امروزه صنایع شیمیایی از قبیل صنایع تولید رنگ و چسب با تحولات گسترده‌ای همراه بوده که پیشرفت چشمگیری به کیفیت و کمیت تولیدات صنعتی بخشیده است؛ پتروشیمی یکی از این صنایع است که به عنوان صنعت مادر شناخته می‌شود و با تولید محصولاتی مانند رزین‌ها و چسب‌های پلیمری نقش مهمی در پیشرفت صنعت هر کشوری ایفا میکند.
امروزه رزین کاربردی گسترده در صنعت پیدا کرده است، اگر در گذشته از رزین‌ها و رنگ‌ها تنها به منظور نقاشی و رنگ آمیزی ساختمان استفاده می‌شد، در حال حاضر در بسیاری از صنایع مانند صنایع تولید خودرو، صنایع هوا فضا، صنایع ساختمانی کاربرد دارد. در ادامه این مقاله به طور خاص در رابطه با رزین وینیل استر مطالبی بیان شده است، باشد که مفید واقع شود.
رزین های وینیل استر با ترکیبی از مزایای رزین اپوکسی و مزایای پلی استر غیر اشباع که شامل عمل آوری و اجرای آسان است به بازار عرضه می‌شوند. رزین‌های وینیل استر توسط واکنشی بین یک اسید مونو کربوکسیلیک غیر اشباع و یک رزین اپوکسی ساخته می شود که در آن رزین پلی استر توسط مولکول‌های اپوکسی تقویت می شود. نوع مواد اولیه به کار رفته در ساخت این رزین میزان مقاومت مکانیکی، مقاومت شیمیایی و پایداری حرارتی را تعیین میکند.
چرا رزین وینیل استر انتخاب بهتری نسبت به رزین‌های دیگر است؟
رزین وینیل استر با داشتن خواص فوق العاده، مزایا و کاربردهای به مراتب بیشتری نسبت به رزین‌های دیگر ارائه می‌دهد برای مثال این رزین‌ها در صنایع شیمیایی و ساختمانی برای گیرش و سفت شدن ماتریس پلیمر تقویت شده با الیاف یا (FRP) استفاده می‌شود به این خاطر که رزین پس از تقویت با الیاف شیشه یا کربن، ماده‌ای قوی تر از رزین پلی استر غیر اشباع و انعطاف پذیرتر از رزین اپوکسی ایجاد می کنند. علاوه بر این کاربردهایی به صورت مجزا برای رزین در ادامه آورده شده است که رزین وینیل استر را تبدیل به یکی از رزین‌های پرکاربرد کرده است.
کاربردهای رزین وینیل استر
در تمام مصارفی که در آن از رزین پلی استر استفاده می شود، می توان رزین وینیل استر را جایگزین آن نمود. برای مقاومت در برابر خوردگی می توان به همراه FRP از رزین وینیل استر استفاده نمود. بیشترین کاربرد این رزین در پوشش سازه های فولادی و بتنی مقاوم در برابر اسید و مواد شیمیایی می باشد. این رزین همچنین برای ساخت هواپیما، تجهیزات الکتریکی، تلویزیون و آنتن، قایق های ماهیگیری، کشتی ها، کشتی های دریایی، فایبرگلاس، کانال ها و لوله کشی، تانکرهای شیمیایی و مخازن سوخت استفاده می شود.
مزایای رزین وینیل استر
- وینیل استر برای حداکثر مقاومت در برابر خوردگی در برابر بیشتر سوخت‌ها، بخارات و مواد شیمیایی فرموله شده است.
- عایق ضد آب
- مقاومت حرارتی بالا در هوای خشک تا 160 درجه و در هوای مرطوب تا 200 درجه
- استحکام کششی بسیار بالا
- چسبندگی در سطوح مختلف
- مقاومت در برابر فرسایش
- دارای مقاومت ضربه‌ای عالی و مقاومت کششی بالا است.
- ویسکوزیته پایینی دارد، بنابراین اجرای آن آسان است و برای تزریق در خلاء مناسب است.
یکی دیگر از مهمترین مزایای رزین های وینیل استر مقاومت بسیار بالای آن در برابر مواد و محیط های اسیدی است. این مقاومت با اضافه کردن مقداری پوشش گلس فلیک بیشتر می شود. رزین وینیل استر همچنین به منظور پروژه‌های تعمیر و نگهداری مخازن ذخیره آب و مواد شیمیایی، پوشش های تجهیزات با دمای بالا، پوشش مخازن بتنی و چاه های آب استفاده می شود. رزین وینیل استر را می‌توان با پرکننده های کوارتز، سیلیس، سرامیک ترکیب کرد که باید مطابق با مشخصات پروژه طراحی شوند تا بتوان بهترین طرح اختلاط را با هدف دستیابی به حداکثر کارایی به دست آورد. رزین وینیل استر فضای خالی کمتری در زنجیره مولکولی دارد که باعث می‌شود در برابر فشار هیدرواستاتیک مقاومت بیشتری داشته باشد. بنابراین، با رعایت استاندارد 4994 بریتانیا (طراحی و مشخصات مخازن و مخازن ذخیره سازی) بیشترین استفاده را برای پوشش مخازن آب و تصفیه خانه ها دارد.
مقایسه رزین وینیل استر، رزین پلی استر و رزین اپوکسی
رزین وینیل استر ترکیبی از رزین های پلی استر و اپوکسی می‌باشد؛ به این معنی که ویژگی های آن از قبیل مزایای فیزیکی، شمیایی و حتی اقتصادی آن معمولاً بین رزین پلی استر و رزین اپوکسی قرار می‌گیرد. قیمت رزین وینیل استر نسبت به پلی استرها بیشتر بوده و نسبت به رزین اپوکسی ارزان تر هستند، رزین وینیل استر نسبت به رزین پلی استر و رزین اپوکسی برای چسباندن و اتصال پلیمر تقویت شده با الیاف یا (FRP) مقرون به صرفه تر هستند و می توانند با انواع ابزار روی سطح چسبانده شوند. بعلاوه رزین وینیل استر مقاومت کششی بالاتری نسبت به رزین‌های دیگر دارد. رزین وینیل استر از نظر سختی و مقاومت شیمیایی نیز در برابر رزین پلی استر و اپوکسی برتری قابل توجهی دارد.
نکات فنی رزین وینیل استر
- رزین وینیل استر دارای ماندگاری محدود و حدودا سه ماهه است، بنابراین فقط باید برای هر پروژه خریداری شود.
- برای مقاوم سازی الیاف شیشه بیشتر از الیاف کربن استفاده می‌شود.
- رزین وینیل استر با پیوند دوگانه به کل ماتریس چقرمگی می‌دهد که بسته به آزمایش
- مورد استفاده حدود 2 برابر بیشتر از پلی‌استرها است. به عنوان مثال، خواص کششی آن تقریباً از 15000 psi شروع می شود و خواص خمشی در هنگام استفاده از تقویت 28٪ شیشه از 30000 psi فراتر می رود. همانند پلی استرها، وینیل استرها بدون افزودنی ها، تقویت کننده ها و پرکننده ها کاربردی نیستند.
- رزین وینیل استر نسبت استحکام به وزن بسیار بالایی دارد و به دلیل چگالی کم (تقریباً 1.80 گرم بر سی سی) جایگزین اغلب قطعات فلزی می‌گردد که نزدیک به 5 برابر سنگین تر هستند.
اجرای رزین وینیل استر
برای اجرای رزین وینیل استر روی سطوح باید ابتدا سطح کار آماده باشد بدین معنا که می‌بایست از هر گونه آلودگی و گرد و غبار و چربی‌های زائد پاک باشد. پس از اطمینان از پاکی سطوح و خیس نبودن آن حال نوبت به دمای محیط کار می‌رسد با این که رزین وینیل استر مقاومت دمایی بالایی دارد اما بهتر است دمای سطح کار از 10 درجه سانتی گراد پایین تر نبوده و رطوبت محیط حداقل باشد. مورد دیگری که قبل از اجرا باید در نظر گرفته شود حساسیت زا بودن رزین وینیل استر است بنابراین قبل از شروع کار حتما از دستکش، ماسک و عینک کار استفاده شود تا جلوی آسیب‌های پوستی و تنفسی گرفته شود.
برای اجرای نهایی رزین وینیل استر روی سطح می‌توان از قلم مو غلتک یا اسپری استفاده نمود و انتخاب اینکه کدامیک بهتر است بستگی به محیط کار دارد، مثلا برای گوشه‌ها و زوایای محیط سرپوشیده معمولا از قلم مو استفاده می‌شود، برای سطوح کف از غلتک استفاده می‌شود و برای مخازن بزرگ سطوح قرار گرفته در فضای باز اسپری مورد استفاده قرار می‌گیرد.
سخن پایانی
در این مقاله به طور مفصل درباره رزین وینیل استر و کاربردهای آن و تفاوت آن با رزین پلی استر و اپوکسی صحبت شد. با این که تفاوتهای عمده‌ای در رزین‌ها وجود دارد اما همگی منشا مشترکی با هم دارند و بسیاری از ویژگی آنها با هم مشترک می‌باشد.