روزنامه آنلاین

رزین های اکریلیک مواد پلیمری حاوی مونومرهای اکریلیک به صورت محلول، پراکنده یا جامد هستند. این مونومرها معمولاً استرهای اکریلیک، متاکریلیک اسید یا مشتقات آنها هستند و می توانند با گروه های شیمیایی مختلف (گروه های R) عامل دار شوند. مونومرهای دیگر را نیز می توان در زنجیره های پلیمری گنجاند تا رزین هایی با خواص متفاوت یا هزینه کمتر بدست آورد. آنها معمولاً در بسیاری از کاربردهای مختلف، از پوشش‌های صنعتی حلال و مبتنی بر آب گرفته تا پوشش‌های معماری استفاده می‌شوند. در مقاله زیر، با دسته بندی اصلی رزین های اکریلیک، انواع مختلف و معیارهای انتخاب بهترین محصول برای ترکیب خود بسته به کاربرد نهایی، بیشتر آشنا شوید.

آیینی برای رزین اکریلیک؟

رزین اکریلیک پایه آب یک ماده پلیمری (محلول، پراکندگی یا جامد) حاوی مونومرهای اکریلیک است. این مونومرها عموماً استرهای اسیدهای اکریلیک، متاکریلیک یا مشتقات آنها هستند و می توانند در حضور گروه های شیمیایی مختلف (گروه های R) عامل دار شوند. مونومرهای دیگری را نیز می توان در زنجیره های پلیمری گنجاند تا رزین هایی با خواص متفاوت و هزینه کمتر به دست آورد.

به طور کلی رزین های اکریلیک مقاومت شیمیایی و فتوشیمیایی خوبی از خود نشان می دهند. آنها معمولاً در بسیاری از کاربردهای مختلف، از پوشش‌های صنعتی حلال و مبتنی بر آب گرفته تا پوشش‌های معماری استفاده می‌شوند.

پارامترهای اصلی رزین اکریلیک عبارتند از:

♦ Tg (دمای انتقال شیشه ای)

وزن مولکولی متوسط ​​یک پلیمر

♦ توزیع وزن مولکولی پلیمرها

این پارامترها بر خواص رزین (ویسکوزیته، پراکندگی...) و فیلم/پوشش نهایی حاصل تأثیر می‌گذارند. (انعطاف پذیری/سختی...)

طبقه بندی اصلی رزین اکریلیک

رزین های اکریلیک با توجه به ترکیب آنها به دو نوع مختلف تقسیم می شوند: رزین های اکریلیک خالص و رزین های کامپوزیتی که حاوی مونومرهای اضافی نیز هستند.

رزین های اکریلیک خالص

این فقط مونومرهای اکریلیک است. گونه های مختلف (گروه های R) با هر مونومر امکان پذیر است. رایج ترین آنها عبارتند از:

♦ اتم های ساده هیدروژن منجر به وجود گروه های کربوکسیل در پلیمر می شوند.

♦ گروه های غیر واکنشی، مانند زنجیره های آلکیل حاوی کربن و هیدروژن. این گروه از واکنش با سایر ترکیبات جلوگیری می کند و در نتیجه مقاومت شیمیایی رزین را بهبود می بخشد.

♦ گروه های واکنشی، به عنوان مثال در عامل هیدروکسی، می توانند با ایزوسیانات ها، ملامین ها، عوامل گلیسیدیل (گروه های اپوکسی)، که با آمین ها، اسیدهای کربوکسیلیک و غیره واکنش می دهند، واکنش دهند. همچنین، این گروه ها امکان اتصال بین زنجیره های پلیمری (صلاحدید) را فراهم می کند تا یک ماده پلیمری قوی تر شود.

گروه های عملکردی مختلف بر خواص رزین، استفاده از آن در کاربردهای مختلف و کیفیت نهایی فیلم/پوشش به دست آمده تأثیر می گذارند. عملکرد H، و در نتیجه وجود گروه های کربوکسیل، می تواند چسبندگی به بستر را بهبود بخشد تعداد زیادی از گروه های کربوکسیل نیز به حل شدن رزین در آب کمک می کنند

مونومرهای مختلفی را می توان در ترکیب پلیمر اکریلیک گنجاند تا رزینی با ویژگی های خاص به دست آورد یا هزینه آن را کاهش داد.

رزین های اکریلیک جامع

استایرن اغلب در رزین های اکریلیک استفاده می شود و رزین های به دست آمده استایرن اکریلیک نامیده می شوند. مونومرهای استایرن ارزانتر از مونومرهای اکریلیک هستند. آنها برای افزایش مقاومت در برابر آب و قلیایی و بهبود سختی شناخته شده اند. با این حال، رزین های استایرن-اکریلیک اغلب مستعد زرد شدن و گچی شدن هستند که استفاده از آنها را محدود می کند.

انواع رزین اکریلیک

رزین های اکریلیک به اشکال مختلفی تولید می شوند که عبارتند از:

1. ترموپلاستیک اکریلیک رالونه

2. شبکه رزین

3. لاتکس اکریلیک

تمایز دیگر را می توان بین رزین اکریلیک مبتنی بر حلال، که در آن رزین در یک حلال یا مخلوطی از حلال ها حل می شود، و رزین های مبتنی بر آب، که در آن رزین در آب حل می شود، ایجاد کرد. یک کلاس بسیار ویژه از رزین های پایه آب، امولسیون های رزین لاتکس، اکریلیک هستند که پس از تبخیر آب، ضد آب می شوند.

1. رزین اکریلیک ترموپلاستیک

در رزین ترموپلاستیک، پلیمرهایی که رزین را تشکیل می دهند، حاوی گروه های واکنشی نیستند. بنابراین زنجیره های پلیمری در این رزین ها به هم متصل نمی شوند. برای بهبود تعامل بین زنجیره های پلیمری مختلف، از پلیمرهای با وزن مولکولی بالا استفاده می شود.

رزین های ترموپلاستیک معمولاً نرم می شوند و هنگام گرم شدن می توانند تغییر شکل دهند. این ویژگی این رزین ها را برای سایر فرآیندهای صنعتی مانند تزریق، فشرده سازی یا اکستروژن ایده آل می کند. کاربرد اصلی این رزین ها در صنعت جوهرسازی و چسب است.

2. بافت پلاستیکی

عمل آوری رزین متقاطع برهمکنش های شیمیایی بین زنجیره های پلیمری مختلف را افزایش می دهد. خشک کردن می تواند منجر به ساختارهای پلیمری پیچیده تر و مواد قوی تر شود، اما می تواند در شرایط مختلف بسته به گروه های عاملی موجود در پلیمر رخ دهد. وجود گروه‌های واکنش‌دهنده به تعامل دو زنجیره پلیمری مختلف اجازه می‌دهد تا رزین اکریلیک را به هم پیوند بزنند. این می تواند تحت شرایط خاصی مانند دماهای خاص و اشعه UV اتفاق بیفتد. همچنین می توان کاتالیزورها را برای ترویج و تسریع واکنش های شیمیایی اضافه کرد.

تفاوت بین دو نوع سیستم اتصال متقابل:

♦ رزین های با پیوند متقابل خارجی که به یک عامل پخت نیاز دارند، که یک ماده شیمیایی است که با پلیمر واکنش می دهد، و

♦ رزین های خود متقاطع

در حالت اول، گروه R معمولاً یک زنجیره عملکردی هیدروکسیل است که می تواند با سخت کننده های ملامین یا ایزوسیانات واکنش دهد. این نوع ترکیب (رزین + هاردنر) به دو صورت قابل بررسی است.

♦ سیستم Dodgez (2K)، Or

♦ سیستم تک جزیی (1K)

سیستم دو بخشی (2K) مخصوصاً زمانی که امکان گرم کردن فر وجود ندارد استفاده می شود. در یک سیستم یک جزئی (1K)، سخت کننده های ایزوسیانات را می توان در دمای اتاق "قفل" یا غیرفعال کرد، و رزین فقط در دمای بالاتر فر سخت می شود.

علاوه بر عوامل هیدروکسیل، گروه‌های کربوکسیل معمولاً روی زنجیره‌های پلیمری رزین‌های شبکه (یا اسیدهای آکریلیک آزاد) وجود دارند: آنها می‌توانند به عنوان یک کاتالیزور برای واکنش پخت عمل کنند و چسبندگی پوشش را بهبود بخشند. علاوه بر این، سایر عوامل پخت مانند اپوکسی که می توانند با گروه های کربوکسیل واکنش دهند نیز می توانند در این مورد استفاده شوند.

این رزین های اکریلیک سیماب رزین را می توان در فاز حلال پردازش کرد، اما اگر مقدار گروه های کربوکسیل روی پلیمر به اندازه کافی زیاد باشد، می توانند در آب حل شوند. به همین دلیل است که آنها را به عنوان نرم کننده آب می شناسند. در سیستم های مبتنی بر آب، ممکن است یک حلال کمکی نیز وجود داشته باشد که به رزین متصل می شود.

امولسیون های رزین های اکریلیک مقاوم در برابر حرارت موجود است. این امولسیون ها معمولاً در مقایسه با امولسیون های قابل رقیق شدن با آب با ویسکوزیته یکسان، مقدار مواد جامد بالاتری دارند و مقاومت قلیایی معمولاً بهتر است. زیرا یک گروه کربوکسیل کوچک مورد نیاز است.

در نهایت، رزین اکریلیک به عنوان یک نسخه خود پخت (به جای حلال یا آب) در دسترس است. در این نوع رزین، برخی از گروه های R در ساختار کوپلیمری توسط گروه های آمید (الکوکسی متیل آکریل آمید) مانند N,N-bis-butoxy-methylamide مسدود می شوند. در طی فرآیند پخت (معمولاً در کوره های با دمای بالا)، این گروه ها با گروه های هیدروکسیل موجود در کوپلیمر واکنش داده و باعث ایجاد پیوند و پیوند می شوند. این نوع رزین معمولا سختی، براقیت و مقاومت شیمیایی بیشتری نسبت به رزین های شبکه ای دارد و مواد پخت بیشتری دارد.

3. لاتکس های اکریلیک

لاتکس های اکریلیک امولسیونی از ذرات پلیمر اکریلیک در آب هستند. اگرچه امولسیون‌های اکریلیک وجود دارند که می‌توانند توسط عوامل پخت به هم متصل شوند، پیوند متقابل مکانیسم اصلی برای به دست آوردن رنگ یا پوشش لاتکس است.

پس از استفاده، لاتکس خشک شده و آب تبخیر می شود. ذرات پلیمری به یکدیگر می‌چسبند، برهم‌کنش می‌کنند و با هم پیوند می‌یابند و یک لایه پیوسته تشکیل می‌دهند. برای اینکه ذرات به درستی پیوند بخورند و یک فیلم خوب تشکیل دهند، دمای انتقال شیشه ای (Tg) پلیمر باید کمتر از دمای تشکیل فیلم باشد تا ذرات اجازه جدا شدن و توزیع مولکول های پلیمر را بدهد. بنابراین، حداقل دمای تشکیل فیلم (MFT) پارامتر مهمی است که هنگام انتخاب امولسیون اکریلیک باید در نظر گرفته شود.

اگرچه اتصال عرضی مکانیسم اصلی برای به دست آوردن یک فیلم است، گروه های واکنشی (هیدروکسیل، گلیسیدیل، کربوکسیل...) را می توان به رزین (گروه R) اضافه کرد تا به اتصال عرضی بیشتر دست یافت.