تولیدکننده مواد اولیه کامپوزیت و فایبرگلاس

انواع هاردنر و کاربردها

انواع هاردنر
چکیده این مطلب:

فهرست این محتوا: پنهان 1) انواع هاردنر و کاربردها چیست 2) انواع هاردنرهای اپوکسی 3) سخت‌کننده‌های فنلی در انواع هاردنر 4) سخت‌کننده‌های انیدریدی در انواع ….

نویسنده: حمید بهرام نژاد منتشر شده در: ۲۰ آبان ۱۴۰۱ 8 بازدید

انواع هاردنر و کاربردها چیست

انواع هاردنر؛ یک رزین اپوکسی پخته‌شده باید ساختار مولکولی محکمی داشته باشد تا خواص فیزیکی و شیمیایی مطلوبی داشته باشد. در طول فرآیند پخت، یک رزین اپوکسی با یک سخت‌کننده کاتالیزور سازگار ترکیب می‌شود تا واکنش پلیمریزاسیون آغاز شود. ویژگی‌های پخت مانند عمر قابلمه و سرعت پخت، به‌شدت به انتخاب سخت‌کننده بستگی دارد.

خواص ترموست مانند استحکام کششی، دمای انتقال شیشه، چسبندگی، شفافیت و سختی را نیز می‌توان با انتخاب یک سخت‌کننده اپوکسی مناسب تا حدودی کنترل کرد. تعادل مطلوب خواص ترموست می‌تواند برای پوشش‌ها، کامپوزیت‌ها، چسب‌ها و سایر کاربردها متفاوت باشد.

انواع هاردنر

انواع هاردنر

انواع هاردنرهای اپوکسی

اپوکسی ها با تشکیل یک کوپلیمر با سخت‌کننده‌های چندکاره درمان می‌شوند. یک هاردنر به‌طورکلی دارای یک هیدروژن فعال است که با گروه‌های اپوکسید موجود در رزین واکنش می‌دهد. برخی از انواع متداول سخت‌کننده‌ها به ترتیب افزایش واکنش‌پذیری عبارت‌اند از:

  • فنل ها
  • انیدریدها
  • آمین‌های معطر
  • آمین‌های سیکلوالیفاتیک
  • آمین‌های آلیفاتیک
  • تیول ها

بیشتر انواع سخت‌کننده‌ها به دمای بالای حدود 150 درجه سانتی‌گراد برای پخت کامل نیاز دارند. گرمای ناکافی در طول پخت منجر به پلیمریزاسیون ناقص می‌شود و منجر به خواص مکانیکی، شیمیایی و مقاومت حرارتی کمتری می‌شود.

برای به حداکثر رساندن عملکرد اپوکسی پخت، دمای پخت معمولاً باید به دمای انتقال شیشه‌ای (tg) رزین کاملاً پخته‌شده برسد. بااین‌حال، برخی از ترکیبات رزین اپوکسی/سخت‌کننده را می‌توان در دمای محیط پخت کرد.

سخت‌کننده‌های فنلی در انواع هاردنر

پلی فنل ها مانند بیسفنول a و نوولاک ها با رزین‌های اپوکسی در دمای 130 تا 180 درجه سانتی‌گراد در حضور کاتالیزور واکنش داده و پیوندهای اتری ایجاد می‌کنند. ماده به‌دست‌آمده در مقایسه با اپوکسی های پخته‌شده با آمین‌ها یا انیدریدها، اکسیداسیون و مقاومت شیمیایی بهتری را نشان می‌دهد. این دسته از سخت‌کننده‌ها معمولاً برای پوشش‌های پودری استفاده می‌شوند، زیرا بسیاری از نوولاک‌ها جامد هستند.

سخت‌کننده‌های انیدریدی در انواع هاردنر

رزین‌های اپوکسی که با انیدریدهای حرارتی عمل‌آوری شده‌اند، در دماهای بالا ماندگاری طولانی‌مدتی از خود نشان می‌دهند. هاردنر های انیدرید تأخیر بالایی دارند که آن‌ها را برای کاربردهای پرکننده معدنی مانند عایق‌های الکتریکی با ولتاژ بالا مناسب می‌کند.

هاردنر آمینی در انواع هاردنر

آمین‌های اولیه با گروه اپوکسید واکنش داده و یک گروه هیدروکسید و یک آمین ثانویه تشکیل می‌دهند. آمین ثانویه به‌نوبه خود با یک اپوکسید دیگر واکنش می‌دهد و یک آمین سوم و یک گروه هیدروکسید اضافی را تشکیل می‌دهد. واکنش آمین اولیه تقریباً دو برابر آمین ثانویه است.

آمین‌های چندمنظوره یک شبکه سه‌بعدی متقاطع را تشکیل می‌دهند. آمین‌های آلیفاتیک، سیکلوالیفاتیک و آروماتیک همگی به‌عنوان سخت‌کننده‌های اپوکسی استفاده می‌شوند که آمین‌های آلیفاتیک بیشترین واکنش رادارند و آمین‌های آروماتیک کمترین واکنش رادارند. آمین‌های معطر خواص نهایی عالی را ارائه می‌دهند. بااین‌حال، در سال‌های اخیر نگرانی در مورد اثرات سلامتی آمین‌های معطر باعث افزایش استفاده از آمین‌های سیکلوآلیفاتیک و آلیفاتیک شده است.

سخت‌کننده‌های تیول در انواع هاردنر

گوگرد موجود در تیول ها به‌آسانی با گروه اپوکسید حتی در دمای محیط یا زیر محیط واکنش نشان می‌دهد. در طول پخت، تیول ها توسط یک کاتالیزور پایه یونیزه می‌شوند. هسته‌دوستی بالای تیول یونیزه شده آن را به گروه اپوکسی بسیار واکنش نشان می‌دهد.

تیول حلقه اپوکسی را می‌شکند تا یک آنیون تیولات تولید کند. آنیون تیولات تحت یک واکنش تبادل پروتون قرار می‌گیرد تا کاتالیزور پایه را بازسازی کند.

رزین و هاردنر در انواع هاردنر

رزین و هاردنر در انواع هاردنر

مکانیسم واکنش تیول/اپوکسی و واکنش‌پذیری در انواع هاردنر

واکنش‌پذیری بالای تیول ها آن‌ها را برای کاربردهایی که نیاز به پخت سریع یا پخت در دمای اتاق‌دارند، مانند چسب‌های خانگی و لنگرهای بولت سنگ شیمیایی ایده آل می‌کند.

مزایای کلیدی تیول های ثانویه در انواع هاردنر

1 – واکنش‌پذیری بالا

2 – ثبات خوب

3 – بوی کم

4 – مقاومت برتر در برابر آب

5 – چسبندگی خوب

6 – شفافیت بالا

7 – مناسب برای فرمولاسیون یک جزئی پایدار

ثبات خوب (تیول های ثانویه پایداری بهتری نسبت به تیول های اولیه نشان می‌دهند. اگرچه سرعت پخت در دمای پایین آن‌ها در مقایسه با تیول های اولیه کمتر است، اما هنوز ازنظر سرعت پخت نسبت به سخت‌کننده‌های آمینی بهبود قابل‌توجهی ارائه می‌دهند. برای کاربردهایی که علاوه بر پخت سریع در دمای پایین به پایداری خوب نیاز دارند، تیول های ثانویه انتخاب خوبی هستند.)

8 – مقاومت در برابر آب بالا

رزین‌های اپوکسی که با تیول‌های اولیه و آمین‌های اصلاح‌شده پخت می‌شوند، هنگام قرار گرفتن در معرض آب، شفافیت خود را از دست می‌دهند. رزین‌های اپوکسی عمل‌آوری شده با تیول های ثانویه مقاومت در برابر آب را بهبود می‌بخشند. گروه متیل اضافی در تیول‌های ثانویه، از ساختار استر محافظت می‌کند و به آن مقاومت بیشتری در برابر آب می‌دهد. رزین‌های اپوکسی که با یک رزین تیول ثانویه پخت می‌شوند پس از غوطه‌ور شدن در آب داغ پایدار می‌مانند، درحالی‌که رزین تیول اولیه و اپوکسی های پخت شده با رزین آمین اصلاح‌شده می‌توانند شفافیت خود را ازدست‌داده و مات شوند.

9 – مقاومت در برابر اسیدها و بازها

اپوکسی های پخت شده با تیول های ثانویه مقاومت خوبی در برابر اسیدها و بازها نشان می‌دهند. اپوکسی های اولیه پخت شده با تیول می‌توانند در مدت 7 روز به‌طور کامل در محلول 5%  حل شوند. اپوکسی های پخت شده با سخت‌کننده‌های آمینی در شرایط اسیدی تورم نشان می‌دهند.

10 – چسبندگی قوی

رزین‌های اپوکسی عمل‌آوری شده با تیول های اولیه چسبندگی خوبی از خود نشان می‌دهند. برای افزایش استحکام پیوند، تیول های اولیه را می‌توان با تیول های ثانویه جایگزین کرد. تیول های ثانویه می‌توانند قدرت چسبندگی را 50 تا 80 درصد نسبت به تیول های اولیه افزایش دهند.

11 – شفافیت

برخی از کاربردها به شفافیت بالایی در رزین اپوکسی پخته‌شده نیاز دارند. از تیول های ثانویه می‌توان برای تولید اپوکسی های سخت شده بسیار شفاف استفاده کرد. استفاده از کاتالیزور مناسب با تیول ثانویه نیز می‌تواند به جلوگیری از زردی کمک کند. یک کاتالیزور مبتنی بر فسفر به حذف زردی مشاهده‌شده با یک کاتالیزور مبتنی بر آمین کمک می‌کند که یک جامد بسیار شفاف تولید می‌کند.

12 – بوی کم

ناخالصی‌های باقی‌مانده عامل اصلی بوی نامطبوع در تیول های اولیه هستند. حذف این ناخالصی‌ها پس از فرآیند تولید، می‌تواند بو را به میزان قابل‌توجهی کاهش دهد. بوی تیول های ثانویه را می‌توان به کمتر از 5 درصد از بویی که در تیول های اولیه هست، کاهش داد.
سخت‌کننده‌های بو کم مقاومت در برابر آب و چسبندگی قوی را به رزین پخت می‌دهند. تیول های ثانویه برای فرمولاسیون رزین‌های اپوکسی یک جزئی پایدار زمانی که با کاتالیزور پخت نهفته ترکیب می‌شوند عالی هستند.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

هشت + 20 =