رزین اپوکسی آزمایشگاهی
رزین اپوکسی
رزین ترکیب طبیعی و یا مصنوعی می باشد که بسیار چسبناک بوده و حلال آن الکل می‌باشد اما در آب حل نمی شود. رزین ها بسته به ترکیب شیمیایی و مورد مصرف آن به روش های مختلفی طبقه بندی می شوند که کاربردهای زیادی در صنعت دارند و البته امروزه در عرصه هنر نیز از آن استفاده می شود. در این مطلب به معرفی رزین اپوکسی پرداخته و کاربردهای رزین اپوکسی را شرح می دهیم.
رزین طبیعی را با استفاده از گیاهان طبیعی به دست می‌آورند که بهترین نمونه رزین طبیعی شیره درخت کاج می باشد. جالب است بدانید که سنگ زیبای کهربا در موارد تزیینی از آن استفاده می شود در اثر سخت شدن همین رزین گیاهی به وجود می آید. سال‌های زیادی است که انسان از رزینهای طبیعی استفاده می‌کند مثلاً برای درزگیری قایق ها، ظرف غذا، مومیایی کردن اجساد و غیره از رزین درخت کاج استفاده می شده است.
امروزه با پیشرفت و توسعه فناوری کشف شده است که رزین می تواند به پلیمر تبدیل شود و کمی بعد از آن انسان ها توانستند رزینهای مصنوعی را کشف کنند که در اکثر موارد پلیمرها توسط رزین مصنوعی ساخته می شود چرا که ارزان تر بوده و تصفیه راحت تری دارد. همچنین در نقاشی ساختمان و رنگ آمیزی چوب از این ماده استفاده های زیادی می شود.
انواع رزین اپوکسی
پلی استر
وینیل استر
اپوکسی
پلی اورتان
و سایر رزین ها
رزین ها از جنبه‌های مختلفی دسته بندی می‌شوند که از نظر کاربرد و همچنین نحوه خشک شدن و پختن و … متفاوت می باشد. در ادامه به توضیح انواع رزین از نظر نحوه خشک شدن و طبقه بندی آنها پرداخته ایم:
1. رزین های تک جزئی
2. رزین های چند جزئی
رزین هایی که در مجاورت هوا سریع خشک می‌شوند را رزین های هوا خشک یا همان رزینهای تک جزئی می نامند که از جمله این رزین ها می‌توان به انواع چسب ها و همچنین ماده ای که جهت براق کردن سنگ های آنتیک مورد استفاده قرار می گیرد، اشاره کرد.
رزین های چند جزئی می‌باشند که برای خشک شدن نیاز به مواد مکملی دارند که اصطلاحاً به این مرحله پخت گفته می شود. این مواد مکمل سبب خشک شدن و پخته شدن رزین ها می شود. چون این واکنش درونی می باشد می توان از این رزین ها جهت کارهای حجمی استفاده کرد. این خاصیتی است که رزین های تک جزئی از آن بی بهره اند یعنی بعد از اختلاط دو جنس رزین خشک می شود.
کاربردهای رزین اپوکسی
شاید حدود ۵۰ سال باشد که از رزین های اپوکسی استفاده می شود و امروزه نیز همچنان از پرکاربردترین موادی می باشند که در مصارف مختلف به کار گرفته می‌شوند. استفاده از رزین آپوکسی نه تنها در صنایع پوششی می باشد که در صنایع مختلفی مثل عمران، هوافضا، صنایع اتومبیل و… مورد استفاده قرار می گیرد.
رزین های اپوکسی از مقاومت شیمیایی برخوردار هستند که در برابر خوردگی مقاومت خوبی دارند به همین دلیل با وجود اینکه عضوی از دسته رزین های مصنوعی گران قیمت می باشند ولی در صنعت و هنر کاربرد فراوانی دارند. نوعی رزین اپوکسی وجود دارد که کاملاً شفاف می باشد و جهت کارهای حجم مثل زیورآلات و کارهای تزیینی بسیار مناسب می باشد.
ماده سخت کننده رزین
ماده سخت کننده رزین ، هاردنر می‌نامند که در نوع اپوکسی چسبناک غلیظ و دوجزئی، هاردنر باید به میزان مشخصی با رزین ترکیب شود و و این مقدار بستگی به ترکیب شیمیایی رزین و هاردنر دارد که شرکت سازنده آن را مشخص می کند. اغلب میزان ترکیب هاردنر با رزین به صورت دو رزین و یک هاردنر می‌باشد.
واکنش بعد از ترکیب رزین و هاردنر شروع می شود که رزین شروع به پخته شدن و خشک شدن می کنند و زمان این واکنش علاوه بر ترکیب دو جز به دما و شرایط محیطی مناسب نیز بستگی دارد.
حداقل زمانی که برای خشک شدن رزین در دمای محیط نیاز است تقریبا ۳۵ درجه و به مدت ۲۴ ساعت می باشد. اما پخته علمی رزین و همچنین واکنش درونی آن مادر تا یک ماه ادامه داشته باشد که می توان گفت رزین بعد از ۲۴ ساعت قابل شکل دهی و پرداخت است.
رزینهای اپوکسی که امروزه کارایی بسیار بالایی موادی در تقویت، ترمیم و مقاوم‌سازی انواع سازه‌ها به‌خصوص در تولید محصولات کامپوزیتی متشکل از دو جزء رزین اپوکسی و سخت شونده‌ی هاردنر می‌باشند. این مواد که در ساخت قالب‌های مستحکم نیز استفاده می‌شوند، با خاصیت چسبندگی بسیار خوب به بسترهای مختلف، مقاومت شیمیایی بالا (به‌ویژه در محیط‌های شدید اسیدی و قلیایی) و استحکام کششی، فشاری و خمشی مطلوب استفاده گسترده‌ای صنعت ساخت‌وساز دارند.
همچنین از رزین در تولید انواع قطعات الکتریکی به دلیل عایق بودن و در صنعت هوافضا و هواپیماسازی و خودروسازی برای اتصالات داخلی و خارجی نیز استفاده می‌شود. اما با این وجود بیشترین کاربرد رزین اپوکسی را می‌توان در ساخت کامپوزیت‌های FRP مشاهده نمود.
از دیگر زمینه‌های استفاده از رزین اپوکسی، می‌توان به کار بردن این محصول به عنوان روکش در کف سالن‌ها، کارخانه‌ها و سایر سطوح جهت افزایش مقاومت بتن در برابر عوامل خوردگی و مواد شیمیایی اشاره نمود.
رزین اپوکسی با غلظت کم و قدرت نفوذ بالای خود دارای مقاومت اولیه و نهایی بالایی است.
خواص رزین اپوکسی:
مقاومت در برابر مواد شیمیایی
مقاومت بالا در برابر آب و رطوبت
مقاوم در برابر جذب تنش‌های مکانیکی و حرارتی
مقاومت بالا در برابر سایش و ضربه
چسبندگی بسیار خوب به مواد و سازگاری با انواع الیاف و سیستم FRP
قابلیت پر کنندگی بالا
وزن سبک و حجم کم
عمر مفید و سرعت تعمیر بالا
معایب رزین اپوکسی:
قیمت آن گران‌تر از دیگر انواع رزین است.
عمل‌آوری رزین اپوکسی زمان بر است زیرا زمان پخت رزین اپوکسی و عمل پلیمریزاسیون زیاد است.
رزین اپوکسی شکل‌پذیر نیست و حساس به ترک‌خوردگی می‌باشد.
در دمای زیر 5 درجه سانتی‌گراد کارایی ندارد.
خواص محصولات پخت شده اپوکسی بستگی دارد به:
۱ نوع اپوکسی
۲ نوع و مقدار هاردنر
۳ میزان شبکه‌ای شدن
۴ طبیعت و حجم مواد افزودنی
علت خشک نشدن مخلوط اپوکسی و هاردنر
به هنگام کار با رزین اپوکسی ممکن است با مشکلات زیر روبه رو شویم:
خشک نشدن رزین اپوکسی
چسبناک شدن و نرم شدن رزین اپوکسی
مواردی که باید رعایت کنیم تا به این مشکلات بر نخوریم عبارتند از:
رعایت نسبت اختلاط صحیح:
خشک نشدن رزین می‌تواند به دلیل کم بودن هاردنر در سیستم باشد.
وجود آب یا رطوبت در سیستم:
ظرف اختلاط رزین اپوکسی کاملاً خشک نبوده و یا اینکه سطح کار و یا هوا رطوبت داشته باشد
اپوکسی و هاردنر به خوبی مخلوط نشده باشد
کنترل دما
دمای هوا نباید کمتر از 10 درجه و دمای سطح نباید از 5 درجه سانتی‌گراد کمتر باشد چون واکنش اپوکسی و هاردنر در دمای پایین متوقف می‌شود و رزین خشک نخواهد شد؛گرم بودن بیش‌ازحد هوا هم می‌تواند در خشک شدن رزین اپوکسی اختلال ایجاد کند، حداکثر دمای هوا برای اعمال می‌تواند 50 درجه سانتی‌گراد باشد.
آلودگی سطح
آلوده بودن سطح کار مانند وجود چربی و گردوغبار هست که در خشک شدن رزین اپوکسی اختلال ایجاد می‌کند.
انواع رزین اپوکسی و کاربردهای آنها
بتونه اپوکسی
بتونه اپوکسی یک ماده دو جزئی فاقد حلال بر پایه رزین اپوکسی بوده که به منظور تسطیح سطح بستر و پر نمودن درزها و شکاف‌های پروژه‌های مقاوم‌سازی، تقویت سازه با کامپوزیت‌های FRP به کار می‌رود. رزین اپوکسی چسبندگی بالایی داشته و دارای مقاومت مکانیکی، شیمیایی و حرارتی زیادی است. نام دیگر آن ترمیم‌کننده اپوکسی است چون در ترمیم سطوح بتنی جهت نصب الیاف FRP در پروژه‌های مقاوم‌سازی استفاده می‌گردد.
ترمیم‌کننده اپوکسی قابلیت استفاده بر روی سطوح عمودی و افقی را دارد و در زمان گیرش دچار جمع شدگی و انقباض نمی‌شود. این محصول به راحتی در ترک‌ها نفوذ می‌کند و پس از گیرش به عنوان یک سیستم یکپارچه عمل می‌کند. مقاومت بالا، عدم تاثیرپذیری در مقابل رطوبت و عوامل محیطی، سهولت در اجرا و چسبندگی بسیار زیاد بتونه اپوکسی از مزایای این رزین اپوکسی است که باعث شده در مقاوم‌سازی ساختمان‌ها استفاده شود.
علاوه بر مباحث مربوط به مقاوم‌سازی با کامپوزیت FRP، پر نمودن خلل و فرج و ترک‌ها و تسطیح و ترمیم بتن‌های آسیب‌دیده می‌توان از بتونه اپوکسی در سرویس‌های حمام، کف سازی کارخانه‌ها، استخرها و به عنوان لایه میانی کف‌پوش‌های اپوکسی استفاده نمود.
پرایمر اپوکسی
پرایمر اپوکسی یک ماده دو جزئی بر پایه رزینهای اپوکسی می‌باشد که قابلیت نفوذ در عمق بتن را دارد و جهت آماده‌سازی سطوح بتنی در مقاوم‌سازی و تقویت سازه با کامپوزیت‌های FRP استفاده می‌گردد. چسبندگی این رزین اپوکسی زیاد بوده و قدرت نفوذ فوق‌العاده‌ای دارد، از این رو کاربرد فراوانی در مقاوم‌سازی سازه دارد.
این محصول به دلیل چسبندگی خوبی که با سطوح فلزی دارد قابل‌استفاده در مخازن صنعتی و سازه‌های فلزی نیز می‌باشد.
از پرایمر اپوکسی به جز استفاده در مباحث مربوط به مقاوم‌سازی با کامپوزیتFRP ، می‌توان به عنوان پرایمر برای ملات تعمیری و کف‌پوش‌های صنعتی اپوکسی در سطوح بتنی، کف سالن‌های ورزشی، آزمایشگاه‌ها و … استفاده نمود. این محصول هنگام استفاده به عنوان سطح زیرین کف‌پوش تنش‌های وارده از طرف کف را تحمل می‌نماید.
چسب اپوکسی
کاربردی‌ترین رزین اپوکسی در مقاوم‌سازی ساختمان با FRP است و از دو قسمت رزین اپوکسی و سخت‌کننده تشکیل‌شده و مقاومت بسیار بالایی دارد. موارد مصرف رزین اپوکسی عبارتند از: ساخت کامپوزیت‌های FRP برای استفاده در صنایع مختلف مانند ترمیم و مقاوم‌سازی ساختمان، ساخت کامپوزیت‌های FRP، خودروسازی، هواپیماسازی و ….
برخی ویژگی‌های چسب اپوکسی که باعث محبوبیت بسیار زیاد این محصول شده عبارتست از :
مقاومت کششی، خمشی و فشاری چسب اپوکسی بسیار بالا است. بنابراین در ساخت کامپوزیت‌های FRP و صنعت مقاوم‌سازی ساختمان نقش عمده و مهمی ایفا می‌کنند.
رزین اپوکسی مقاومت بسیار زیادی در مقابل مواد شیمیایی مختلف مانند اسیدها، نمک‌ها، روغن‌ها، حلال‌ها و … دارد و در مقابل این مواد تأثیرپذیر نمی‌باشد
قیمت چسب اپوکسی با توجه چسبندگی زیاد و کاربرد وسیع آن بسیار مقرون به صرفه و اقتصادی است
رزینهای اپوکسی در مقابل گرما، سایش و رطوبت پایداری بسیار زیادی دارند.
چسب اپوکسی در هنگام سخت شدن جمع نمی‌گردد و با تمام سطوح چسبندگی بسیار بالایی ایجاد می‌نمایند.
رزین اپوکسی تزریقی
رزین اپوکسی تزریقی یک ماده دو جزئی و فاقد حلال متشکل از دو جز هاردنر و عمل آورنده می‌باشد و برای پر کردن درزها و ترمیم ترک‌های بتن و مقاوم‌سازی و تقویت المان‌های سازه‌ای نظیر تیر، ستون، کف و… استفاده می‌گردد. دارای قدرت چسبندگی و قابلیت نفوذ بالا و ترمیم ترک‌ها در بتن می‌باشد
رزین تزریقی اپوکسی یک مایع رقیق زرد رنگ می‌باشد که مقاومت بالایی در مقابل مواد شیمیایی و ضربه دارد. این رزین اپوکسی می‌تواند به راحتی داخل ترک‌ها نفوذ کند و وظیفه ترمیم ترک‌های بتن را با چسبندگی و قدرت سخت شوندگی بالا انجام دهد. هنگام خشک شدن دچار جمع شدگی نمی‌گردد، می‌توان آن را در سطوح بتنی خشک و مرطوب برای ترمیم ترک‌های بتن و مقاوم‌سازی المان‌های سازه‌ای استفاده نمود.
مراحل کار ترمیم ترک‌های بتن به این صورت است که بعد از پاک کردن آلودگی از روی سطح المان پکر یا نیپل که وظیفه انتقال رزین به داخل ترک را دارد در فواصل مشخص قرار می‌دهیم سپس عملیات تزریق را تا زمانی که رزین اپوکسی تزریقی پس نزند ادامه می‌دهیم و در نهایت از ترک بتن مغزه گیری می‌شود تا از صحت مقاوم‌سازی اطمینان حاصل شود.رزین اپوکسی تزریقی در مقاوم‌سازی اعضای سازه‌ای و ترمیم ترک بتن کاربرد زیادی دارد.
ملات اپوکسی
ملات اپوکسی محصولی سه جزئی بدون حلال بر پایه رزین اپوکسی و دانه‌بندی دقیق و وزن کم می‌باشد. ملات اپوکسی روانی نداشته لذا برای استفاده در سطوح افقی و بالاسری نیز مناسب است. مقاومت مکانیکی بالا و ضد خوردگی بودن از جمله ویژگی‌های ملات اپوکسی است. در بسترسازی سطوح بتنی نیز مورد استفاده است. این ملات به پرایمر نیاز ندارند.
ژل اپوکسی خمیری
از ژل اپوکسی در مواردی که امکان اشباع سازی الیاف FRP وجود ندارد، استفاده می‌شود. از این ژل اپوکسی در نصب لمینیت و نصب میلگردهای FRP در روش NSM و سطوح بالایی و عمودی به کار برده می‌شود. از ترکیب ژل اپوکسی خمیری با ماسه سیلیسی می‌توان به عنوان ملات تعمیری استفاده کرد.
جهت خرید به فروشگاه مراجعه کنید.
