رزین های پلی استر- معرفی

رزین های پلی استر

قبل از آنکه به بحث پیچیده پلی استر بپردازیم ابتدا ریشه یابی، سپس اطلاعات و مفاهیم و در نهایت به رزین میپردازیم پلی استر چیست؟ استر از کلمه اتر سرکه  می آید و از ترکیب الکل و اسید و از دست دادن آب بطور همزمان حاصل میگردد.استر کاملا غیر  قطبی و در آب نا محلول هست حال جهت تفهیم بهتر مطالب از استرهای پایه شروع میکنیم: اگر یک الکل یک عاملی با یک اسید یک عاملی استریفیکاسیون شوند آب خارج و استر خطی با ویسکوزیته پایین حاصل میگردد مانند ترکیب الکل اتانول با اسید استیک که استر اتیل استات حاصل میشود که حلال میباشد حال اگر الکل دو عاملی با اسید دو عاملی وارد واکنش شوند آستری با ویسکوزیته ملایم میدهند مثلا الکل دو اتیل هگزانول دو عاملی با انیدرید فتالیک دو عاملی وارد واکنش شوند تشکیل    DOP یا نام علمی دی اکتیل فتالات را میدهد که آستری با ویسکوزیته ملایم و پلاستی سایزر میباشد البته در آینده دور در بحث پلاستی سایزرها کاملا توصیح داده خواهد شد ترکیب فوق بر عکس حالت بالا که خطی است بدلیل دو عاملی بودن در صفحه قرار میگیرد پس با توضیحات ابتدایی بالا میتوان گفت: پلی استر آستری هست با اسید دو عاملی و الکل حد اقل سه عاملی دلیل:  چون الکل و اسید یک عاملی در خط و الکل و اسید دو عاملی در صفخه و جهت یک ساختار فضایی و منسجم باید شکل فضایی و تشکیل بین زنجیره صورت میگیرد یعنی پلی استر از واکنش استریفیکاسیون پلی الکل و پلی اسید و با از دست دادن آب حاصل میگردد واکنش در دمای ۲۲۰ تا ۲۴۰ درجه بنا به نوع مواد اولیه در فشار اتمسفریک و در حضور یک حلال ازوتروپ( جهت خروج اب)  در راکتور ایزوله و به فرم سیستم بچ انجام میگیرد که فرم راکتور ها در اینده توضیح داده خواهد شد. حال مفهوم پلی استر مشخص شد اما سوال اینجاست که: “اگر پلی الکل و پلی اسید استر شوند رزینی سخت حاصل میگردد که جهت اعمال و کاربرد در رنگ مفعوم نیست!” راه حل: جهت انعطاف رزین پلی استر را توسط پلاستی سایزر داخلی اصلاح میکنند، چون با سختی بالا و عدم گرانروی نمیتوان با پیستوله قلم مو و حتی فرم غوطه وری رنگ را اعمال کرد.

پلاستی سایزر داخلی چیست؟ اگر پلاستی سایزر در شبکه قرار گیرد و از فیلم جدا نشود، داخلی و اگر در خارج شبکه فقط باعث انعطاف فیلم شوند خارجی میگوییم که نوع داخلی مانند روغن موجود در رزین پلی استر است که تشکیل الکید میدهد و نوع خارجی مانندDBP که در خارج رزین قرار گرفته و پس از پخت از فیلم رنگ و بیندر جدا میشود. البته ادپیک اسید هم در زنجیره پلی استر اشباع باعث انعطاف و ویژگی های مناسبی خواهد بود. حال مفهوم رزین پلی استر اشباع و غیر اشباع مشخص شد در پلی استر غیر اشباع چون اصلاح کننده پلاستی سایزری در زنجیره قرار نمیگیرد از نوع اشباع متمایز میشوند در اینده روش های اعمال و نوع کیور شدن و کاربرد رزین های اشباع و غیر اشباع توضیح به تفکیک داده میشود رزین پلی استر اشباع اگر با ادپیک اسید ،که یک اسید منعطف خطی و بلند هست، اصلاح شود بنام رزین پلی استر اشباع و اگر با روغن و یا اسید چرب این انعطاف حاصل شود آلکید نامیده میشودکه از پر مصرف ترین رزینهای کاربرد در رنگ ها هستند که در در رنگهای ساختمانی روغنی، اتومبیلی تعمیراتی، پوشش های چوب مانند سیلر کلر و نیم پلی استر، رنگ های کوره ای و غیره کاربرد دارند. رزین های پلی استر اشباع در رنگ های کوره ای، و انواع لاک و ورنی در سیستم های کن کوتینگ و کویل کوتینگ مورد استفاده قرار میگیرند. در حالتی خاص اگر رزین پلی استر اشباع  توسط گام روزین اصلاح گردد، به رزین های جامد استرگام و یا در محاوره به مالییک رزین خواهیم رسید که رزین فوق رزین کمکی است و در کنار رزین های الکیدی کاربرد خواهد داشت. برای مثال در پوشش های چوب جهت افزایش سمباده خوری ، بدلیل سختی بالای رزین فوق مورد استفاده قرار میگیرد. گام روزین: صمغ طبیعی است که از مخلوط دو اسید خطی یک عاملی بنام پیماریک اسید و ابیتیک اسید تشکیل شده اند پلی استر اشباع به دو گروه اصلی اصلاح شده و اصلاح نشده طبقه بندی میشوند در گروه اصلاح شده که توسط موادی با ویژگی خاص و قرار گرفتن در داخل زنجیره آنها را اصلاح مینمایند، پلی استر اشباع را با ادپیک اسید جهت افزایش انعطاف پذیری و ویژگی های خاص اصلاح میکنند. البته همانطور که گفته شد اگر با روغن و یا اسید چرب اصلاح شوند آلکید نام میگیرد. درگروه اصلاح نشده ها بدلیل جرم مولکولی بالاتر از ۱۰۰/۰۰۰ تا  یک میلیون در حلالها قابل حل نمیباشند و کاربرد در صنایع غیر رنگ خواهند داشت (    PET   ) در این حالت دمای انتقال شیشه ای بالاتری از انواع اصلاح شده میباشد حال جهت پایین آوردن دمای انتقال شیشه ای پلی استر را اصلاح میکنیم تا اول جهت اعمال قابل حل در حلال گردد دوم آنکه پس از تبخیر حلال بیندر قابلیت همتراز شدن سطح رنگ را پیدا کند (    Flow   ) البته  tg یا دمای انتقال شیشه ای جهت هر پلیمر تفاوت میکند و تنظیم آن جهت لولینگ بهتر فیلم بسیار کلیدی و مهم هست روی همین اصل فرمولیست با توجه به مواد اولیه ، جرم مولکولی و فانکشنالیتی آنها فرمول را طراحی و می بندد.

PET پلی اتیلن تر فتالات هست که استری از اتیلن گلیکول و انیدرید فتالیک عوامل مهم در ساختار رزین های پلی استر:

1. جرم مولکولی: جرم مولکولی معیاری است برای تعداد مونومرهای تشکیل دهنده این جرم مولکولی جهت رزین های کاربردی در پوشش های لاک معمولا از ۱۰۰۰ تا ۱۵۰۰۰ میباشد که البته هر چه بالا میرود tgهم بالا میرود
2.  فانکشنالیتی: فانکشنالیتی ظرفیت موثر و کاربردی نام دارد که در زنجیر پلیمر قرار گیرد. مثلا انیدرید فتالیک اسید دو عاملی و دارای فانکشنالیتی دو نیز میباشد البته استثناء هم هست! سوربیتول الکلی ۶ گروه الکلی دارد که فقط ۴ گروه در واکنش شرکت میکنند پس فانکشنالیتی آن ۴ هست

• نتیجه: فانکشنالیتی به گروه عاملی فقط مرتبط نیست بلکه شکل فضایی و ممانعت آن در واکنش پذیری بسیار موثر هست
• حال این عامل فانکشنالیتی در رزین پلی استر تنوع بسیار زیادی را در محصولات ایجاد خواهد کرد و دقیقا مثل  لگو  میتوان تعداد زیادی رزین با ویژگی های خاص تولید کرد. معمولا الکل های نوع اول در واکنش بیشتر شرکت میکنند و الکل های نوع دوم به دلیل ممانعت فضایی در زنحیره قرار نمیگیرند یا بسیار کم قرار میگیرند. مثلا گلیسیرین الکل سه عاملی ولی فانکشنالیتی ان ۲/۷ میباشد

۳. نوع مواد اولیه میباشد که تنوع محصول را  بیشتر بیشتر میکند پس انتخاب نوع پلی اسید و پلی الکل در کیفیت نهایی بسیار موثر هست. مثلا از اسید تر فتالیک در صنعت الیاف بدلیل مدل فضایی پارا مورد کاربرد قرار میگیرد ولی در رزین جایگاهی ندارد زیرا مدل پارا به دلیل شکل فضایی قادر به از دست دادن اب و تشکیل انیدرید نیست و در رزینهای پلی استر ایحاد مزاحمت حین واکنش از قبیل کف کردن میکند لطفا به شکل فضایی اسید فتالیک و انیدرید فتالیک و تمایز انها با اسید تر فتالیک توجه بفرمایید:

این مبحث توسط مهندس علی فرزانه در گروه تلگرامی IC-Polymer ارائه گردیده است. گروه پلیمر از مجموعه گروه های ۱۹ گانه شیمی دانان ایرانی http://t.me/joinchat/AAAAADvmzEyta9KleNr5oA