رزین FRP

رزین‌های ‏FRP، اساسی برای اجرای بسیاری از کاربردهای مقاوم سازی با کامپوزیت‌ها و دیگر محصولات ‏FRP‏ در صنایع ‏مختلف است. رزین‌های ‏FRP، به عنوان ماده چسباننده یا بهتر است بگوییم عامل اتصال مواد و کامپوزیت‌های ‏FRP‏ به ‏انواع سطوح بتنی، فولادی و… عمل می‌کنند. رزین‌های ‏FRP‏ علاوه بر چسباندن تقویت کننده‌های ‏FRP‏ به سطوح مختلف، ‏با الیاف تقویت کننده ترکیب می‌شوند و ساختارهای قوی و سبکی ایجاد می‌کنند. رزین های ‏FRP‏ در صنایع مختلف اعم ‏از صنعت ساختمان، صنعت آب و فاضلاب، نفت و گاز و پتروشیمی، زیرساخت‌های حمل و نقل، سازه‌های دریایی و…، ‏تطبیق پذیری و عملکرد استثنایی را ارائه می‌دهند. رزین‌های ‏FRP، مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی، ضربه و ‏خستگی دارند و برای محیط‌های سخت ایده آل هستند. در اینجا، ما عمیق‌تر به ترکیب، خواص و کاربردهای رزین‌های ‏FRP‏ می‌پردازیم و اهمیت آن‌ها را در انواع شیوه‌های مقاوم سازی با ‏FRP‏ بررسی می‌کنیم.‏ ماتریس ها معمولاً رزین های پلیمری ترموست هستند. در شکل اولیه خود، رزین های ترموست معمولاً مایعات یا جامدات با نقطه ذوب پایین هستند و با کاتالیزور و گرما یا ترکیبی از این دو پخت می شوند. برخلاف رزین های ترموپلاستیک، رزین های گرماسخت جامد پس از پخت، نمی توانند به شکل مایع اصلی خود درآیند و یا دوباره شکل بگیرند. رایج ترین رزین های حرارتی استفاده شده در صنعت کامپوزیت ها اپوکسی ها، پلی استرها و وینیل استرها هستند. مواد افزودنی و پرکننده ها ممکن است با رزین مخلوط شوند تا باعث بهبود عملکرد، متناسب سازی عملکرد کامپوزیت ها و کاهش هزینه ها شوند.

انواع رزین

۱-رزین اپوکسی

از مزایای اصلی رزین یا چسب اپوکسی می توان به خصوصیات مکانیکی بالا ، سهولت پردازش ، جمع شدگی کم در حین ترمیم و چسبندگی خوب به انواع مختلف الیاف اشاره کرد. اپوکسی ها مقاومت در برابر خوردگی بالایی دارند و کمتر از ماتریس های پلیمری تحت تأثیر آب و گرما قرار می گیرند. معایب آنها هزینه زیاد و دوره پخت طولانی است (به طور کلی فرآیند پخت تکمیلی مورد نیاز است). رزین اپوکسی همچنین می تواند با مواد مختلف فرموله شده و یا با سایر رزین ها مخلوط شود تا به ویژگی های عملکردی خاص دست یابد. اپوکسی ها در درجه اول برای ساخت کامپوزیت های با کارایی بالا با ویژگی های مکانیکی برتر، مقاومت در برابر مایعات خورنده و محیط، ویژگی های الکتریکی برتر و عملکرد خوب در دمای بالا استفاده می شود. رزین های اپوکسی با الیاف شیشه، کربن، آرامید و بازالت سازگار هستند.

این محصول در کار ساخت و  ساز بیشتر برای آماده سازی سطوح و در تقویت و مقاوم سازی سازه های مختلف و همچنین تولید محصولات کامپوزیتی که شامل رزین و هاردنر هستند استفاده میشود.

مزایای رزین اپوکسی

• کاربرد آسان و عمر طولانی
• قابلیت سبندگی به سطوح و مواد مختلف و سازگار با الیاف اف آر پی (FRP)
• ضد آب و مقاوم در برابر رطوبت
• مقاوم در برابر حرارت
• مقاومت شیمیایی بالا
• مقاومت کششی بالا
• مقاومت فشاری بالا
• مقاومت خمشی بالا

۲-رزین‌ پلی‌استر

مزیت اصلی رزین های پلی استر تعادل خواص مکانیکی ، شیمیایی و الکتریکی خوب است. ثبات ابعادی و سهولت پردازش رزین های پلی استر، به طور کلی، نسبتاً ارزان هستند و عملکرد مکانیکی و الکتریکی خوبی دارند. از آنجا که پلی استرها می توانند از نظر شیمیایی متناسب با نیازهای طیف گسترده ای از برنامه ها طراحی شوند، تعدادی از پلی استرهای خاص، که به عملکردهای خاص مانند انعطاف پذیری، عایق الکتریکی، مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر گرما و نور UV، بازدارندگی در برابر آتش و شفافیت نوری اشاره می کنند، موجودند. استایرن معمولاً به مقدار زیاد (بیش از ۱۰٪ جرم رزین پلیمر) مخلوط می شود و مایع با ویسکوزیته کم می دهد. استفاده از آنها در ساخت میلگردهای اف آر پی (FRP)  به دلیل مقاومت شیمیایی کمتر در مقایسه با وینیل استرها توصیه نمی شود.

رزین‌های پلی استر غیر اشباع بطور گسترده استفاده می شوند. زنجیر اصلی پلیمری این رزین دارای اتصالات استری می‌باشد 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.

کامپوزتهای پلی استر-شیشه به لحاظ حجم مصرف، بیشترین اهمیت را دارا هستند.کامپوزیتهای پلی استری تا دمای حدود ۲۵۰ درجه سانتیگراد مقاومند ولی حضور در این دما و دماهای بالاتر به صورت مداوم 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 الیاف و رزین جلوگیری شود.

مزایای پلی‌استر

• مقاومت شیمیایی عالی (بویژه در محیطهای قلیایی)
• چسبندگی خوب به مجموعهای از بسترهای مختلف
• استحکام کششی، فشاری و خمشی بسیار بال
• پایین بودن جمع شدگی پخت
• پایداری ابعادی
• عایق عالی الکتریسیته
• دوام بالا در پیری و شرایط سخت محیطی
• قابلیت پخت در دماهای مختلف
• مقاومت خستگی ممتاز
• بی بو و بی مزه

۳-رزین‌ وینیل‌ استر

استرهای وینیل برخی از خصوصیات مفید اپوکسی ها مانند مقاومت شیمیایی و مقاومت بالا و همچنین خواص پلی استر مانند ویسکوزیته و پخت سریع را از خود نشان می دهند. استرهای وینیل مقاومت خوبی در برابر قلیایی دارند و از خیس شدن و چسبندگی خوبی با الیاف شیشه برخوردار هستند ، که این امر آنها را به گزینه مطلوب برای تولید کامپوزیت های شیشه (GFRP) تبدیل می کند.

وینیل استرها محصول واکنش رزین‌های اپوکسی با اسیدهای غیر اشباع اتیلنی می‌باشند.بجز حالات خاص، معمولا رزین‌های وینیل استر دارای انتهای غیر اشباع می‌باشند. این انتها میتواند واکنش شبکه ای شدن را انجام دهد و نیز میتواند پلیمریزاسیون زنجیرهای وینیل استر را انجام دهد و یا اینکه به همراه استایرن کوپلیمر شود.

رزین‌های وینیل استر خواص چقرمگی و مقاومت شیمیایی بسیار بهتری نسبت به رزین‌های پلی استر دارند. زنجیر اصلی اپوکسی سازنده وینیل استر، موجب پیدایش چقرمگی و ازدیاد طول کششی بالاتر می‌شود. جرم مولکولی رزین‌های وینیل استر به انتخاب نوع اپوکسی بکار رفته بستگی دارد. به این دلیل، استحکام کششی، ازدیاد طول، نقطه نرمی و واکنش پذیری رزین نهایی توسط جرم مولکولی و ساختار اولیه تعیین می‌شود. این موضوع، این امکان را بوجود می‌آورد که برای کاربردهای مختلف خواص مختلف طراحی شود.

 کاربردهای رزین وینیل استر

• برای تمامی کاربرد هایی که رزین پلی استر مورد مصرف قرار می گیرد، رزین وینیل استر را نیز می توان مورد استفاده قرار داد.
• مقاومت در برابر خوردگی
• مقاومت شیمیایی زیاد و مقاوم در برابر اسید
• پوشش سازه های فولادی و بتنی
• ساخت هواپیما، کانال و لوله کشی، تانکر های حمل مواد شیمیایی و غیره

ویژگی های رزین وینیل استر

• مقاومت بالا در برابر مواد اسیدی
• عایق ضد آب
• مقاومت شیمیایی بالا
• قابلیت اجرای بسیار آسان
• مقاومت کششی بسیار بالا
• قابلیت چسبندگی به سطوح مختلف
• مقاومت در برابر فرسایش و آسیب دیدگی