيت
  • صلبة تمامًا وخالية من المذيبات
  • المقاومة الكيميائية في البيئات القلوية والحمضية
  • مقاومة للتآكل في الظروف الجوية السيئة
  • غطاء واقي ضد الرطوبة وأشعة الشمس

ميغاتيت هي شركة مصنعة لمواد لاصقة إيبوكسية مكونة من مركبين لتطبيقات مختلفة في مجالات البناء والبتروكيماويات والنفط والغاز والطاقة والمياه والصرف الصحي.

تطبيقات المواد اللاصقة الايبوكسية المكونة من مركبين في مختلف الصناعات

تستخدم هذه المواد اللاصقة في معظم الصناعات بسبب خواصها الميكانيكية والكيميائية العالية:

في الهندسة المدنية وصناعات البناء

لربط جميع أنواع مواد البناء ببعضها البعض مدى الحياة وبشكل دائم، يتم استخدامها لإصلاح وتقوية جميع أنواع الجسور وهياكل الخرسانة والفولاذ والملاط وحشو البوليمر المقاوم للتآكل.

في صناعة الكهرباء والإلكترونيات

بما أن المواد اللاصقة من الإيبوكسي عازلة كهربائياً، فإنها تستخدم في إنتاج مختلف المكونات والهياكل الكهربائية (المحولات، إلخ).

في صناعة الطيران والفضاء

بسبب النسبة المنخفضة جدًا بين قوتها إلى الوزن، تُستخدم مركبات الإيبوكسي والمواد اللاصقة الإبوكسية في صناعة أجزاء الطائرات والمركبات.

في النفط والغاز والبتروكيماويات والصناعات البحرية

نظرًا للمقاومة العالية جدًا للتآكل، يتم استخدام مواد لاصقة من الإيبوكسي لإصلاح وإعادة البناء، وربط الأجزاء ببعضها البعض مدى الحياة وإصلاح التسرب.

عوامل اختيار المواد اللاصقة الايبوكسي المكونة من مركبين

من أهم العوامل التي يجب مراعاتها عند اختيار لاصق الايبوكسي هو عمر العمل work life للمادة اللاصقة الايبوكسية. من المهم معرفة متى يجف لاصق الإيبوكسي ويتصلب، أو عندما تكتمل التفاعلات الكيميائية الداخلية ويصل اللاصق إلى قوته النهائية. هناك نوعان من المفاهيم من حيث وقت الاستخدام. الأول هو الوقت الذي يستغرقه اللاصق للتغيير من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة، والآخر هو الوقت الذي يستغرقه اللاصق للوصول إلى قوته النهائية في معظم السلاسل الكيميائية.

درجة حرارة تطبيق اللاصق، والظروف الكيميائية البيئية، وكمية درجة الحرارة والصدمات الميكانيكية على المادة اللاصقة هي معلومات مهمة أخرى يجب اختيارها بعناية في المادة اللاصقة المناسبة.

عامل آخر يجب مراعاته عند اختيار لاصق الايبوكسي المناسب هو مادة السطح. حتى إذا كانت المواد اللاصقة الايبوكسية المكونة من عنصرين مناسبة بشكل عام لجميع الأسطح من المعدن إلى البلاستيك والزجاج والخشب، فقد تم تطوير مواد لاصقة خاصة من الإيبوكسي لكل منها.يتم حاليًا إنتاج بعض عينات مواد الإيبوكسي اللاصقة، مثل الإيبوكسي الكهربائي. تم تصميم لاصق الايبوكسي للقوالب الكهربائية. المهم في القوالب الكهربائية هو أن الإيبوكسي الكهربائي شديد المقاومة للصدمات والاهتزازات ويزيل الرطوبة لمنع التآكل. تعتبر الإيبوكسيات عوازل جيدة جدًا لتدفق الكهرباء، لذا فهي تستخدم في إنتاج الدوائر المطبوعة وعزل سطح الدائرة والرقائق الهجينة والترانزستورات. يعد الالتزام بالنسب، والتنظيف الكامل للسطح من الشحوم والغبار وأي تلوث وإزالة الرطوبة المخفية، من العوامل المهمة بحيث عند استخدام الايبوكسي، لا ينفصل الايبوكسي أبدًا عن السطح.يعد اللون أيضًا عاملاً مهمًا يجب مراعاته عند اتخاذ قرار بشأن مادة لاصقة من الإيبوكسي. بالنسبة لبعض الأعمال الظاهرية، يجب أن يكون لاصق الإيبوكسي منسجما من الناحية الجمالية مع طلاء السطح. لحسن الحظ، تتوفر مواد لاصقة من الإيبوكسي من جزئين في مجموعة متنوعة من الألوان، حتى بالنسبة لتلك الألوان التي يصعب مطابقتها، كما تتوفر بشكل شفاف.

استنتاج

تحتوي راتنجات الايبوكسي على نطاق واسع ومجموعة متنوعة من المنتجات المتصلة بالشبكات. يمكن صياغة الايبوكسي لاستخدامات مختلفة. اليوم، نظرًا للخصائص الفعالة من حيث التكلفة لهذه المواد مقارنة بالمواد الأخرى، فقد أصبح استهلاكها واسع الانتشار وسيزداد بمرور الوقت.في هذا المقال، حاولت مجموعة Megatite أن تطلعك علميًا ومهنيًا على التركيب الجزيئي للإيبوكسي وأنواع راتنجات الايبوكسي وخصائص ومزايا لاصق راتنجات الايبوكسي، وكذلك تطبيقه في مختلف الصناعات.هل سبق لك استخدام راتنجات الايبوكسي؟ هل يمكنك إضافة تطبيقات وخصائص أخرى؟ أو هل لديك سؤال آخر في ذهنك؟ اكتب لنا تعليقاتك أو أسئلتك. نتطلع إلى قراءة تعليقاتكم والإجابة على أسئلتكم.

لطلب والاستفسار، يرجى ملء النموذج أدناه. وسوف نتصل بك في اقرب وقت

اقرأ أيضًا في مدونة Megatite