راتنج الإيبوكسي

1、مقدمة

تُستخدم راتنجات الإيبوكسي عادةً مع إضافات. ويمكن اختيار هذه الإضافات وفقًا للاستخدامات المختلفة. وتشمل الإضافات الشائعة عامل التصلب، والمُعدِّل، والحشو، والمُخفِّف، وغيرها.

يُعدّ عامل التصلب إضافةً أساسيةً لا غنى عنها. سواءً استُخدم راتنج الإيبوكسي كمادة لاصقة، أو طلاء، أو مادة صب، فلا بدّ من إضافة عامل التصلب، وإلا فلن يتصلب. ونظرًا لاختلاف متطلبات التطبيق والأداء، تختلف متطلبات راتنج الإيبوكسي، وعامل التصلب، والمُعدِّل، والحشو، والمُخفِّف، وغيرها من الإضافات.

2-اختيار راتنج الإيبوكسي

(1) اختر وفقًا للتطبيق

① عند استخدامه كمادة لاصقة، من الأفضل اختيار الراتنج ذي قيمة الإيبوكسي المتوسطة (0.25-0.45)؛

② عند استخدامها كمادة قابلة للصب، من الأفضل اختيار الراتنج ذي قيمة الإيبوكسي العالية (0.40)؛

③ عند استخدامها كطلاء، يتم اختيار الراتنج ذي قيمة الإيبوكسي المنخفضة (< 0.25) بشكل عام.

(2) اختر وفقًا للقوة الميكانيكية

تعتمد قوة المادة على درجة التشابك. فعندما تكون قيمة الإيبوكسي عالية، تكون درجة التشابك عالية أيضًا بعد التصلب. وعندما تكون قيمة الإيبوكسي منخفضة، تكون درجة التشابك منخفضة بعد التصلب. كما أن اختلاف قيمة الإيبوكسي يؤدي إلى اختلاف القوة.

① الراتنج ذو القيمة العالية للإيبوكسي يتمتع بقوة أعلى ولكنه هش؛

② يتميز الراتنج ذو قيمة الإيبوكسي المتوسطة بقوة جيدة في درجات الحرارة العالية والمنخفضة؛

③ الراتنج ذو قيمة الإيبوكسي المنخفضة يكون ضعيف القوة عند درجات الحرارة العالية.

(3) اختر وفقًا للمتطلبات التشغيلية

① بالنسبة لأولئك الذين لا يحتاجون إلى مقاومة عالية للحرارة وقوة، يمكنهم اختيار الراتنج ذي قيمة الإيبوكسي المنخفضة والذي يمكن أن يجف بسرعة وليس من السهل فقدانه.

② بالنسبة لأولئك الذين يحتاجون إلى نفاذية وقوة جيدة، يمكنهم اختيار الراتنج ذي قيمة الإيبوكسي الأعلى.

3-اختيار عامل المعالجة

(1) نوع عامل المعالجة:

تشمل عوامل المعالجة الشائعة لراتنجات الإيبوكسي الأمينات الأليفاتية، والأمينات الحلقية، والأمينات العطرية، والبولي أميد، والأنهيدريد، والراتنجات، والأمينات الثلاثية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن معالجة راتنجات الإيبوكسي باستخدام محفزات ضوئية أو الأشعة فوق البنفسجية أو الضوء. تُستخدم عوامل المعالجة الأمينية عادةً للمعالجة في درجة حرارة الغرفة أو درجات الحرارة المنخفضة، بينما تُستخدم عوامل المعالجة الأنهيدريدية والعطرية عادةً للمعالجة الحرارية.

(2) جرعة عامل المعالجة

① عند استخدام الأمين كعامل ربط متقاطع، يتم حسابه على النحو التالي:

جرعة الأمين = ملغ / HN

M = الوزن الجزيئي للأمين؛

HN = عدد الهيدروجين النشط؛

G = قيمة الإيبوكسي (مكافئ الإيبوكسي لكل 100 غرام من راتنج الإيبوكسي)

لا تتجاوز نسبة التغيير 10-20%. إذا تم استخدام كمية زائدة من الأمين، ستصبح الراتنجة هشة. أما إذا كانت الجرعة قليلة جدًا، فلن يكون التصلب مثاليًا.

٢- عند استخدام الأنهيدريد كعامل ربط متقاطع، يتم حسابه على النحو التالي:

جرعة الأنهيدريد = ملغ (0.6 ~ 1) / 100

M = الوزن الجزيئي للأنهيدريد؛

G = قيمة الإيبوكسي (0.6 ~ 1) هو المعامل التجريبي.

(3) مبدأ اختيار عامل المعالجة

① متطلبات الأداء.

تتطلب بعض المواد مقاومة عالية للحرارة، بينما تتطلب أخرى مرونة، وتتطلب مواد أخرى مقاومة جيدة للتآكل. ويتم اختيار عامل المعالجة المناسب وفقًا لهذه المتطلبات المختلفة.

٢- طريقة المعالجة.

بعض المنتجات لا يمكن تسخينها، وبالتالي لا يمكن اختيار عامل المعالجة الحرارية.

③ فترة التقديم.

تشير فترة الاستخدام إلى الفترة الممتدة من وقت إضافة راتنج الإيبوكسي مع عامل التصلب إلى وقت انتهاء صلاحيته. وللاستخدامات طويلة الأمد، تُستخدم عادةً مواد التصلب اللامائية أو عوامل التصلب الكامنة.

④ السلامة.

بشكل عام، يكون عامل المعالجة الأقل سمية أفضل وأكثر أماناً للإنتاج.

⑤ التكلفة.

4、اختيار المُعدِّل

يتمثل تأثير المُعدِّل في تحسين مقاومة الدباغة، ومقاومة القص، ومقاومة الانحناء، ومقاومة الصدمات، وأداء العزل لراتنج الإيبوكسي.

(1) المعدلات والخصائص الشائعة

① مطاط البوليسلفيد: تحسين قوة الصدم ومقاومة التقشير؛

② راتنج البولي أميد: تحسين الهشاشة والالتصاق؛

③ كحول البولي فينيل تيرت بوتيرالدهيد: تحسين مقاومة الدباغة الناتجة عن الصدمات؛

④ NBR: تحسين مقاومة الدباغة الناتجة عن الصدمات؛

⑤ الراتنج الفينولي: تحسين مقاومة درجة الحرارة ومقاومة التآكل؛

⑥ راتنج البوليستر: تحسين مقاومة الدباغة الناتجة عن الصدمات؛

⑦ راتنج الميلامين باليوريا والفورمالديهايد: زيادة المقاومة الكيميائية والقوة؛

⑧ راتنج فورفورال: تحسين أداء الانحناء الثابت، وتحسين مقاومة الأحماض؛

⑨ راتنج الفينيل: تحسين مقاومة التقشير وقوة الصدم؛

⑩ إيزوسيانات: يقلل من نفاذية الرطوبة ويزيد من مقاومة الماء؛

11- السيليكون: لتحسين مقاومة الحرارة.

(2) الجرعة

① مطاط البوليسلفيد: 50-300% (مع عامل معالجة)؛

② راتنج البولي أميد وراتنج الفينول: 50-100%؛

③ راتنج البوليستر: 20-30% (بدون عامل معالجة، أو كمية صغيرة من عامل المعالجة لتسريع التفاعل).

بشكل عام، كلما زادت كمية المُعدِّل المستخدم، زادت مرونة المنتج، ولكن درجة حرارة التشوه الحراري للمنتجات الراتنجية تنخفض تبعًا لذلك. ولتحسين مرونة الراتنج، تُستخدم عادةً عوامل تقوية مثل فثالات ثنائي البوتيل أو فثالات ثنائي الأوكتيل.

5、اختيار الحشوات

تتمثل وظيفة الحشوات في تحسين بعض خصائص المنتجات وظروف تبديد الحرارة أثناء معالجة الراتنج. كما يمكنها تقليل كمية راتنج الإيبوكسي وخفض التكلفة. تُستخدم أنواع مختلفة من الحشوات لأغراض مختلفة. يجب ألا يتجاوز حجمها 100 مش، وتعتمد الجرعة على استخدامها. فيما يلي أنواع الحشوات الشائعة:

(1) ألياف الأسبستوس وألياف الزجاج: زيادة المتانة ومقاومة الصدمات؛

(2) مسحوق الكوارتز، مسحوق البورسلين، مسحوق الحديد، الأسمنت، الصنفرة: زيادة الصلابة؛

(3) مسحوق الألومينا والخزف: زيادة قوة الالتصاق والقوة الميكانيكية؛

(4) مسحوق الأسبستوس، ومسحوق هلام السيليكا، والأسمنت عالي الحرارة: تحسين مقاومة الحرارة؛

(5) مسحوق الأسبستوس ومسحوق الكوارتز ومسحوق الحجر: يقلل من معدل الانكماش؛

(6) مسحوق الألومنيوم، ومسحوق النحاس، ومسحوق الحديد، ومساحيق المعادن الأخرى: زيادة التوصيل الحراري والتوصيل الكهربائي؛

(7) مسحوق الجرافيت ومسحوق التلك ومسحوق الكوارتز: تحسين أداء مقاومة التآكل وأداء التشحيم؛

(8) الصنفرة والمواد الكاشطة الأخرى: تحسين أداء مقاومة التآكل؛

(9) مسحوق الميكا، ومسحوق البورسلين، ومسحوق الكوارتز: زيادة أداء العزل؛

(10) جميع أنواع الأصباغ والجرافيت: مع اللون؛

بالإضافة إلى ذلك، ووفقًا للبيانات، فإن الكمية المناسبة (27-35٪) من أكاسيد الفوسفور والزرنيخ والأنتيمون والبزموت والجرمانيوم والقصدير والرصاص المضافة إلى الراتنج يمكن أن تحافظ على الالتصاق تحت درجات الحرارة والضغط العالية.

6、اختيار المخفف

تتمثل وظيفة المخفف في تقليل لزوجة الراتنج وتحسين نفاذيته. وينقسم إلى فئتين: خامل وفعال، وعادةً لا تتجاوز نسبته 30%. تشمل المخففات الشائعة: ثنائي غليسيديل إيثر، وبولي غليسيديل إيثر، وبروبيلين أوكسيد بيوتيل إيثر، وبروبيلين أوكسيد فينيل إيثر، وثنائي سيكلوبروبان إيثيل إيثر، وثلاثي إيثوكسي بروبان بروبيل إيثر، بالإضافة إلى المخففات الخاملة، والزيلين، والتولوين، والأسيتون، وغيرها.

7、متطلبات المواد

قبل إضافة عامل المعالجة، يجب فحص جميع المواد المستخدمة، مثل الراتنج، وعامل المعالجة، والحشو، والمعدل، والمخفف، وما إلى ذلك، والتي يجب أن تستوفي المتطلبات التالية:

(1) لا ماء: يجب تجفيف المواد التي تحتوي على الماء أولاً، ويجب استخدام المذيبات التي تحتوي على كمية صغيرة من الماء بأقل قدر ممكن.

(2) النقاء: يجب ألا تتجاوز نسبة الشوائب غير الماء 1%. مع أنه يمكن استخدام المنتج بنسبة شوائب تتراوح بين 5% و25%، إلا أنه ينبغي زيادة نسبة المواد الأخرى في التركيبة. من الأفضل استخدام مواد كيميائية نقية بكميات قليلة.

(3) مدة الصلاحية: من الضروري معرفة ما إذا كانت المواد غير صالحة.