رزین چیست؟ نواع رزین و کاربردهای صنعتی آن
رزین ها معمولاً مواد چسبناک طبیعی یا مصنوعی هستند که طی فرآیند اتصال زنجیره‌های پلیمری به پلیمرهای سخت و محکم تبدیل می‌شوند. انواع رزین‌ها معمولاً در طبیعت وجود دارند اما امروز به صورت مصنوعی نیز ساخته می‌شوند و برخی از رزین‌های مصنوعی دارای خواص مشابه با رزین‌های مصنوعی هستند اما بسیاری از آن ها نیز خواص متفاوتی دارند.
معمولاً در الکل حل می‌شوند اما در آب قابلیت انحلال ندارند. رزین‌های مصنوعی معمولاً دارای چندین گروه هستند که یک گروه رزین‌هایی هستند که از طریق استری‌شدن ترکیبات آلی تولید می‌شوند.رزین، هر ترکیب آلی طبیعی یا مصنوعی شامل مواد مایع غیر کریستالی یا چسبناک بوده، که در اتانول و استون حلالیت دارد. رزین‌های رایج عبارت‌اند از:
- روزین
- آسفالت
- قیر
- کهربا
- سندروس
- لیگنپین
- لاک شیشه‌ای
رزین‌های طبیعی اصلاح‌شده شامل سلولز و پروتئین می‌باشند.
به عنوان یک ترکیب از ترکیبات آلی، رزیـن به خاطر خواص قوی و با دوام آن شناخته شده است، که به طور خاص در بسیاری از شرایط مختلف به کار می‌رود. این همچنین بدان معنی است که نیازی به تعمیر و نگه‌داری منظم نیست و برای تمیز کردن علامت‌ها، یک پاک‌کننده فشار می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. انعطاف‌پذیری رزیـن به شکل آن است، که بیان می‌کند که هیچ فرم خاصی در خود ندارد. شما می‌توانید آن را از درختان در طبیعت به دست آورید.
رزیـن قادر به تغییر شکل اولیه خود برای انعطاف‌پذیری آن است. رزیـن نیز با خصوصیت مقاومت آن شناخته شده است، به این معنی که ماده‌ای است که می تواند در برابر مقادیر قابل توجه مقاومت کند، در حالی که کلیه آسیب‌ها را نیز حفظ می‌کند. این به خاطر قدرتش در ساختار شیمیایی آن، نتیجه پایه گیاهی است که دارد. خصوصیات طبی طبیعی رزیـن محصول مستقیم طبیعت است و به عنوان یک نتیجه، کمک به آن حاوی قدرت بسیار زیاد برای کسانی است که مایل به استفاده از آن هستند.
انواع رزین ها و کاربرد آنها
رزین‌های طبیعی
به طور معمول مواد آلی قابل اشتعال هستند که شفاف بوده و از طیف رنگ زرد تا قهوه‌ای هستند. آنها در ترشحات گیاهی شکل می گیرند و در مایعات مختلف آلی محلول هستند اما در آب محلول نیستند. اکثر رزیـن‌های طبیعی از درختان، به خصوص درختان کاج بیرون می آیند.
رزین‌های طبیعی ممکن است به عنوان حلال محلول در روان‌کننده‌ها و محلول در روغن طبقه‌بندی شوند. صمغ‌های دارویی ترکیبات هیدروکلوئیدی گیاهی بوده که خام و نیمه‌شفاف می‌باشند و به وسیله خراشیدن گیاهان عالی ایجاد می‌شوند. بعضی از هیدروکلوئیدهای مفید نیز در مغز دانه یا سایر قسمت‌های گیاه به حالت پکتین وجود دارند که آگار، آلژینات و کاراگینان مثال‌هایی از این نوع می‌باشند.
رزین‌های محلول در روغن شامل رزیـن، مشتقات همراه با سیب‌زمینی و همین‌طور کاج برای انواع برنامه‌های کاربردی، از جمله صابون استفاده می‌شود؛ کهربا، سخت‌ترین رزیـن طبیعی، ساخته شده برای جواهرات؛ لاک شرقی، مشتق‌شده از یک درخت بومی در چین؛ روغن بادام‌زمینی، از آجیل های بادام زمینی گرفته شده است.
رزین‌های مصنوعی
شامل یک کلاس بزرگ از محصولات مصنوعی است که برخی از خواص فیزیکی رزیـن‌های طبیعی را دارند اما از لحاظ شیمیایی متفاوت هستند. رزیـن‌های مصنوعی به وضوح از پلاستیک‌ها جدا نیستند. چینی‌ها، ژاپنی‌ها، مصری‌ها و دیگران در تهیه لاک الکل استفاده می‌شود. درکل رزیـن معمولاً نامی است که به ترکیب طبیعی ارگانیک که از گیاهان تولید می‌شود اشاره دارد. این معمولاً حاوی مواد غیر کریستالیزه، مایع است که قابل اشتعال است و این آن را جایگزین مناسب برای پلاستیک می‌دانند.
تاریخچه رزین
رزین دارای پایه تاریخی است، که در بسیاری از جوامع پیش از ما مورد استفاده قرار گرفته است، مانند چینی‌ها و مصری‌های باستان، که هر دو مشتاق استفاده از رزین در لاک‌های مختلف ساخته شده بودند. در مصر باستان، رزیـن دارای ویژگی‌هایی بود که در مراسم خاک‌سپاری استفاده می‌شد و اغلب به عنوان ماده‌ای برای مومیایی‌کردن چهره‌های مختلف سیاسی عمل می‌کرد. داستان انسان‌هایی که با رزیـن ارتباط برقرار می‌کنند هزاران سال است که در جوامع باستان به دنبال استفاده از آن برای ساخت مواد مانند کهربا هستند.
بعدها، آن را بیشتر به دلیل ارتباط آن در ساخت بخور، که نقش مهمی در کلیساهای دوره قرون وسطی و دیگر مکان‌های عبادت داشت، به‌کار می‌بردند. انعطاف‌پذیری یکی از مزایای اصلی استفاده از رزیـن است که به مردم اجازه می‌دهد از آن برای ساخت محصولاتی که به نظر می‌رسد رزیـن جایگزین آنها باشند استفاده کنند. مانند قابلیت رزیـن برای حفظ زیبایی‌شناسی بصری سنگ و فلز با تنها درصد کمی از وزن واقعی از این اشیاء، که این باعث می‌شود که رزیـن یک رقابت ایده‌آل برای افرادی باشد که علاقمند به استفاده از سنگ یا فلز هستند، اما نمی‌خواهند هزینه‌ی بسیار کنند.
در صنایع مدرن، رزین‌های طبیعی تقریباً به طور کامل توسط رزیـن‌های مصنوعی جایگزین شده‌اند که به دو دسته تقسیم می‌شوند:
- رزین‌های گرمانرم، که با حرارت پلاستیکی باقی می‌مانند
- رزین‌های گرماسختی که بر روی گرما غیر قابل حل و قابل انجماد ایجاد می‌شوند.
در این مقاله به 12 نوع رزین، خصوصیات و کاربردهای آنها می‌پردازیم:
1- انواع رزین های پلی‌استری
رزین‌های پلی‌استر از واکنش اسیدهای آلی با دو اتم هیدروژن قابل تعویض (دی بیسیک) و الکل‌های پلی‌هیدریک تشکیل می‌شوند.بسیار انعطاف‌پذیر هستند و در برابر گرما، مواد شیمیایی و شعله مقاومت بسیار خوبی دارند. آنها نیاز به هزینه کمی دارند. عموماً برای ساخت و ساز، لمینیت، جایگزین پرکننده‌ها (بتونه‌ها)، چوب‌های ماهی‌گیری، اجزای هواپیما و کشتی، روکش‌ها، لوازم جانبی تزئینی و بطری ها استفاده می شوند.
2- رزین های فنولی
این رزین ها نوعی رزین گرماسخت یا ترموست هستند. رزین‌های فنولی رزین‌های سخت و مقاوم در برابر حرارت و ضربه هستند و در برابر خوردگی شیمیایی و نفوذ رطوبت مقاومت بالایی دارند. به راحتی ماشین‌کاری می‌شوند. برای لنت ترمز، قطعات الکتریکی، لمینت، چسب مخصوص سیمان و قالب مورد استفاده قرار می‌گیرند.
3- رزین های آلکیدی
رزین‌های پلی‌استری گرمانرم (ترموپلاستیک) هستند که با گرم‌کردن الکل‌های پلی‌هیدریک و اسیدهای با چند اتم هیدروژن قابل تعویض (پلی‌بیسیک) ایجاد می‌شوند. آنها از خواص الکتریکی و حرارتی عالی و مقاومت خوبی در برابر مواد شیمیایی برخوردار هستند.ارزان‌قیمت بوده و برای عایق الکتریکی، قطعات الکترونیکی، پرکننده بتونه و رنگ مورد استفاده قرار می‌گیرند.
4- انواع رزین های پلی کربناتی
ترموپلاستیک‌هایی هستند که به‌طور کلی از بیسفنول-آ و فسژن تولید می‌شوند. آنها از ضریب انکسار بالا، پایداری الکتریکی و حرارتی، مقاومت در برابر زنگ‌زدگی و مقاومت در برابر تصفیه برخوردار هستند. آنها برای جایگزینی فلزات، کلاه ایمنی، لنزها، قطعات الکتریکی، فیلم عکاسی و عایق‌ها استفاده می‌شوند.
5- رزین های پلی آمیدی
رزین های پلی آمید حاوی یک گروه آمید به عنوان یک بخش تکرار شونده در زنجیره های مولکولی آنها است. به راحتی قالب‌گیری می‌شوند، قوی، مقاوم و سبک‌وزن هستند. ضریب اصطکاک کمی دارند و در برابر سایش و مواد شیمیایی مقاوم هستند. برای یاتاقان‌ها، الیاف، چرخ‌دنده‌ها، تایر، باند نگه‌دارنده، بسته‌بندی و بطری‌ها از این رزین‌ها استفاده می‌شود.
6- رزین‌های پلی‌اورتانی
رزین‌های پلی‌اورتان کوپلیمرهایی هستند که از اجزای پلی-اﹸل و ایزوسیانات تشکیل شده‌اند. هنگام ترکیب با سایر رزین‌ها بسیار انطباق‌پذیر هستند و از قابلیت ارتجاعی و چسبندگی بالایی برخوردار هستند. رزین‌های پلی‌اورتان همچنین تعادل خوبی از نظر کشش و سختی دارند. برای عایق، الاستومرها، چسب‌ها و آسترهای لباس استفاده می‌شوند.
7- رزین‌های سیلیکونی
رزین‌های سیلیکونی قبلاً با سدیم‌سیلیکات و کلروسیلان‌های مختلف ایجاد می‌شدند، اما اکنون آنها با تترا-اتوکسی سیلان با واکنش‌پذیری کمتر یا اتیل‌پلی‌سیلیکات و چندین دی‌سیلوکسان تشکیل می‌شوند.از پایداری حرارتی و اکسیداتیو خوبی برخوردار بوده، انعطاف‌پذیر و آب‌گریز هستند. رزین‌های سیلیکونی به دلیل ساختار شبکه سه‌بعدی، رشته‌های سختی را تشکیل می‌دهند. برای:
- لاستیک
- لمینیت‌ها
- رزین‌های کپسوله‌شده و دفومرها (ضدکف‌ها) استفاده می‌شوند.
8- رزین‌های اپوکسی
به آنها پلی‌اپوکسیدها نیز می‌گویند، نوعی از پری‌پلیمرهای واکنش‌پذیر و پلیمرهایی هستند که شامل گروه‌های اپوکسید می‌باشند. از مقاومت شیمیایی، مقاومت گرمایی و خواص چسبندگی بسیار خوبی برخوردار هستند.
برای:
- لمینت‌ها
- چسب‌ها
- کفپوش‌ها
- روکش‌ها
- پروانه‌ها (کشتی، هواپیما و…) و روکش‌های سطحی استفاده می‌شوند.
9- رزین‌های پلی‌اتیلنی
رایج‌ترین انواع رزین هستند که سالانه بالغ بر 100 میلیون تن تولید می‌شوند. از مقاومت شیمیایی، مقاومت رطوبتی و انعطاف‌پذیری بالایی برخوردار هستند.
برای:
- بسته‌بندی
- لمینت‌ها
- ظروف
- عایق کابل
- روکش
- اسباب‌بازی
- قالب
- لنت و لوله استفاده می‌شوند.
10- رزین‌های اکریلیکی
رزین‌های آکریلیک مربوط به مواد پلاستیکی ترموپلاست یا ترموست هستند که از اسید اکریلیک، اسید متاکریلیک یا سایر ترکیبات مرتبط ایجاد می‌شوند. با استحکام کششی خوبی شناخته می‌شوند. رزین‌های اکریلیک در برابر ضربه و اشعه ماوراء بنفش مقاوم هستند.
از آنها برای:
- تابلوهای ساختمانی و تزئینی
- چسب
- الاستومر و روکش استفاده می‌شود.
11- رزین‌های پلی‌استایرنی
پلیمرهای هیدروکربنی معطر هستند که از مونومر استایرن ساخته شده‌اند. دارای مقاومت بسیار خوبی در برابر اسیدها، قلیاها و نمک‌ها هستند، ارزان‌قیمت بوده و تولید آنها بسیار آسان است. رزین‌های پلی‌استایرن همچنین انعطاف‌پذیری خوبی دارند.
برای:
- عایق‌کاری
- لوله‌ها
- فوم‌ها
- برج‌های خنک‌کننده
- لاستیک
- ابزارهای خودرو و داشبورد استفاده می‌شوند.
12- رزین‌های پلی‌پروپیلنی
رزین‌های پلی‌پروپیلن از انواع رزین پلیمری گرمانرم (ترموپلاست) هستند که حاوی BPA (بیسفنول A) نیست. بی‌رنگ و بی‌مزه هستند و دارای چگالی کم و مقاومت در برابر گرما هستند. می‌توانند استریل شوند، بنابراین اغلب می‌توانند با تجهیزات پزشکی استفاده شوند. رزین‌های پلی‌پروپیلن نیز از مقاومت شیمیایی خوبی برخوردار هستند. برای اسباب‌بازی‌ها، قطعات الکترونیکی، تولید لوله‌ها، الیاف و رشته‌ها و روکش‌ها استفاده می‌شوند.
