کاربرد رزین اپوکسی در بتن پلیمری

کاربرد رزین اپوکسی در بتن پلیمری :

اپوکسی چیست: به گروه عاملی که دارای یک اتم اکسیژن متصل به دو اتم کربن باشد و این دو اتم کربن به طریقی به هم متصل باشند اپوکسی گفته می شود. رزین هایی که دارای چنین گروه عاملی باشند و یا حتی به رزین های پخت شده که در اثر فرآیند پلیمریزاسیون گروه اپوکسی خود را از دست داده باشند (حلقه اپوکسی باز شده است)  اپوکسی نامیده می شوند.

رزین های اپوکسی جزء خانواده رزین های مصنوعی و ترموست هستند که بسته به اندازه مولکول رزین، بصورت مایعات گرانروا تا جامداتی با نقطه ذوب بالا وجود دارند. چندین نوع رزین اپوکسی بر اساس ساختار مولکولی وجود دارند. متداول ترین رزین اپوکسی که از واکنش بیس فنول A و اپی کلرو هیدرین تهیه می گردد، دی گلیسیدیل اتر بیسفنول A (DGEBA) نامیده می شود.

توجه : جهت مشاهده تصاویر با کیفیت بالا بر روی عکس ها کلیک نمایید .

فرآیند تشکیل رزین DGEBA

خصوصیات رزین های اپوکسی DGEBA در جدول زیر نشان داده شده است. رزین اپوکسی DGEBA بخاطر ویسکوزیته پایین، قابلیت عمل آوری در دمای اتاق و ارزان تر بودن، بیشتر از دیگر رزین های اپوکسی (مانند نووالاک، گلیسیدل اتر تترا فنول اتان، بیسفنول F) در بتن پلیمری بکار می رود.

خصوصیات رزین اپوکسی DGEBA

بیان نکات زیر می تواند در بهره گیری از جدول (بالا) برای انتخاب رزین مناسب برای استفاده در بتن پلیمری مفید باشد:

• افزایش وزن مولکولی موجب افزایش خمش پذیری در پلیمر می شود اما کاهش وزن مولکولی بخاطر امکان افزایش پیوند های عرضی در پلیمر سخت شده صلبیت پلیمر را افزایش می دهد. همچنین افزایش پیوند های عرضی مقاومت های شیمیایی و حرارتی پلیمر را بهبود می بخشد. افزودن ۱۰% رزین با وزن مولکولی بالا به رزین با وزن مولکولی پایین (EEW<190) خمش پذیری را بسیار بهبود می بخشد اما به یک رقیق کننده واکنش پذیر برای کاهش ویسکوزیته نیاز است .
• وجود گروه هیدروکسیل موجب بهبود خواص چسبندگی و نیز امکان واکنش با گروههای اپوکسی در دماهای بالا و یا در صورت وجود کاتالیست های آمین نوع سوم می شود.
• رزین مورد استفاده در بتن پلیمری باید ویسکوزیته مناسب داشته باشد تا مخلوط پلیمر و سنگدانه کارایی لازم را داشته باشد. همچنین کاهش ویسکوزیته خاصیت ترکنندگی رزین را افزایش می دهد.
• افزایش وزن مولکولی موجب افزایش دمای لازم برای سخت شدن بتن می شود و عموماً رزین انتخاب شده باید بتواند در دمای محیط عمل آوری شود.

شبکه ای شدن نهایی که محصولی سخت، گداز ناپذیر و انحلال ناپذیر تولید می کند، به روش های مختلفی انجام می شود. این روش ها معمولاً شامل باز شدن حلقه اپوکسیدهای انتهایی و یا استری شدن هیدروکسیل های زنجیر هستند. روش انتخابی برای پخت یک رزین اپوکسی بر اساس ترکیبی از عوامل تعیین می شود. سخت کننده ها با گروههای اپوکسی و هیدروکسیل موجود در مولکول اپوکسی واکنش می دهند. سخت کننده ها برای رزین های اپوکسی به شش گروه کلی: ۱- آمین های آلیفاتیک و آمین های آلیفاتیک اصلاح شده ۲- پلی آمیدها ۳- آمینهای آروماتیک و آمینهای آروماتیک اصلاح شده ۴- انیدریدها ۵- کاتالیست و سخت کننده های نهفته ( مخفی ) ۶- پلی سولفیدها و مرکاپتن ها ( الکل های گوگرد دار ) تقسیم می شوند

خصوصیات سخت کننده های مختلف برای رزین اپوکسی و اثرات آن ها بر پلیمر سخت شده

خواص مقاومتی، حرارتی و شیمیایی و نیز دما و مدت زمان لازم برای سخت شدن بسیار متأثر از نوع سخت کننده است. بحث در مورد انواع سخت کننده ها و اثرات آن ها بر خواص پلیمر از حیطه مباحث این پایان نامه خارج است. در جدول(بالا) خصوصیات سخت کننده های مختلف برای آشنایی بیشتر  ذکر شده است. برخی از خصوصیات ذکر شده مربوط به خود عامل سخت کننده و برخی مربوط به پلیمر سخت شده است. دی اتیلن تری آمین(DETA) و تری اتیلن تتری آمین(TETA) که در گروه آمین های آلیفاتیک قرار دارند جزء پرمصرف ترین  سخت کننده ها هستند. این دو نوع سخت کننده خواص تقریباً مشابهی را ارائه می کنند.

توجه : این مقاله قسمتی از پروژه “بررسی پارامترهای مؤثر بر مقاومت های مکانیکی و شیمیایی در نمونه های بتن پلیمر” میباشد. در صورت تمایل به دریافت کل پروژه ، اینجا کلیک نمایید .

منبع : filecivil.ir