رزین‌ها
انواع رزین‌ها عبارتند از:
رزین پلی استر
رزین‌هاي غیر اشباعی هستند که از واکنش اسیدهاي آلی دو عاملی و الکل‌هاي چند عاملی تشکیل می‌شوند.پلی استرها طبقه‌اي از پلیمرها هستند که شامل گروه عاملی استردر زنجیره اصلی خود هستند. رزین مایع توسط زنجیره‌هاي اتصالات عرضی به یک رزین جامد تبدیل می‌شود. این فرآیند توسط ایجاد رادیکال‌هاي آزاد در پیوندهاي دوگانه ایجاد شده که در طول یک واکنش زنجیري با سایر پیوندهاي دوگانه مولکول همسایه، انتشار می‌یابد و منجر به اتصال آن‌ها در طول مراحل واکنش می‌شود. اگرچه بسته به ساختار شیمیایی، پلی استر می‌تواند یک رزین ترموست یا ترموپلاست باشد ولی اکثر پلی استرهاي رایج ترموپلاست هستند. رزین‌ها می‌توانند توسط مقادیر متنوعی از شتاب‌گرها و پروکسیدها پخت شوند.
تسهیل‌کننده‌هاي کبالت و یا آمین می‌تواند توسط سازنده به رزین اضافه شوند. به منظور پخت رزین‌ها در دماي اتاق (که از قبل تسهیل نشده‌اند) باید سیستم پخت مناسب انتخاب شود. انتخاب مناسب سیستم پخت تا حد زیادي بستگی به تکنیک به کار برده شده و مصارف نهایی محصول دارد. زمان ژل شدن رزین از 2 تا 200 دقیقه متغیراست و با انتخاب مناسب سیستم پخت می‌توان به زمان ژل شدن مورد نظر دست یافت. همه انواع رزین‌هاي پلی استر، وینیل استر و بیس فنولA می‌توانند با سیستم‌هاي مشابه و با موادي که به سهولت در دسترس هستند پخت شوند.
کاتالیزورها (پروکسیدها /هاردنرها) در مقابل پلی استرهاي غیر اشباع ناپایدار بوده، و تحت تاثیر گرما، نمک‌هاي فلزي و آمین‌ها (تسهیل‌گرها/شتاب‌دهنده‌ها) یا توسط نور فرابنفشUV به رادیکال‌ها که ترکیباتی با انرژي بالا و اجزاي مولکولی شدیداً واکنش‌پذیر هستند، تجزیه می‌شوند. رادیکال‌ها قادر به واکنش با مولکول پلی استر یا استیرن هستند که این واکنش منجر به تشکیل رادیکال‌هاي جدید و آغاز یک سري از واکنش‌هاي زنجیري می‌شود. سیستم‌هاي رزین پلی استر، وینیل استر و سایر رزین‌هاي مشابه اغلب می‌توانند در دماي اتاق پخت شوند. واکنش شیمیایی برانگیخته که توسط کاتالیزورها و شتاب‌گرها تسهیل شده، یک واکنش اگزومتریک (گرمازا) ایجاد می‌کند که منجر به افزایش پخت بهینه می‌شود. گرچه کنترل دما براي جلوگیري از ترك ایجاد شده توسط فشار و جمع‌شدگی ناشی از دماهاي زیاد، بحرانی است.پخت تکمیلیcuringpostبراي رزین‌هاي با کارآیی زیاد، جهت به دست آوردن مقاومت شیمیایی و گرمایی بهینه، پخت تکمیلی ضروري است. شرایط پخت کامل درData sheet رزین به طور کامل ذکر می‌شود. براي پخت تکمیلی متعادل لامینیت‌ها و یا شکل‌هاي ضخیم‌تر و پیچیده، زمان بیشتر و جدول/فهرست لازم است. براي پخت دماي پایینتر موثر نیست و دماي بالاتر منجر به کدر شدن رزین می‌شود. لامینیت‌ها حداقل باید 24 ساعت قبل از پخت کامل تولید شده باشند.حتی لامینت‌هاي با یک سال سن هم می‌توانند به خوبی پخت تکمیلی شوند. براي بخش‌هایی که با الیاف شیشه تقویت شده‌اند و در معرض شرایط محیطی هستند، پخت کامل شدیداً توصیه شده است.دماي انتقال شیشه دمايHDTو دمايTG شدیداً به دمایی که در آن پخت کامل صورت می‌گیرد، بستگی دارد. معرف‌هاي پخت و افزاینده‌ها زمان ژل شدن رزین می‌تواند توسط مقادیر مختلف پروکسید، کبالت یا بازدارنده‌ها تغییر کند. اگر مقدار کبالت خیلی کم باشد، منجر به پخت ضعیف در دماي کارگاه می‌شود. رزین‌هاي پلی استر غیراشباع و وینیل استر اورتان می‌توانند با پروکسیدMEKP با فعالیت متوسط استاندارد پخت شوند و منجر به ایجاد گستره عظیمی از زمان ژل شدن شود. سیستم‌هاي پخت با پروکسیدMEKP در دماهاي پایینتر موثرتر هستند. براي ژل تایم‌هاي طولانی‌تر، سیستم‌هايMEKP مناسب نمی‌باشد.براي کاربردهاي خاص رزین‌هاي ونیل استر سیستم‌هاي کیومن هیدروپروکسید(CUHP)ارجح‌تر هستند. پروکسیدها -متیل اتیل کتون پروکسیدMEKP رایج‌ترین پروکسیدي که مورد استفاده قرار می‌گیردMEKP است وگستره و مقادیر این پروکسید که به رزین اضافه می‌شود بین %5.1 تا %5.2 درصد است. براي رزین‌ها، MEKPباید به همراه نمک‌هاي کبالت که معمولا نفتنات کبالت %6 یا اکتوات کبالت10 %و در صورت نیاز با آمین‌ها و یا بازدارنده‌ها مصرف شوند.MEKP استفاده شده اغلب با اکسیژن فعال %9 به کار می‌رود. حضور آب در کاتالیزور به صورت معکوس روي پخت رزین اثر می‌گذارد. اما این پروکسید را براي محتواي آب مازاد می‌توان کنترل کرد، به صورتی که مقادیر کمی از آن با مقادیر مساوي از استیرن مخلوط گردد. براي نتایج بهتر، توصیه می‌شود که نسبتMEKPبه کبالت در سیستم پخت ثابت نگه‌داشته شود. کیومن هیدرو پروکسیدCUHP کیومن هیدرو پروکسید یک مایع شفاف است. استفاده از این پروکسید می‌تواند کف ناشی از رزین‌هاي مرسوم اپوکسی وینیل استر که توسط سیستم‌هاي کاتالیزوريcobalt/MEKP ، ایجاد می‌شود را کاهش دهد.مزیت دیگر این سیستم‌ها این است که پیک اگزوترم کمتر شده که به علت جمع‌شدگیshrinkage کم رزین است. در آب و هواي سرد بهتر است که براي تسهیل فرآیند پخت، مقدار کمی از دي متیل آنیلین اضافه شود. براي اطمینان از اینکه پخت به طور کامل صورت گرفته به ویژه در دماي محیط باید احتیاط‌هاي لازم در نظر گرفته شود. براي اطمینان از رسیدن به پخت کامل بهتراست که فرایند پخت تکمیلیcure post انجام شود. بنزوئیل پروکسیدBPO دي بنزوئیل پروکسید به اشکال تجاري پودري، امولسیون و خمیري موجود است. مخلوط آن با تسهیل‌کننده‌هاي آمینی پخت خیلی سریعی را ایجاد می‌کند که به سختی توسط رطوبت و پرکننده‌ها، تحت تاثیر قرار می‌گیرد. حتی در دماي پایین هم پخت نسبتاً خوبی به دست می‌آید. سیستم‌هاي آمینBPO ممکن است که دماي اگزوترم بیشتري ایجاد کند و این امر موجب می‌شود که پخت تکمیلی به سختی انجام شود. اگرچه زمانی که پروکسید و هیپوکلریت در محیط وجود دارد، سیستم پخت آمینBPOتوصیه می‌شود.
نکته:آغازگر هرگز نباید مستقیماً با کاتالیزور پراکسید (شبیهMEKP(مخلوط شود، چون مخلوط این دو موجب یک واکنش شدید می‌شود و آتش‌سوزي یا انفجار رخ می‌دهد.
تسهیل‌کننده و پیش‌برنده تسهیل‌کننده و پیش‌برنده براي بالا بردن سرعت و افزایش پخت به کار می‌روند. اکتوات/نفتات کبالت محلول‌هاي کبالت مایعي آبی یا ارغوانی هستند که به طور تجاري با درصدهاي متفاوتی از کبالت فعال در دسترس هستند و می‌توانند با سیستم‌هاي پختMEKP وCUHP استفاده شوند.آمین‌ها دي متیل آنیلین(DMA) یک مایع آمین زرد رنگ با بوي شدید است. ازDMA می‌توان با سیستم‌هاي کاتالیزوريMEKP ، BPO)پخت محدود) وCUHP استفاده نمود.افزایشDMA به سیستم‌هايCUHP وMEKP ضروري نیست.گرچه مقادیر کمDMA را می‌توان به همراه کبالت براي بهبود توسعه بارکول و یا کوتاه کردن زمان پخت استفاده کرد.براي سیستم‌هايBPO در دماي محیط افزودنDMA ضروري است.دي متیل پارا تولوئیدینDMPT یک آمین مایع با رنگ زرد است که بوي شدیدي دارد. DMPT را می‌توان در سیستم‌هاي پخت آمینBPO و در کاربردهاییکه زمان ژل خیلی کوتاهی مورد نیاز است استفاده کرد. بازدارنده‌ها براي طولانی کردن زمان ژل شدن رزین‌هاي ونیل استر و پلی استر و در نتیجه یک پخت قابل کنترل به کار می‌روند. گسترده‌ترین بازدارنده محلول بوتیل –کتکول نوع سوم(TBC10%)است. هنگام افزودن معرفTBC در درصدهاي بالاتر از 25/0 % باید احتیاط لازم را به عمل آورد چون منجر به پخت پایینتر، بارکول کم و کاهش مقاومت شیمیایی می‌شود.مقادیر بازدارنده از یک نوع به نوع دیگر و از رزینی به رزین دیگر فرق می‌کند.برخی از بازدارنده‌هاي مرسوم بوتیل کتکول نوع سوم(TBC) ، هیدروکوئینون(HQ)و تولوهیدروکوئینون(THQ) هستند.بازدارنده بوتیل کتکول نوع سوم با سیستم کیومن هیدروپروکسید موثرنیست.
رزین‌های پلی استرغیر اشباع به طور گسترده در سراسر دنیا استفاده می‌شوند. زنجیر اصلی پلیمری این رزین دارای اتصالات استری می‌باشد که از واکنش تراکمی یک ترکیب الکلی چند عاملی و یک اسید چند عاملی مانند گلیکول و اسید فوماریک تهیه می‌شود. بنابراین با طراحی فرمول و کنترل اسیدهای اشباع و غیر اشباع، کاتالیست‌ها، دما و زمان واکنش، مجموعه کاملی از رزین‌ها را می‌توان تولید نمود که برای کاربردهای مختلف مناسب باشند.
پلی استر غیر اشباع با استایرن مخلوط می‌شود و می‌تواند از طریق پیوندهای دوگانه موجود در هر دو جزء، شبکه‌ای شود. معمولا رزین به هنگام مصرف با استایرن مخلوط بوده و برای رسیدن به خواص مختلف دارای اجزای ذیل می‌تواند باشد:
-
سیستم پخت؛ به منظور شروع و تسریع واکنش شبکه‌ای شدن، در دمای محیط یا دمای بالا
-
عوامل کنترل جریان‌پذیری؛ به منظور کنترل جریان رزین و جلوگیری از شُرّه کردن رزین در لایه‌گذاری سطوح عمودی و ریخته‌گری رزین
-
جاذبUV به منظور افزایش مقاومت در برابر نور خورشید
-
فیلر؛ به منظور کاهش جمع‌شدگی و قیمت و ایجاد خواصی چون مقاومت شعله و آتش
-
پیگمنت؛ به منظور رنگ دادن به قطعه و زیبایی آن
-
تغلیظ کننده‌ها؛ به منظور تغلیظ کردن فرمولاسیون‌های مورد استفاده درSMC وBMC
-
عوامل آغشته‌سازی؛ به منظور بهبود آغشته‌سازی فیلرها و الیاف با رزین به منظور حصول چسبندگی مناسب
-
ضد حباب؛ به منظور سهولت در خروج حباب از رزین و کاهش حفره در محصول نهایی
-
جداکننده قالب؛ به منظور تسهیل جدا شدن قطعه از قالب و جلوگیری از تابیدگی و صدمه به سطح قطعه رزین‌های پلی استردر فرآیندهای مختلفی از قبیل لایه‌گذاری دستی، پاشش رزین، RTM، ریخته‌گری، پولتروژن،SMC وBMC
کامپوزیت‌های پلی استر-شیشه به لحاظ حجم مصرف، بیشترین اهمیت را دارا هستند و یافتن نمونه‌هایی از این مواد در محل کار و زندگی ما بسیار آسان است. کامپوزیت‌های پلی استری تا دمای حدود ۲۵۰ درجه سانتی‌گراد مقاومند ولی مداومت حضور در این دما و دماهای بالاتر موجب افت خواص آن می‌شود. همچنین بعد از پخت، حدود ۵ تا ۸ % حجمی جمع‌شدگی(Shrinkage) دارند. در مورد کاربرد الیاف شیشه به همراه رزین پلی استر باید از ژل کوت مناسب استفاده کرد تا از نفوذ رطوبت به فصل مشترک الیاف و رزین جلوگیری شود. به دلیل طبیعت قطبی ساختار پلیمری، کاربرد آن‌ها در نزدیکی وسایل الکتریکی با فرکانس بالا محدودیت دارد.
مواد زمینه عموما بسپارها، دو نقش اساسی ایفا می‌کنند:
اول: بارها را به تقویت‌کننده منتقل می‌کنند.
دوم: تقویت‌کننده را از آثار محیطی ناسازگار محافظت می‌کنند.
مواد زمینه عموما بسپارها، سرامیک‌ها یا فلزات اند. زمینه‌های بسپاری، موسوم به رزین، متداول‌ترین اند و معمولا به دو گروه گرما نرم‌ها و گرما سخت‌ها تقسیم می‌شوند. ساختار بین مولکولی این دو نوع بسپار متفاوت است. حالت نهایی گرما سخت‌ها شبکه‌ای شدن است در حالی که گرما نرم‌ها عموما شبکه‌ای نمی‌شوند. به طور کلی گرما سخت‌ها رزین‌های مایعی هستند که به منظور حصول اتصال عرضی در ساختار مولکولی، با حرارت فعال (پخت) می‌شوند، در حالی که گرما نرم‌ها جامداتی هستند که برای حصول حالت جامد، ذوب، شکل‌دهی و سپس سرد می‌شوند. از نظر تاریخی، گرما سخت‌ها ماده اصلی زمینه‌ی چند سازه‌ها بوده‌اند، اگر چه امروزه کاربرد گرما نرم‌ها در بسیاری از موارد رو به افزایش است. در جایی که زمینه‌های بسپاری، معمولا به علت محدودیت دمایی، جوابگو نباشد غالبا از زمینه‌های سرامیکی و فلزی استفاده می‌شود.
پلاستیک‌های گرما نرم و گرما سخت هر دو از زنجیرهای مولکولی تشکیل می‌شوند. زنجیرهای مولکولی مواد گرما سخت توسط پیوندهای شیمیایی (اتصال عرضی) به‌هم متصل می‌شوند، ولی در مورد مواد گرما نرم چنین وضعیتی وجود ندارد. مواد گرما سخت و گرما نرم به سبب ساختار شیمیایی متفاوت خواص منحصر به فرد دارند. ذوب مجدد گرما سخت‌ها به سبب شبکه‌ای شدن امکان‌پذیر نیست، در حالی‌که در مورد گرما نرم‌ها به سبب ذوب شدن چنین قابلیتی ندارند. گرما سخت‌ها معمولا صلب‌تر از گرمانرم‌ها هستند و عموما در دماهای بالاتر کارایی بهتری دارند، (اگرچه امروزه کارایی بعضی از گرما نرم‌های کارآمد در دمای بالا معادل متداول‌ترین گرماسخت‌هاست.) نهایتا گرما سخت‌ها برای شبکه‌ای شدن و رسیدن به یک حالت مطلوب به پخت نیاز دارند، در حالی که گرما نرم‌ها پس از گرمادهی و قالب‌گیری به شکل مورد نظر، سرد می‌شوند و به حالت جامد مناسب در می‌آیند. بدین ترتیب معمولا زمان فراورش گرما سخت‌ها به مراتب طولانی‌تر است. اما زمان پخت پلی استرهای گرما سخت رایج در صنعت اتومبیل حدود یک تا دو دقیقه است که چندان طولانی‌تر از سیکل زمانی بعضی گرما نرم‌ها نیست. از طرف دیگر، اپوکسی‌های مورد استفاده در صنایع هوا –فضا جهت پخت معمولا به سیکل زمانی چند ساعته نیاز دارند.
رزین‌های پلی استر سال‌هاست که پلی استرها بازار فروش چند سازه‌های تجاری تقویت شده با الیاف شیشه را در دست دارند. این حاکمیت چنان گسترده است که گاهی واژه فایبرگلاس به جای نام چند سازه کامل ساخته شده از رزین پلی استر با تقویت کننده ی الیاف شیشه به کار می‌رود، مثلا گفته می‌شود؛ قایق فایبرگلاس. کاربردهای اصلی پلی ساترهای تقویت‌شده شامل بدنه‌ی کشتی‌ها، اتاقک دوش، دستگاه‌های تهویه مطبوع، کانال‌کشی خودروها ، بدنه‌ی اتومبیل و...که تنها چند مورد استفاده از کاربردها هستند. پلی استرها عموما ارزان‌ترین رزین‌ها برای چند سازه‌ها هستند که این امر به کاربرد گسترده آن‌ها منجر شده است. اما، کارایی کمتر در دمای بالا، مقاومت کمتر در برابر هوازدگی و خواص فیزیکی پایینتر آن‌ها نسبت به سایر رزین‌های موجود کاربرد آن‌ها در چند سازه‌های پیشرفته را محدود نموده است. ساختار شیمیایی پلی استر پلی استرها از بسپارش تراکمی یک دی اسید و یک دی الکل به وجود می‌آیند. دی اسید به معنی وجود دو گروه آلی اسیدی در یک مولکول است و دی الکل موسوم به دیول، دارای دو گروه الکلی است. نتیجه اینکه دو گروه مولکولی اتصال می‌یابند و آب به عنوان محصول جانبی مشتق می‌شود. گروه اتصالی تشکیل‌شده استر نامیده می‌شود.
شرکت فنی و مهندسی مارین سازه مفتخر است آمادگی خود را به منظور ارائه خدمات فنی و مهندسی ( طرح و اجرا ) در زمینه‌های مختلف مهندسی به شرح زیر در شهرهای تهران، کرج، هشتگرد، قزوین، سمنان، قم، قشم، کیش و سایر نقاط کشور اعلام نماید.
1. طراحی، تولید، نصب و راه‌اندازی انواع اسکله‌های شناور بتنی در کاربری‌های متنوع و چند منظوره
2. بهسازی لرزه‌ای و مقاوم‌ساز انواع سازه‌ها و ساختمان‌ها ( طرح و اجرا )
3. طراحی و اجرای کلیه نقشه‌های معماری و سازه
4. طراحی و اجرای سازه‌های خاص
برای مطالعه بیشتر روی مطالب زیر کلیک کنید.