این روزها نام رزین به کرات به گوش می‌رسد. این امر بخاطر کاربردهایی فراوانی است که این ماده برای ما به ارمغان آورده است. اما رزین چیست و چه ساختاری دارد؟ رزین در واقع صمغ درختانی مانند کاج است. زمانی که پوست درخت در اثر رعد و برق، آتش سوزی، باد و حوادث دیگر آسیب می‌بیند، درخت شروع به تولید این صمغ می‌کند. صمغ درخت‌ها در ابتدا به صورت مایع و روان است، اما با گذشت زمان و فرآیندهای ویژه‌ای سفت و به شکل جامد درمی‌آید. اما امروزه علاوه بر رزین‌های طبیعی، انواع رزین با ساختارهای شیمیایی مختلف در دسترس هستند.
در ادامه توضیح خواهیم داد که رزین چیست و چه انواعی از آن امروز در دسترس است.
به ترکیبات طبیعی یا مصنوعی که به صورت مایع هستند و بعد از اضافه کردن هاردنر یا سخت کننده و انجام فرآیندی خاص بصورت جامد و سخت در می‌آید، رزین می‌گویند.
رزین ها ترکیبات طبیعی یا مصنوعی هستند که چسبندگی زیادی دارند و در اثر قرارگیری در شرایط خاص سفت و جامد می‌شوند. این مواد در آب حل نخواهند شد و الکل حلال آنها است. رزین ها در دو نوع طبیعی و مصنوعی وجود دارند که هرکدام کاربرد و مزایایی خاصی را در اختیار کاربران می‌گذارند.
یکی از کاربردهای مهم رزین در خلق آثار دکوراتیو و خلاق آثار هنری است. در این فرایند، رزین را با ترکیب مواد دیگری مثل رنگ‌ها و گلیترها به شکل‌های مختلف درآورده که پس از خشک شدن، سطح شفاف و براقی ایجاد می‌کند. از رزین در ساخت جواهرات، تزئینات منزل، و اشیاء هنری متنوع استفاده می‌شود، که با زیبایی و جذابیت خود، هر اثر رزین‌کاری را به یک اثر هنری استثنایی تبدیل می‌کند.
رزین های طبیعی یا گیاهی در سال های بسیار دور مورد استفاده افراد قرار می گرفتند. مردم یونان و رم باستان از انواع خاصی از صمغ ها با نام Myrrh وFrrankincense استفاده می کردند.
این رزین ها خاصیت زیادی داشتند که از جمله آنها می‌توان به مواردی اشاره کرد که از آنها به عنوان بخور استفاده می کردند. از آنجایی که رزین های فواید زیادی داشتند، بنابراین دانشمندان توانستند با تصفیه آنها و تولید رزین های خالص تحول بزرگی در دنیا به وجود آورند.
صنعت تولید صمغ و رزین به بیش از ۱۰۰ سال پیش برمی‌گردد. در ابتدا از رزین ها به عنوان کفپوش در صنعت کشتی سازی بهره می‌بردند.
در ایران نیز ابتدا رنگ‌ها به صورت طبیعی و از گیاهان و مواد معدنی تولید می‌شدند. با این حال در سال ۱۳۱۸ اولین کارخانه تولید رنگ در کشور مشغول به کار شد و به تولید رنگ های روغنی پرداخت. در سال ۱۳۳۸ اولین رنگ های روغنی بر پایه رزین پلی وینیل استات تولید شدند که برای مصارف ساختمانی کاربرد داشتند.
پس از آن و در سال ۱۳۴۴ نیز رنگ های روغنی بر پایه رزین آلکید وارد بازار شدند. در سال ۱۳۴۹ انجمن رنگ و رزین ایران کار خود را آغاز کرد و از آن سال ها به بعد صنعت رزین و رنگ ایران روزبه روز پیشرفت کرد و به جایگاه خوبی رسید.
امروزه ۱۲۰ واحد صنعتی در کشور مشغول به تولید رزین هستند و می‌توانند مجموعا بیش از ۷۵۰ هزار تن رزین در سال تولید کنند. تولیدات این کارخانه‌ها شامل رزین های آلکید و اصلاح شده آنها، رزین های پلی وینیل استات و کوپلیمرهای آن، پلی استرهای غیر اشباع، آمینو رزین‌ها، رزین فنولیک و رزین های اکریلیک هستند.
رزین از دو بخش ماده اصلی و هاردنر (سخت کننده یا فعال کننده) تشکیل شده است. بهترین سخت کننده در تولید رزین ها، هاردنر دی اتیل تری آمین است که با نام تتا نیز شناخته می‌شود.
هاردنر تتا برای پخت رزین اپوکسی به حرارت و زمان نیاز دارد. عامل مشخص کننده این دو گزینه نیز نوع رزین است.
رزین های اپوکسی ترموست هستند. به طور کلی بیش از ۸۵ درصد از رزین های اپوکسی را از واکنش شیمیایی میان دی فنیلول پروپان و اپی کلروهیدرین تولید می‌کنند. دی فنیلول پروپان را با نام تجاری بیس فنول A نیز می شناسند.
در محیط قلیایی از واکنش یک مول بیس فنول A با دو مول اپی کلروهیدرین، گروه های فنولی از بین می روند و گروه های هیدروکسی شروع به ساخت ماده واسط کلریدرین می‌کنند. زمانی که واکنش ادامه یابد، دی گلیسیدیل اتر بیس فنول A تولید خواهد شد.
ماده تولید شده در واکنش بالا می‌تواند با گروه های فعال بیس فنول A موجود در محیط واکنش دهد و به تولید پلی اتر خطی با جرم مولکولی بالا بپردازد.
اگر در زمان شروع واکنش مقدار اپی کلروهیدرین را افزایش دهیم و واکنش را کنترل کنیم، می‌توانیم دی گلیسیدیل بیس فنول A را با درصد خلوص بسیار زیاد (بالای ۹۰ درصد) به وجود آوریم.
در زنجیره رزین گروه های شیمیایی متفاوتی وجود دارند که هر کدام از آنها باعث پیدایش یک ویژگی خاص در رزین اپوکسی می‌شوند. این گروه های شیمیایی را در لیست زیر معرفی کردیم:
گروه هیدروکسیل که باعث چسبندگی رزین به سطوح می‌شود.
پیوند متیل که سختی و انعطاف زنجیره رزین را به همراه دارد.
پیوند اتری که موجب مقاومت شیمیایی بیشتر خواهد شد.
حلقه های اپوکسید که تنها در دو انتهای زنجیره رزینی هستند و باعث به وجود آمدن شبکه سه بعدی در زنجیره می‌شوند.
حلقه آروماتیک که سختی و مقاومت دمایی رزین را افزایش می دهد.
حال که می‌دانیم رزین چیست به سراغ معرفی انواع آن می‌رویم. رزین ها انواع مختلفی دارند که بر اساس کاربردشان تقسیم بندی می‌شوند.
پیش از هرچیز یک تقسیم‌بندی برای انواع رزین وجود دارد؛ رزین طبیعی و مصنوعی.
رزین های طبیعی قابلیت اشتعال بالایی دارند و در طیف های رنگی قهوه‌ای تا زرد موجود هستند. در گذشته به دلیل نداشتن وسایل کافی از صمغ درختان برای بستن درز قایق ها، مومیایی اجساد و موارد دیگر استفاده می‌کرد.
گاهی حشره ها در شیره درخت ها به دام می افتادند. آنها بعد از گذشت سالیان بسیار طولانی و مدفون شدن در زیر خاکسترهای آتشفشانی به کانی های متفاوت و نفت تبدیل می شدند.
اما صمغ گیاه در اثر حرارت هسته زمین و فشارهای فوقانی، به سنگ کهربا تبدیل می شد و حشره های به دام افتاده در آن همچنان سالم بودند و آسیبی به ظاهر آنها نمی‌رسید.
این موضوع نظر کارشناسان را به صمغ های طبیعی معطوف کرد و پس از آن، محققان تحقیقات زیادی در این زمینه انجام دادند.
رزین های مصنوعی ابتدا از انواع صمغ های طبیعی ساخته شدند، سپس دانشمندان مولکول های گیاهی را شکستند و از روغن آن رزین های مصنوعی را ساختند. از جمله اسیدهای چرب و روغن های طبیعی که از آنها صمغ های مصنوعی را می سازند، می‌توانیم موارد زیر را نام ببریم:
انواع رزین عبارتند از:
در ادامه، در خصوص برخی از انواع رزین که کاربرد بیشتری دارند، توضیح می‌دهیم.
این رزین ها از دو قسمت رزین و هاردنر تشکیل می‌شوند و کاربرد بسیار زیادی دارند. برای مثال از رزین های اپوکسی در مقاوم سازی، تقویت و ترمیم انواع سازه ها به ویژه سازه های کامپوزیتی استفاده می‌کنند. علاوه بر این از این رزین ها در ساخت قالب هایی با استحکام بالا نیز کمک می‌گیرند.
در توضیح کاربرد رزین اپوکسی باید گفت که این رزین خاصیت چسبندگی و مقاومت بسیار زیادی دارد، عایق الکتریکی است و به همین علت در تولید انواع قطعه های الکتریکی از جمله ژنراتورها کاربرد دارد.
از دیگر موارد استفاده رزین اپوکسی می‌توان به کاربرد آنها در صنایع هواپیمایی و هوافضا اشاره کرد. با استفاده از این ماده می‌توان قطعات خارجی و داخلی هواپیما و فضاپیما را به یکدیگر اتصال داد.
ویژگی های رزین اپوکسی عبارت است از:
رزین فنولیک رزین هایی که از واکنش یک آلکید با یک فنول به وجود می آیند، رزین فنولیک نام دارند. این رزین ها می‌توانند اصلاح شوند یا بدون اصلاح باقی بمانند. فنول اولین ماده‌ای بود که در ترکیب با این دسته از رزین ها به کار رفتند.
بعد از آن نیز فنول های استخلاف شده با یک یا دو گروه متیل در ساخت رزین های فنولیک موثر واقع شدند. این استخلاف ها باعث به وجود آمدن ویژگی های جدیدی در رزین فنولیک می‌شود.
از جمله ویژگی های این رزین ها می‌توان موارد زیر را نام برد:
رزین های فنولیک به دو دسته نرم و سخت تقسیم می‌شوند. دمای ذوب فنولیک های نرم ۱۰۰ تا ۱۲۵ درجه سانتی‌گراد و دمای ذوب فنولیک های سخت بین ۱۲۵ تا ۱۶۵ درجه سانتی‌گراد است.
فنولیک ها می‌توانند به راحتی در روغن حل یا پخته شوند و پایه جوهرها و روغن جلاها را تشکیل دهند.
از آن جایی که رزین های فنولیک خاصیت انحلال پذیری بالایی در روغن ها دارند، می‌توان آنها را همراه با روغن های الف در روغن جلا مورد استفاده قرار داد.
به سراغ یکی دیگر از انواع رزین می‌رویم؛ رزین پلی اورتان.
رزین پلی اورتان تحت شرایط خاصی سفت می‌شود، چسبناک است و قابلیت حل شدن در آب را نیز ندارد. این رزین ها به دو صورت طبیعی و مصنوعی در دسترس هستند. شیره درخت کاج نمونه طبیعی این رزین است که با گذشت زمان سفت خواهد شد.
رزین پلی یورتان کوپلیمری است که از ترکیب ایزوسیانات و پلی اول ها به وجود می آید. در این واکنش، پیوند یورتانی هیدروژن فعال دارد.
از جمله رزین های پلی اورتان می‌توان به فوم های سخت و نرم، پوشش، رزین رنگ، ترموپلاستیک الاستومرها و الاستومرها اشاره کرد.
رزین های پلی یورتان محبوبیت بسیار زیادی دارند و دلیل آن قابلیت ارتجاعی و وچسبندگی بالای آنها است. این رزین در شرایط مختلف انطباق بالایی از خود نشان می دهد و همین موضوع باعث شده است تا از پلی اورتآن‌ها در هر شرایطی استفاده کنند.
از جمله ویژگی های رزین پلی اورتان می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
از دیگر انواع رزین می‌توان رزین پلی استر را نام برد. در تولید این مواد از ترکیب الکل‌های چند عاملی با اسیدهای آلی بهره می‌گیرند. از جمله این اسید های عالی می‌توان به مائیک انیدریک و فتانیل انیدریک اشاره کرد.
تفاوت بسیار مهمی که این ماده با سایر انواع رزین دارد، گرما سخت بودن آن است. درصورتی که انواع دیگر رزین ها گرما خشک هستند.
از طرفی این رزین در اثر ترکیب دو ماده به وجود نیامده، بلکه ۳ ماده اولیه در تولید آن بکار رفته است. با این حال رزین های پلی استر نسبت به رزین های اپوکسی مقاومت کمتری دارند و در بیشتر مواقع از آنها در صنایع دریایی بهره می‌برند.
این رزین ها از ترکیب کبالت، هاردنر و رزین ساخته می‌شوند؛ کبالت نقش شتاب دهندگی دارد.
رزین پلی استر غیر اشباع محبوب‌ترین و پرکاربردترین رزین پلی استر است و وقتی صحبت از رزین پلی استر می‌شود، در اکثر مواقع منظور همان نوع غیر اشباع رزین پلی استر است.
رزین های پلی استر معایب و مزایای زیادی دارند که در ادامه به بیان آنها می پردازیم.
مزایای رزین پلی استر چیست؟
رزین آلکیدی یکی دیگر از انواع رزین است که در خانواده رزین های پلی استر دسته‌بندی می‌شود. در واقع می‌توان گفت رزین آلکیدی همان رزین پلی استر اشباع شده با اسیدهای چرب است. این رزین‌ها نیازی به حرارت ندارند. در ساختار رزین های آلکیدی از پلی‌اُل‌ها، پلی‌اسید‌ها و اسیدهای چرب بهره می‌برند.
این نوع در صنایع رنگسازی، به خصوص در تولید رنگ‌های روغنی ساختمان به شکل گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد.
رزین وینیل استر ترموست است و از ترکیب استریفیکاسیون رزین اپوکسی با متاکریلیک اسید یا اکریلیک اسید تولید می‌شود. گروه وینیل این ترکیب بستگی زیادی به نوع استر بکار رفته در آن دارد.
رزین وینیل استر ویسکوزیته پایینی نسبت به رزین های اپوکسی و پلی استر دارد و می‌تواند در پلیمرهای ترموستی بعنوان جایگزین رزین های اپوکسی و پلی استر بکار رود. مواد اولیه به کار رفته در تولید رزین وینیل مشخص کننده پایداری حرارتی، مقاومت شیمیایی و مکانیکی آن هستند.
این گروه از انواع رزین نیز به گونه‌های مختلفی تقسیم بندی می‌شود که از اپوکسی برمه شده، اپوکسی نوولاک و وینیل استر بر پایه بیسفنول A تشکیل شدند.
مزایای رزین وینیل استر
از مهم ترین ویژگی های رزین های وینیل استر می‌توان موارد زیر را لیست کرد:
حال به سراغ نوع دیگری از آنها با نام رزین اکریلیک می‌رویم. رزین های اکریلیک ماده پلیمری به شمار می‌روند و از مونومرهای اکریلیک ساخته می‌شوند. این مونومرها اسیدهای متاکریلیک، استرهای اکریلیک یا مشتقات آنها هستند. این دسته از رزین ها دو نوع دارند. در ادامه هر کدام را توضیح می‌دهیم.
الف) رزین اکریلیک خالص
در ساختار این رزین های اکریلیک تنها مونومرهای اکریلیک قرار دارند که به هر یک از آنها گروه های عاملی متفاوتی متصل خواهد شد. این گروه ها به شرح زیر هستند:
گروه های واکنشی فعال: این گروه به طور کلی واکنش پذیری رزین را بهتر می‌کند، اتصالات میان زنجیره های آن را بهبود می بخشد و یک پلیمر با مقاومت بالا به وجود می آورد.
گروه های غیر واکنشی: این گروه از واکنش رزین با دیگر ترکیب ها جلوگیری می‌کند و مقاومت شیمیایی و خواص آن را بهبود می دهد.
اتم هیدروژن: این گروه باعث افزایش چسبندگی رزین می‌شود و به انحلال پذیری آن در آب کمک می‌کند.
ب) رزین اکریلیک پیچیده
مونومرهای استایرن در نوع پیچیده کاربرد زیادی دارند. این دسته از مونومرها قیمت کمتری نسبت به مونومرهای اکریلیک دارند و مقاومت رزین در برابر سختی، مواد قلیایی و آب را افزایش می دهند.
با این که این رزین ها ویژگی‌های زیادی دارند اما گچ شدگی و قرار گرفتن در معرض زردی، دلیل کاربرد کمتر این نوع است.
دسته بندی دیگری برای این رزین ها در نظر می‌گیرند و آنها را به دو گروه ترموست و ترموپلاست تقسیم می‌کنند.
ترموپلاست: این رزین ها کوپلیمر یا هموپلیمر استرهای اسید اکریلیک و اسید متاکریلیک هستند و می‌توان آنها را با هر نسبتی با یکدیگر مخلوط کرد. ساختمان این رزین ها شباهت زیادی به رزین های ترموست دارد، ولی وزن مولکولی آن بیشتر است و هیچ گروه فعالی در ساختار خود ندارد.
رزین های ترموپلاست در دو شکل محلول در آب و معلق در آن تولید می‌شوند.
ترموست: این دسته از رزین های اکریلیک کوپلیمر یا هموپلیمر استرهای اسید متاکریلیک یا اکریلیک اسید هستند که همراه با خود یا دیگر کوپلیمرهایی تشکیل فیلم سختی را می دهند که اپوکسی، متیلول آمید و ئیدروکسید کربوکسیل دارند.
رنگ های آکریلیک بسیار براق هستند و این خاصیت را نیز حفظ می‌کنند. مقاومت شیمیایی آنها نسبت به رزین های ترموپلاست بسیار زیاد است. با این حال مقاومت بیرونی آنها کمتر از رزین های اکریلیک ترموپلاست به نظر می‌رسد.
کاربرد های رزین اکریلیک
یکی از انواع رزین که هزینه تولید پایین‌تری دارد، رزین پلی کربونات است. رزین های پلی کربونات شفافیت بالایی در اختیار کاربر قرار می‌دهد. این نوع رزین در در ساختمان سازی، پوشش سطوح، استفاده در گلخانه‌ها و … کاربرد دارد.
مهمترین ویژگی‌های رزین پلی کربونات
مواد اصلی تشکیل‌دهنده رزین های پلی اورتان، پلی‌اُل و ایزوسیانات است. ساختار شیمیایی این نوع رزین، چسبندگی و کشسانی بالای آن را به دنبال دارد. این نوع رزین به عنوان لایه پوششی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
این رزین مقاوت بالایی در برابر ضربه و سایش از خود نشان می‌دهد. نکته مهم در تولید این نوع رزین، آماده‌سازی آن در دمای محیط و با سرعت بالا است.
رزین‌های پلی‌آمیدی دارای گروهی از آمیدها در عنصر تشکیل دهنده‌ی خود هستند. ویژگی‌های این دسته از رزین‌ها قالب‌گیری راحت مقاوم بودن آنها در برابر سایش و مواد شیمیایی و سبک وزن بودن آن است. عمده‌ی استفاده از این رزین‌ها در ساخت بند ساعت، یاتاقان‌های بدون نیاز به روغن‌کاری، الیاف چرخ‌دهنده‌ها نخ بخیه، تایرها و بطری‌ها است.
کاربردهای رزین
امروزه از زرین برای کاربردهای مختلفی در صنعت و هنرهای مختلفی استفاده می‌کنند.
عمده ترین کاربرد این ماده شامل موارد زیر می‌گردد:
رزین‌ها به عنوان یک ماده چسبنده و پوششی در صنایع مختلف از جمله صنعت رنگ و رزین ساختمانی و هنرهای دستی به کار می‌روند. برای مطالعه بیشتر در مورد کاربردهای گسترده رزین، می‌توانید به مقاله کاربرد رزین مراجعه کنید.
در این مطلب به معرفی انواع رزین پرداختیم. هر یک از این مواد با توجه به ساختار، ویژگی‌ها و کاربردی که دارند در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.
بسیاری از انواع رزین نیز در صنایعی مثل جواهرسازی کاربرد دارند. در واقع رزین ها از هزاران سال پیش در میان مردم کاربرد داشتند و افراد از آنها برای تولید ظروف، درزگیری قایق‌ها و کاربردهای دیگر استفاده می‌کردند. امروزه هم صمغ‌های طبیعی درختان کاربرد گسترده‌ای در این صنعت دارند و صنعت‌گران در تولید رزین‌های مصنوعی نیز از ساختار آنها بهره می‌برند.
اگر قصد خرید رزین دارید، ما در رنگ تهران می‌توانیم انواع رزین را به شما ارائه کنیم. رنگ تهران با بیش از نیم قرن تجربه در عرصه رنگ و رزین، انواع رزین را برای کاربرد مورد نظرتان در اختیار شما قرار می‌دهد. برای استعلام قیمت رزین و خریداری آن کافیست با ما در رنگ تهران تماس بگیرید.
