رزین های آکریلیک

رزین های آکریلیک

رزین های آکریلیک را می توان در دو گروه بزرگ به شرح زیر تقسیم بندی کرد:

گروه اول:

رزین های پلمریزاسیون

(فیزیکی خشک شونده، فیلم های ترموپلاست)

1-پایه حلالی

*هموپلیمرها مانند PMA و PMMA

*کوپلیمرها ماند استایرن آکریلات

2-پایه آبی (عمدتا ً دیسپرسیون های رقیق شونده با آب)

*هموپلیمرها، اصطلاحا ً آکریلات های خاص

*کوپلیمرها مانند استایرن آکریلات

گروه دوم:

رزین های حاصل از پلیمریزاسیون تراکمی سخت شونده (شیمیایی)، فیلم ها ترموست

1-ساختار آکریل آمید

*خود سخت شونده ها (کوره ای)

*رزین های سخت شونده با ملامین و مشابه

2-ساختار هیدروکسی آکریل

*سخت شونده با ملامین و مشابه

*سخت شونده با ایزوسیانات (رنگهای پلی اورتان)

توضیحا ً اینکه از نقطه نظرهای آموزشی و به منظور درک بهتر می توان انواع رزین های آکریلیک و مدیفیکاسیون های آنها را در یک شمای کلی اینگونه تشریح کرد.

رزین های آکریلیک پلیمریزات هایی هستند متشکل از استرهای آکریلیک و بخصوص متاکریلیک اسید که در صورت نیاز حاوی گروه های عاملی (واکنش گرا) مانند کربوکسیل، هیدروکسیل، آمید، اپوکسی و ... بوده که امکان ساخت رنگ هایی با فیلم های ترموپلاست (فیزیکی خشک شونده) و یا رنگ های ترکیبی سخت شونده و فیلم هایی ترموست با آنها میسر است. به عبارت دیگر آن گروه از پلیمریزات ها که فاقد گروه های عاملی هستند، به صورت فیزیکی خشک شده و فیلم های آنها ترموپلاست و گروه حاوی گروه های عاملی، رزین های شبکه ساز بوده و به تنهایی یا به کمک رزین های مکمل فیلم های ترموست تشکیل می دهند.

رزین های با فیلم های ترموپلاست

این گروه استرهای آکریلیک یا متاکریلیک اسید بوده که در خط زنجیر پلیمری به میزان اندکی حاوی آکریل یا متاکریلیک اسید یا آکریل نیتریل می باشند. این میزان از گروه های مذکور البته در حدی نیست که بتوان رزین ها را حاوی گروه عاملی قلمداد کرد. گروه های مذکور عمدتا ً جهت افزایش ظرفیت چسبندگی (به فلزات) و همچنین بهبود امکان دیسپرس کردن پیگمنت ها و مواد پرکننده در آن، به نوعی ساختار جاسازی شده اند.

پلی متیل آکریلات (PMA) و پلی متیل متاکریلات (PMMA)

متوسط جرم مولی: 20000-200000 g/mol

جهت مقایسه :

رزین ملامین فرم آلدهید 1500 g/mol

رزین پلی استر اشباع : 5000 g/mol

خشک شدن فیزیکی، تفاوت ضخامت قشر خشک و ترنسبتا ً زیاد، فیلم های قابل حل شدن در حلال مناسب.

مهم : در صورت استفاده به عنوان پوشش های کف (سالن ها) از نوع پلی متیل متاکریلات (PMMA) از پلیمریزاسیون (رادیکالی) در محل مصرف و روی کف به کمک آغازگرهای مناسب انجام می شود، چون در غیر این صورت امکان اِعمال لایه های با ضخامت (بالای) مورد نیاز میسر نمی باشد.

مقایسه برخی از ویژگی های PMA یا PMMA

در صورت یکسان بودن الکل استریفاید کننده، پلی متیل متاکریلات سخت تر از پلی متیل آکریلات

سختی (درهر دو نوع) با افزایش تعداد کربن در الکل، کاهش می یابد.

اتصال از نوع C-C مقاوم تر از اتصال از نوع C-H، بنابراین پلی متیل متاکریلات مقاوم تر از پلی متیل آکریلات است.

اتصال a-CH (در آکریل) در همسایگی گروه کربنیل C=O باعث لق یا شُل شدن پروتون a-H گردیده و این پدیده منجر به کاهش مقاومت نوری می گردد.

مقاومت به هیدرولیز در PMMA بیش از PMA، زیرا گروه نسبتا ً فعال کربنیل توسط گروه متیل –CH تا حدود زیادی فضایی محافظت می گردد(ممانعت فضایی).

افزایش طول زنجیر الکل، کاهش دمای انتقال شیشه ای را باعث می گردد.

نوع الکل در آکریلات ها و گروه متیل (CH3) در متاکریلات عامل تغییرات Tg

Tg (met-Acrylat)

Tg (Acrylat)

نوع الکل

+32

-43

n-Butyl-

+64

-17

i-Butyl-

+102

+55

Tert.-Butyl

 

 

 

 

 

 

 

 

افزایش طول زنجیر الکل هچنین باعث می گردد:

کاهش سختی، افزایش انعطاف پذیری، افزایش مقاومت به قلیا، سازگاری بیشتر با حلالهای آلیفاتیک، افزایش مقاومت به رطوبت و آب، کاهش چسبندگی به دلیل کاهش (تراکم) پلاریته.

ویژگی های (عمومی) پلی آکریلات و پلی متاکریلات ها

ویژگی های (عمومی) رزین های آکریلیک

مقاومت های جوی

بسیار خوب

مقاومت به UV

بسیلر خوب

شفافیت

بسیار خوب

مقاومت به آب و رطوبت

بسیار خوب

مقاومت به زرد گرایی

بسیار خوب

تنوع

بسیاربالا

سختی

بسیار خوب

براقیت (حفظ براقیت)

خوب تا بسیار خوب

مقاومت های شیمیایی

خوب تا بسیار خوب

توضیح: تمام ویژگی ها نسبی (در مقایسه با سار رزین های مشابه)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

کوپلیمریزات با مونومرهای غیر خودی

از طریق ساخت کوپلیمریزات های اکریلیک با سایر مونومرهای (غیر اکریلیک) می توان به تنوع بسیار بیشتری از ویژگی ها در فیلم ها دسترسی پیدا کرد. از جمله این مونومرها استایرن و مالئیک انیدرید می باشند.

هموپلمرها و کوپلیمرهای آکریلیک(با استایرن) ، تفاوت در ویژگی ها:

استایرن آکریلیک

نقاط قوت: سختی بیشتر، مقاومت رطوبتی بیشتر، مقاومت قلیایی بیشتر، قیمت مناسب تر و....

نقاط ضعف: زرد گرایی بیشتر، گچی شدن بیشتر و...

توضیح:

مونومرها (در کل) اعم از خودی یا غیر خودی در رزین های آکریلیک و فیلم رنگ های آن ها نقش بسیار اثر گذار دارند.

رزین های آکریلیک و نقش مونومرهای مختلف در ویژگیهای فیلم ها (مونومر اصلی یا کومونومر)

سختی

متیل متاکریلات، استایرن، آکریل آمید، متاکریل آمید

مقاومت به خراش

متاکریل آمید

براقیت

استایرن

مقاومت به زرد گرایی

متاکریلات

انعطاف پذیری

اتیل آکریلات، بوتیل آکریلات

مقاومت به رطوبت

استایرن، الکل های با طول زنجیر بالا

چسبندگی

متاکریل آمید

تر کردن پیگمنت ها

آکریلیک اسید، متاکریلیک اسید، آکریل آمید

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

رزین های آکریلیک با فیلم های ترموست

همانگونه که تقسیم بندی اولیه رزین های آکریلیک عنوان شد، این رزین ها دو گروه بزرگ را شامل می گردد. بخش گروه اول یعنی رزین های سازنده فیلم های ترموپلاست فیزیکی خشک شونده شرح داده شد. اکنون می پردازیم به گروه دوم یعنی رزین های سخت شونده که مهمترین آن در گروه بندی عوان شد: آکریل آمید.

رزین های خود سخت شونده ( آکریل آمید)

این رزین ها به لحاظ فونکسیونالیتی دارای ساختار آکریل آمید بوده که عموما ً به عنوان مونومر دارای مقداری آکریل استر نیز می باشند. مسیر سنتز این رزین ها مانند رزین های ملامین فرم آلدهید از کانال پلیمریزاسیون تراکمی با فرم آلدهید عبور کرده، گروه های واکنش گرایی از نوع متیلول یا هیدروکسی متیلن تشکیل داده و به اتصالات درون مولکولی منتهی می گردد.

این رزین ها در دو نوع با متاکریل آمید و اِن متیل (N-Methyl) متاکریل آمید ساخته و به بازار عرضه می شوند.نوع اِن متیل نسبت به شرایط جوی مقاوم تر از نوع دیگر است.

در این گونه رزین ها مانند آنچه که در رزین های ملامین فرم آلدهید بیان شد، به منظور افزایش انعطاف پذیری و سازگاری با الکل ها و سایر رزین ها، معمولا ً بخشی از گروه های متیلول ایجاد شده در حین فرایند ساخت، با بوتانل یا ایزوبوتانل اتریفاید می گردد.

یک چنین رزینی از بسیاری از جهات مشابهت های فراوانی با یک رزین ملامین فرم آلدهید دارد با این تفاوت کیفی که در اینجا شکنندگی ناشی از وجود حلقه آروماتیک، وجود نداشته و لذا استفاده از رزین های کمکی مانند پلی استر یا آلکید الزامی نمی باشد. البته در این سیستم ها نیز بعضا ً از مقدار کمی رزین ملامین فرم آلدهید نیز استفاده می شود.

رزین های هیدروکسی اکریل (سخت شونده با رزین های شریک)

جهت دستیابی به یک رزین هیدروکسی آکریل، استریفیکاسیون آکریلیک اسید به جای بایک الکل بایک در ا ُل (گلیکول) صورت می گیرد. در محصول حاصل از این استریفیکاسیون یک گروه هیدروکسیل (OH) از گلیکول دست نخورده باقی مانده و قادر است در مکانیزم سخت شدن با یک رزین ملامین فرم آلدهید واکنش کند.

ساخت رزین هیدروکسی اکریل

مراحل مختلف سنتز در اینجا نیز مشابه ساخت رزین های ملامین فرم آلدهید است.

کاربردهای هیدروکسی آکریل

رزین های هیدروکسی آکریلیک همانگونه که در ابتدای این مبحث عنوان شد هم به عنوان رزین کمکی یا شریک برای رزین های ملامین فرم آلدهید در رنگ های کوره ای و هم به عنوان رزین  شریک (یا اصلی) در ساخت رنگ های دوجرئی پلی اورتان به همراه پلی ایزوسیانات مورد استفاده قرار می گیرند.

یک مقایسه بین رنگ های کوره ای آکریلیک با رنگ های آلکید-ملامین و پلی استر-ملامین

یک مقایسه کلی رنگ های آکریلیک خود سخت شونده(کوره ای)

1-مقاومت نوری: آکریل بسیار بهتر، چون حلقه آروماتیک در کار نیست.

2-مقاومت به قلیا ها: آلکید بسیار بهتر چون روغن در کار است

3- زرد گرایی: آلکید آری، آکریل و پلی استر خیر تا بسیار کم

4- گچی شدن: آلکید آری، پلی استر آری، آکریل خیر

جدول مقایسه کلی بین بخشی از مهمترین رنگ های سخت شونده در حرارت کوره ای.

مقایسه برخی از ویژگی های رنگ های کوره ای

فیلم حاصل از

مقاومت های نوری

مقاومت های جوی

مقاومت نسبت به قلیا

زرد گرایی

گچی شدن

آلکید-ملامین

خوب

خوب

متوسط-خوب

متوسط

متوسط-خوب

آلکید-اوره

خوب

متوسطخوب

متوسط

متوسط

خوب

پلی استر-ملامین

خوب

خوب

خوب

خوب

خوب

آکریل(آمید)-ملامین

خوب

خوب

خوب

خوب

خوب

هیدروکسی آکریل-ملامین

خوب

خوب

خوب

خوب

خوب

آکریل(خود سخت شونده)

بسیار خوب

خوب

بسیار خوب

بسیار خوب

بسیار خوب

N-متیل متاکریل آمید

بسیار خوب

بسیار خوب

بسیار خوب

بسیار خوب

بسیار خوب

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

رزین های آکریلیک

محصولات