انواع رزین های آکریلیک و خواص آن

رزین های اکریلیک مبتنی بر مونومرهای آکریلات و متاکریلات هستند و مقاومت خوبی در برابر آب و هوا ، هیدرولیز داشته و دارای براقیت و قابلیت حفظ رنگ در کاربردهای بیرونی می باشند. به دلیل تطبیق پذیری و کارایی آنها ، پوشش های اکریلیک بیش از 25 درصد کل مصرف پوشش را در جهان تشکیل داده و فروش جهانی آن به 25 میلیارد دلار می رسد.

 

سه گروه اصلی پوشش های مایع بر پایه رزین آکریلیک شامل ترموپلاستیک ، ترموست و ضد آب هستند. بسیاری از رزین های اکریلیک ممکن است شامل مونومرهای دیگر وینیل مانند استایرن یا وینیل استات به منظور کاهش هزینه باشند. مونومرهای اکریلیک نسبت به مونومرهای متاکریلات آنالوگ دارای Tg کمتری هستند. علاوه بر این ، آکریلیک ها را می توان با انواع مونومرها گزینش کرد تا برخی خواص آن از جمله چسبندگی به فلز ، یا واکنش با آمینوپلاست یا ایزوسیانات بهبود پیدا کند.

پلیمرهای اکریلیک ترموپلاستیک (TPA)

پلیمرهای اکریلیک ترموپلاستیک (TPA)  به طور کلی از خواص بسیار خوبی از جمله دوام بیرونی برخوردار هستند. چنین رزین هایی از دهه 50 تا 70 میلادی به عنوان روکش بدنه به طور گسترده ای مورد استفاده قرار گرفتند، اما استفاده از آنها به دلیل وزن مولکولی بالا به طرز چشمگیری کاهش یافته است ، چراکه کاربرد این رزین ها به صورت اسپری نیازمند مقادیر بالایی حلال آلی است. بر این اساس این رنگ ها در حدود 20٪ وزنی مواد جامد اعمال می شوند. زنچیره اصلی پلیمری  رزین ترموپلاستیک معمولا شامل تعداد زیادی گروه های متیل متاکریلات است و همین مساله، استحکام و دوام بسیار عالی به این نوع از رزین بخشیده است.

رزین های آکریلیک ترموست (TSA)

رزین های آکریلیک ترموست (TSA) به گونه ای طراحی شده اند که هنگام قرار گرفتن در معرض گرما یا رطوبت با خود واکنش نشان می دهند ، یا با ایجاد پیوندهای متقابل با سایر گروه ها فیلم تشکیل می دهند. رزین های ترموست به عنوان یک گروه از وزن مولکولی کمتری دارند. این نوع رزین با ایجاد پیوندهای متقابل فیلم هایی با مقاومت عالی در برابر حلال های آلی ، رطوبت و نور اشعه ماوراء بنفش تشکیل می دهند و وقتی در معرض دمای نسبتاً بالا قرار دارند ، مانند رزین ترموپلاستیک ، نرم نمی شوند.

امکان ایجاد عملکرد گزینشی در رزین آکریلیک وجود دارد. این مساله از طریق طیف گسترده ای از گروه های عاملی ، امکان تنظیم عملکرد زنجیره اصلی رزین را فراهم می کند به نحوی که رزین موردنظر چسبندگی بهتر، بهبود پیوند با رنگدانه ها و / یا امکان اتصال به خود یا سایر گروه های عاملی را دارا می باشد.

در جدول زیر تعدادی از مونومر های اکریلیک که می توان با استفاده از آن ها خواص ویژه ای به رزین آکریلیک بخشید، بررسی شده اند:

مونومرهای اکریلیک
مونومر آکریلیکگروه عاملیواکنش پذیری و/یا کارکرد
2-هیدورکسی اتیل آکریلاتهیدروکسیل درجه1آمینوپلاست ها و ایزوسیانات
2-هیدورکسی اتیل متاکریلاتهیدروکسیل درجه1آمینوپلاست ها و ایزوسیانات
2-هیدورکسی پروپیل متاکریلاتهیدروکسیل درجه2آمینوپلاست ها و ایزوسیانات
متیل 2-سیانو آکریلاتسیانوچسبندگی
آکریلیک اسیدکربوکسیلچسبندگی، واکنش پذیری
متاکریلیک اسیدکربوکسیلچسبندگی، واکنش پذیری
گلایسیدیل متاکریلاتاکسیرانآمینو یا کربوکسیل
3-متاکریلوکسی پروپیل تری متوکسی سیلانتری متوکسی سیلانچسبندگی
دی متیل آمینو اتیل متاکریلاتآمین درجه 3چسبندگی، رنگ سازی
2-ایزوسیاناتواتیل متاکریلاتایزوسیاناتهیدروکسیل یا آمینو

از پلیمرهای آکریلیک برای ساختن رزین های ضد آب و امولسیون رزین نیز استفاده می شود.  رزین های اکریلیک ضد آب به طور معمول دارای عدد اسید 40 تا 60 هستند. برای شروع فرایند ساخت رنگ ، از آمین مناسب برای خنثی کردن اسید اکریلیک زنجیره اصلی رزین و ایجاد نمک اسید استفاده می شود. آمین در سطح کمتری نسبت به مقدارنظری خنثی سازی استفاده می شود.  مرحله بعدی در فرآیند تولید رنگ  اضافه کردن آب است.

پلیمریزاسیون امولسیون اکریلیک

پلیمریزاسیون امولسیون اکریلیک در آب با مونومرها ، یک آغازگر محلول در آب و سورفاکتانت ها انجام می شود. بسیاری از همان مونومرهایی که در پلیمریزاسیون امولسیون استفاده می شوند در پلیمریزاسیون محلول نیز مورد استفاده قرار می گیرند ، اما خاصیت لاتکس می تواند تا حد زیادی تحت تأثیر فاکتورهای مختلف باشد که از آن جمله می توان به: شرایط پلیمریزاسیون ، ساختار و حلالیت مونومر، غلظت مونومر ، نوع سورفکتانت و سطح آن ، درجه حرارت ، نوع و غلظت آغازگر اشاره کرد. این موارد متغیرهایی هستند که می توانند اندازه ذرات امولسیون ، ساختار و وزن مولکولی پلیمر نهایی را تحت تأثیر قرار دهند. 

رزین های اکریلیک شامل طیف گسترده ای از پلیمرها و کوپلیمرهای، که می توان به راحتی توسط پلیمریزاسیون اکریلیک و یا متاکریلیکتولید می شوند.شکل زیر ساختار پلیمر و مونومر را نشان می دهد که در آن اتم های کربن به رنگ آبی ، اکسیژن به رنگ قرمز و هیدروژن به رنگ خاکستری است.

1
2
3
1

پلیمر

2

مونومر

3

ساختار مولکولی مونومر

با تغییر ساختار شیمیایی R 1 و R 2  ، ممکن است امکان ایجاد تعداد زیادی از پلیمرهای اکریلیک با خواص مختلف وجود دارد. هنگامی که کوپلیمرها نیز در نظر گرفته شوند ، تعداد رزین های احتمالی بسیار زیاد می شود. لیستی از پرکاربردترین رزین های اکریلیک شامل موارد زیر استپلی متیل متاکریلات (PMMA). پلی متیل آکریلات (PMA)؛ پلی اتیل متاکریلات (PEMA)؛ اتیل متاکریلات – کو– متیل اکریلات ( P ( EMA-MA)).  

محصول تجاری به نام پارالوئید (B72 ) ، یک کوپلیمر EMA-MA با نسبت مولی بین مونومرهای 70:30 وجود دارد (دمای انتقال شیشه = 40 درجه سانتیگراد) که کاربرد گسترده ای را به عنوان ماده محافظ سنگ پیدا کرده است. 

پلی متیل متاکریلات که به آن پلکسی گلاس نیز گفته می شود یکی از اولین رزین های اکریلیک تجاری شده بود.این رزین از شفافیت عالی ، قابل مقایسه با شیشه برخوردار بوده و نسبت به شیشه بسیار سبک تر و با شکنندگی کمتر است. به راحتی رنگ می شود ، بنابراین برای لامپ های اتومبیل استفاده می شود. ضریب انکسار بالای آن باعث می شود تا برای کاربردهای نوری مانند علائم جاده ای و بازتاب نور مناسب باشد. صفحه مانیتور ، تلفن  و … نمونه هایی از تعداد زیادی اشیاء ساخته شده از رزین های اکریلیک هستند. رنگ های اکریلیک هم به عنوان لاک و هم در نقاشی استفاده می شوند. چسب های اکریلیک نیز چسب های بسیار قوی هستند.

مقالات مرتبط