همه چیزهایی که باید درباره رزین بدانید

رزین در لغت به معنی صمغ است و به علت این که برخی پلیمرها مایعات غلیظ و ویسکوزی مانند صمغ درختان هستند، نام آن‌ها را رزین می‌ گذارند. این ماده ترکیب طبیعی یا مصنوعی بسار چسبناکی است که در شرایط خاصی سخت می‌شود. بیشتر رزین‌ ها به صورت مایع عرضه می‌شوند و پس از افزودن هاردنر، به شکل سخت در می‌ آیند. رزین در آب حل نمی‌ شود اما در الکل قابل حل است. این ترکیب بسته به کاربرد و ترکیب شیمیایی آن در گروه‌ های مختلفی دسته‌ بندی می‌شود.

تاریخچه رزین

بشر سال‌ هاست که از رزین‌ های طبیعی که از گیاهان به‌ دست می‌آید، استفاده می‌ کند. معروف‌ ترین و بهترین نمونه رزین‌ های طبیعی، شیره درخت کاج است که در طول تاریخ جهت درزگیری قایق‌ها، مومیایی کردن اجساد، ظروف غذا و مصارف دیگر مورد استفاده قرار گرفته است. علاوه‌ بر این، رزین کاج در ساخت جلا، لاک، عطر، جوهر، جواهر و اشیا دیگر کاربرد داشته است.

با گذشت زمان و پیشرفت تکنولوژی، رزین به پلیمر تبدیل شد و رزین‌ های مصنوعی تولید شدند که پایدارتر و قابل پیش‌بینی‌ تر از رزین‌ های طبیعی هستند. از رزین‌ های مصنوعی می‌توان در تولید پلاستیک، رنگ و محصولات مشابه بجای رزین طبیعی استفاده کرد. به دلیل این که رزین‌ های مصنوعی در شرایط آزمایشگاهی و کنترل شده تولید می‌ شوند، ناخالصی ندارند.

انواع مختلف رزین کدامند؟

• رزین‌های طبیعی

همانطور که قبلا اشاره کردیم، رزین‌ های طبیعی از گیاهان به‌دست می‌آیند که بهترین آن‌ها صمغ درخت کاج است. برخی درختان دیگر نیز دارای رزین هستند اما اشتباه در تشخیص درختان رزین‌ دار می‌تواند حادثه آفرین باشد، زیرا برخی از این درختان حاوی هپتان هستند که یک هیدروکربن قابل انفجار و اشتعال است.

درجه سختی و شفافیت یا کدر بودن رزین‌های گیاهی متفاوت بوده و رنگ آن‌ها از شفاف تا قهوه‌ ای تیره متغیر است. جالب است بدانید در اثر سخت شدن کهربا نیز رزین گیاهی به دست می‌آید و رنگ آن طلایی تیره است.

• رزین‌ های پلی‌استر

رزین‌ های پلی‌ استر کاربردهای فراوانی دارند. از طریق طراحی فرمول و کنترل اسیدهای اشباع و غیر اشباع، کاتالیست‌ها، کنترل دما و زمان واکنش، می‌ توان انواع رزین‌ ها را برای کاربردهای گوناگون تولید کرد.

کامپوزیت‌ های پلی استر-شیشه پرمصرف‌ترین و مهم‌ ترین کامپوزیت‌های پلی‌استری هستند که در محل کار و زندگی ما نمونه‌های فراوانی از این مواد وجود دارد.

• رزین‌های اپوکسی

رزین‌ اپوکسی یا اپوکسید در ساختار مولکولی خود بیش از یک گروه اپوکسی دارند. رزین‌های اپوکسی از نظر ساختار شیمیایی دارای دو بخش اپوکسی و هاردنر هستند.

اپوکسی‌ ها بر اثر پخت، جمع ‎‌شدگی کمتری در مقایسه با سایر رزین‌های گرما سخت دارند. از رزین‌ های اپوکسی در تولید روکش، پوشش سطح، چسب، ابزار و کامپوزیت‌ها استفاده می‌شود. از دیگر کاربردهای رزین‌ های اپوکسی می‌توان به کاربرد آن در صنایع هوا فضا، ساختمان و صنایع الکتریکی و الکترونیکی اشاره کرد. رزین‌ های اپوکسی علاوه‌ بر ساختار متنوعی که دارند دارای ویژگی‌ های فراوانی هستند از جمله: مقاومت شیمیایی بسیار بالا، چسبندگی بالا، پایداری ابعاد، عایق الکتریسته بسیار خوب، مقاومت در برابر شرایط محیطی، قابلیت پخت در دماهای مختلف، استحکام کششی بالا، انعطاف‌ پذیری بالا و مقاومت خستگی بسیار خوب.

• رزین‌ وینیل‌ استر

در اثر واکنش رزین‌ های اپوکسی با اسیدهای غیر اشباع اتیلنی، رزین‌ وینیل‌ استر تولید می‌ شود. رزین‌های وینیل استر در مقایسه با رزین‌ های پلی استر، دارای مقاومت شیمیایی و چقرمگی بسیار بالاتری هستند.

جرم مولکولی رزین‌های وینیل استر به نوع اپوکسی به‌ کار رفته در آن بستگی دارد و خواصی مانند استحکام کششی، ازدیاد طول، نقطه نرمی و واکنش پذیری رزین وینیل استر به جرم مولکولی و ساختار اولیه آن وابسته است. در مقایسه با پلی استرهای غیر اشباع، رزین‌های وینیل استر دارای مقاومت شیمیایی بالایی هستند، از این رو کاربردهای فراوانی دارند.

• رزین فنولیک

رزین‌ های فنولیک بر اثر واکنش تراکمی فنل‌ها و فرم آلدهید تولید می‌شوند.. رنگ رزین‌های فنولیک از کهربایی کم‌رنگ و قهوهای تیره تا سیاه متغیر است و معمولا کدر هستند. رزین‌ های فنولیک به دلیل رنگ تیره‌ای که دارند، کاربردشان محدود است. رزین‌های فنولیک در فرم‌های مختلفی از جمله پولک، فیلم مایع و پودر وجود دارند. رزین فنولیک‌ در میان رزین‌های گرما سخت از نظر پرکاربر بودن رتبه دوم را به خود اختصاص داده است.

انواع رزین‌ های فنولیک گرید کاربرد عمومی، گرید پر شده با مایع، گرید مقاوم در برابر ضربه، گرید مقاوم در برابر دما و گرید ویژه الکتریکی هستند. رزین‌ های فنولیک در تولید سازه‌های عایق برای ولتاژ بالا، ساخت چرخ‌دنده‌ها؛ مغزی میز دکوری و ساخت فوم مورد استفاده قرار می‌گیرد.

• رزین اوره-فرم آلدهید و ملامین فرم‌ آلدهید

رزین‌های اوره-فرم آلدهید و ملامین فرم آلدهید از جمله رزین‌های آمینو هستند که می‌توان آن‌ها را در گروه رزین‌ های فنولیک دسته‌بندی کرد. رزین‌های آمینو گرما سخت هستند و از واکنش آمینو با فرم آلدهید حاصل می‌شوند.

رزین‌ های آمینو به دلیل رنگ سفیدی که دارند می‌توانند جایگزین رزین‌های فنولیک شوند، زیرا فنولیک‌ها رنگ تیره‌ای دارند و فقط در ساخت قطعات تیره از آن‌ها استفاده می‌شود. همچنین، رزین‌های اوره-فرم آلدهید در مقایسه با فنولیک‌ ها قیمت پایین‌ تری دارند؛ مقاومت در برابر ترک‌ خوردگی الکتریکی در آن‌ها بیشتر است اما مقاومت حرارتی پایین‌ تری دارند.

در مقایسه با رزین‌ های فنولیک‌ و اوره فرم‌آلدهید، رزین‌های ملامین فرم آلدهید عملکرد بهتر اما قیمت بالاتری دارند. رزین‌های ملامین فرم آلدهید دارای ویژگی‌هایی از قبیل مقاومت حرارتی و لکه‌پذیری بالا، سختی بالا و عایق الکتریکی خوب و جذب آب پایین هستند.

از انواع دیگر رزین‌ها می‌توان رزین فنل فرمالدئید، رزین پلی‌کربنات، رزین پلی متیل متاکریلات و رزین‌های آلکیدی را نام برد.

امروزه، به دلیل مسائل زیست‌محیطی و نگرانی از پایان یافتن ذخایر نفتی، ساخت کامپوزیت‌هایی با پایه رزین‌های طبیعی از منابع تجدیدپذیر، از اهمیت بالایی برخوردار است. با استفاده از رزین‌های طبیعی می‌توان وابستگی کامپوزیت‌های پلیمری را به نفت کاهش داد. همچنین، این روزها دانشمندان در تلاش هستند تا با استفاده از منابع تجدیدپذیر کشاورزی به توسعه پلیمرها و جایگزینی آن با هیدروکربن‌ها کمک کنند. جالب است بدانید، اخیرا تلاش‌هایی برای استفاده از روغن سویا جهت تولید کامپوزیت‌های زیست تخریب‌پذیر، ارزان و سبک، انجام شده است.