آشنایی با رزین پلی استر و کاربردهای آن در صنایع

رزین پلی استر

رزین پلی استر در ابتدا به شکل مایعی است به غلظت مربا، ولی وقتی با هاردنر مخلوط می گردد. پس از مدتی حرارت آن بالا می رود و به حالت ژله در می آید. و سپس سخت و محکم می گردد.

هنگام سفت شدن پلی استر، مولکول ها به هم نزدیک شده و مقداری از محلول نیز تبخیر می گردد. در نتیجه، حجم پلی استر بعد از بستن اندکی کاهش می یابد.

پلی استر مایع، بوی زننده ای دارد و اگر روزانه مقدار پنج کیلوگرم از آن مصرف شود بی ضرر است. ولی بیش تر از این مقدار را باید در اتاقی که تهویه می شود انجام داد.

رزین پلی استر باید درجای خنک و تاریک نگهداری شود. عمر رزین در صورتی که مرغوب باشد، به دوازده ماه می رسد. می توان انواع رنگ های پودری را با رزین پلی استر مخلوط نمود تا به صورت رنگین در آید.

پلی استر به انگلیسی: ( Polyester) کدهای PET یا(PES)  گونه‌ای از پلیمرها می‌باشند که دارای گروهای استر می‌باشند.

پلی‌استرها شامل مواد شیمیایی حاصل از واکنش‌های طبیعی مانند: آنچه در کاتین پوسته گیاهان وجود دارد و نیز از سنتزهای پلیمریزاسیون پله‌ای همانند پلی بوتیرت می‌باشند.

پلی‌استرهای طبیعی و برخی از پلی‌استرهای مصنوعی قابل تجزیه زیستی می‌باشند، ولی این خاصیت شامل بیشتر پلی‌استرهای حاصل از سنتز نمی‌شود. با توجه به ساختار پلی‌استر ها ممکن است ترموپلاستیک یا ترموسیت باشند.

نکته :

رزین‌های پلی استر رزین‌هایی مصنوعی هستند، که از واکنش اسیدهای آلی دو عاملی و الکل‌های چند عاملی به دست می‌آیند. مالئیک انیدرید با دو گروه عاملی اسیدی ماده اولیه معمول برای تولید رزین پلی استر می‌باشد.

رزین‌های پلی استر غیراشباع پلیمرهای تراکمی تشکیل یافته از واکنش پلی اُل‌ها (یا همان الکل‌های پلی هیدریک) با اسیدهای کربوکسیلیک دو عاملی می‌باشند. پلی اُل‌های معمول شامل گلیکول‌هایی مثل اتیلن گلیکول می‌باشند.

اسیدهای استفاده شده عمدتاً فتالیک اسید و مالئیک اسید می‌باشند. درحین واکنش آب که محصول جانبی واکنش می‌باشد. به‌طور مداوم حذف می‌شود، تا واکنش به سمت کامل شدن پیش رود.

استفاده از پلی استرهای غیراشباع و افزودنی‌هایی مثل استایرن گرانروی رزین را کاهش می‌دهد. رزین مایع اولیه از طریق ایجاد اتصالات عرضی تبدیل به جامد می‌شود. این عمل به وسیله ایجاد رادیکال‌های آزاد در پیوندهای غیراشباع با تکثیر از طریق واکنش زنجیری با پیوندهای غیر اشباع مولکول مجاور و اتصال آن‌ها یه یکدیگر انجام می‌پذیرد.

رادیکال‌های آزاد اولیه از طریق افزودن ترکیبی که به راحتی به رادیکال آزاد تبدیل می‌شود شکل می‌گیرند.

این ترکیب معمولاً به صورت نادرست کاتالیست خوانده می‌شود.آغازگر واژه مناسب تری برای این ماده می‌باشد.

مواد استفاده‌شونده معمولاً پراکسیدهای آلی مثل بنزوئیل پروکساید یا متیل اتیل کتون پراکساید می‌باشند.

رزین‌های پلی استر از نوع گرما سخت بوده و مثل سایر رزین‌ها به صورت گرماده کیور می‌شوند.

استفاده بیش از حد از از آغازگر به ویژه در حضور کاتالیست می‌تواند موجب سوختگی و حتی احتراق حین فرایند کیور شدن گردد. کاتالیست اضافی همچنین ممکن است شکستگی محصول یا تشکیل ماده ای لاستیکی گردد.

انواع پلی استر

پلی‌استر لیفی گرمانرم (به انگلیسی) : thermoplastic fiber است.

و دراثر حرارت تغییر حالت می‌دهد درحالی‌که در دمای بالا مشتعل می‌شود.

پلی‌استر بالاترین سختی و مدول کشسانی و همچنین جذب آب کم و حداقل جمع شدگی در اثر حرارت نسبت به الیاف مصنوعی دیگر را دارد. پلی‌استر غیراشباع (UPR)رزین ترموست است. که فایبرگلاس‌های تقویت‌شده از پلی‌استر غیراشباع کاربردهای گسترده‌ای در بدنه قایق‌ها و قسمت‌هایی از بدنه خودروها دارد.

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 شبکه ای شدن، در دمای محیط یا دمای بالا.

– عوامل کنترل جریان پذیری؛ به منظور کنترل جریان رزین و جلوگیری از شُرّه کردن رزین در لایه گذاری سطوح عمودی و ریخته گری رزین.

– جاذب uv به منظور افزایش مقاومت در برابر نور خورشید.

– فیلر به منظور کاهش جمع شدگی 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 در SMC و BMC –

– آغشته سازی؛ به منظور بهبود آغشته سازی 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 فرایندهای مختلفی از قبیل لایه گذاری دستی، پاشش رزین، RTM، ریخته ­گری، پولتروژن،  SMC و BMC کامپوزتهای پلی استر.

– شیشه به لحاظ حجم مصرف، بیشترین اهمیت را دارا هستند و یافتن نمونه هایی از این مواد در محل کار و زندگی ما بسیار آسان است.

توجه :

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 جمع شدگی (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. بدلیل طبیعت قطبی ساختار پلیمری، کاربرد آنها در نزدیکی وسایل الکتریکی با فرکانس بالا محدودیت دارد.