چسب مبتنی بر رزین اپوکسی

چسب مبتنی بر رزین اپوکسی، یکی از کاربردی‌ترین محصولات پلیمری می‌باشد که خواص مفیدی از جمله استحکام چسبندگی، پایداری حرارتی، خواص دی الکتریک، تطبیق پذیری و حفظ ماهیت خود، تحت تنش‌های حرارتی و مکانیکی بالا و قرار گرفتن در شرایط نامطلوب محیطی را ارائه می‌دهد.

چسب مبتنی بر رزین اپوکسی بسیار متنوع است و می‌تواند به طیف وسیعی از مواد از جمله فلزات، پلاستیک، شیشه، سرامیک، چوب و کامپوزیت‌ها بچسبد. همچنین استحکام پیوندی قوی، مقاومت بالا در برابر عوامل محیطی (رطوبت، مواد شیمیایی، گرما و سایر عوامل محیطی) از مزایای استفاده از چسب مبتنی بر رزین رزین اپوکسی می‌باشد.

ویژگی تطبیق پذیری چسب مبتنی بر رزین اپوکسی، آن‌ها را برای کاربردهای گسترده در صنایع مختلف مانند خودروسازی، هوافضا، ساختمان، الکترونیک و کاربردهای دریایی مناسب می‌سازد.

چسب‌های اپوکسی از رزین اپوکسی ساخته می‌شوند که در صورت مخلوط شدن با یک سخت‌کننده یا عامل پخت، تحت یک واکنش شیمیایی قرار می‌گیرند که منجر به ساخت شبکه‌ای با پیوند‌های قوی و بادوام می‌شود.

از طریق انتخاب سخت‌کننده‌ها (هاردنرها)، کاتالیزورها، پرکننده‌ها و سایر افزودنی‌ها و با کنترل درجه و روش پخت، می‌توان خواص چسب اپوکسی را تغییر داد و برای یک کاربرد خاص تنظیم نمود.

چسب مبتنی بر رزین اپوکسی، مزایایی از جمله دمای پخت نسبتاً پایین، عدم تشکیل مواد فرار در طول پخت، هزینه کم و امکانات کاربردی ویژه‌ای را ارائه می‌دهد.

چسب مبتنی بر رزین اپوکسی فقط شامل چسب‌های تک جزئی و دو جزئی نمی‌باشد ، بلکه بسته به رزین، کاتالیزور، اصلاح کننده‌ها و مواد افزودنی، انواع فرمولاسیون‌ها را می‌تواند داشته باشد.

چسب مبتنی بر رزین اپوکسی دو جزئی، سخت‌تر از چسب‌های اپوکسی تک جزئی می‌باشند و نیاز به مخلوط کردن دو جزء رزین و هاردنر قبل از استفاده دارند. این اختلاط، فرآیند پخت را آغاز می‌کند که می‌تواند در دمای اتاق یا با اعمال گرما رخ دهد. چسب‌های اپوکسی دو جزئی استحکام پیوندی بسیار خوبی دارند و در کاربردهایی که کنترل دقیق زمان و استحکام بالا مورد نیاز است استفاده می‌شود.

چسب‌های اپوکسی دو جزئی، تطبیق پذیری بیشتری دارند و پردازش آن‌ها، کمی پیچیده‌تر است، زیرا دو جزء رزین و هاردنر باید با یکدیگر مخلوط شوند.

چسب‌های اپوکسی دو جزئی معمولا در دمای محیط پخت می‌شوند، اما بسته به فرمولاسیون، می‌توان با اعمال گرما یا منبع خارجی انرژی مانند نور UV، فرآیند پخت را تسریع کرد.

چسب مبتنی بر رزین اپوکسی دو جزئی، تقریباً به هر سطحی از جمله چوب، فلزات، پلاستیک، سرامیک و انواع مختلف لاستیک می‌چسبد و در برابر تأثیرات فیزیکی و شیمیایی، مقاوم است.

چسب مبتنی بر رزین اپوکسی تک جزئی از قبل با هم مخلوط می‌شود و نیازی به مخلوط کردن اضافی ندارد و معمولاً در دمای اتاق یا با اعمال گرما پخت می‌شود. سهولت استفاده چسب‌های اپوکسی تک جزئی نسبت به دو جزئی بیشتر است و برای چسباندن لایه‌های مختلف از جمله فلزات، پلاستیک‌ها، سرامیک‌ها و کامپوزیت‌ها مناسب می‌باشد.

چسب‌های اپوکسی تک جزئی معمولا دارای قوام خمیر مانند هستند که آن‌ها را برای استفاده با ماله یا اکستروژن ایده آل می‌کند.

انواع رایج چسب مبتنی بر رزین اپوکسی

چسب اپوکسی مبتنی بر دی گلیسیدیل اتر بیس فنول آ DGEBA
چسب اپوکسی مبتنی بر رزین اپوکسی نووالاک
چسب مبتنی بر رزین اپوکسی انعطاف پذیر
چسب‌های اپوکسی مبتنی بر آب
چسب مبتنی بر رزین اپوکسی آکریلات
چسب‌های اپوکسی رسانای الکتریکی
چسب مبتنی بر رزین اپوکسی رسانای حرارتی

دی گلیسیدیل اتر بیسفنول آ A (BPA) که بیشتر به عنوان اپوکسی DGEBA شناخته می‌شود، قدیمی‌ترین رزین اپوکسی است و به دلیل هزینه نسبتاً پایین مواد خام، مهم‌ترین رزین در فرمولاسیون چسب اپوکسی می‌باشد. این رزین، با طیف وسیعی از کاتالیزورها سازگار است. سیستم‌های چسب اپوکسی صنعتی با استفاده از اپوکسی DGEBA، در دمای اتاق یا با حرارت اضافی پخت می‌شوند.

چسب‌های اپوکسی نووالاک، به عنوان مقاوم‌ترین اپوکسی‌های شیمیایی و مقاوم در برابر درجه حرارت بالا شناخته می‌شوند. همچنین چسبندگی بهتری نسبت به اپوکسی‌های BPA دارند. برای این که این خواص، به بهترین شکل ممکن ایجاد شود، نووالاک اپوکسی باید در دمای بالا پخت شود. زمانی که در دمای اتاق پخت می‌شود، خواص آن، مشابه چسب‌های اپوکسی DGEBA است. (طول فرآیند پخت به طور قابل توجهی بر پایداری حرارتی موثر است).

رزین‌های اپوکسی نووالاک به دلیل ویسکوزیته بالایی که دارند معمولاً پردازش پیچیده‌ای دارند. اخیرا جایگزین‌هایی با ویسکوزیته کمتر، به منظور سهولت در پردازش، توسعه یافته‌اند. با این حال، این محصولات، به محتوای رزین اپوکسی کمتری تمایل دارند.

چسب‌های اپوکسی معمولا انعطاف پذیری بسیار کمی دارند. اما رزین‌های اپوکسی آلیفاتیک با زنجیره بلند، این امکان را فراهم می‌کند تا انعطاف پذیری را به خواص چسب‌های اپوکسی اضافه کند. افزودن رزین اپوکسی انعطاف پذیر، چقرمگی چسب را به خطر می‌اندازد. بنابراین، رزین‌های اپوکسی انعطاف‌پذیر معمولاً به تنهایی استفاده نمی‌شوند، بلکه به‌عنوان اصلاح‌کننده با سایر اپوکسی‌ها مخلوط می‌شوند تا رزینی سخت‌تر و در عین حال انعطاف‌پذیر ایجاد کنند.

چسب‌های اپوکسی انعطاف‌پذیر حاوی افزودنی‌ها یا اصلاح‌کننده‌هایی هستند که انعطاف‌پذیری را به چسب می‌دهند. این چسب‌ها می‌توانند حرکت زیرلایه را در خود جای دهند و برای چسباندن مواد با ضرایب مختلف انبساط حرارتی مناسب هستند. چسب‌های اپوکسی انعطاف‌پذیر در کاربردهایی استفاده می‌شوند که انعطاف‌پذیری در برابر بارهای دینامیکی یا چرخه حرارتی مورد نیاز است.

از چسب‌های اپوکسی انعطاف پذیر جهت لمینیت شیشه، کاهش لرزش و صدا در صنعت خودرو و همچنین محصور کردن اجزاء الکتریکی و سایر اجزاء ظریف که نیاز به چرخه حرارتی دارند استفاده می‌شود.

رزین‌های اپوکسی به طور ذاتی آبگریز هستند، با این حال در چسب‌های اپوکسی مبتنی بر آّب، پراکندگی آب می‌تواند به دو طریق به اپوکسی‌ها منتقل شود: اصلاح شیمیایی یا امولسیون.

استفاده از روش امولسیون، عمدتاً برای رزین‌های اپوکسی مبتنی بر آب استفاده می‌شود. جدا کردن آب از رزین، با یک سورفکتانت انجام می‌شود. انتخاب سورفکتانت و پارامترهای پردازش، پایداری مکانیکی و شیمیایی چسب اپوکسی را تعیین می‌کند.

چسب‌های اپوکسی مبتنی بر آکریلات، پردازش آسانی دارند و به سرعت در دمای اتاق پخت می‌شوند و می‌توانند از پراکسیدها به عنوان عامل پخت استفاده کنند. رزین‌های اپوکسی آکریلات در چسب‌ها، ویسکوزیته کمتر، انعطاف پذیری بیشتر و مرطوب کنندگی بهتری نسبت به اپوکسی‌های معمولی DEGBPA ایجاد می‌کنند. اما در زمان پخت، نسبت به سایر چسب‌ها، انقباض بیشتری ایجاد می‌کند.

رزین‌های اپوکسی آکریلات، می‌توانند با تابش یک منبع خارجی انرژی مانند اشعه ماوراء بنفش یا پرتو الکترونی پخت شوند. این نوع از چسب‌های اپوکسی، عموماً دارای ویسکوزیته کم و فشار بخار بالا هستند.

چسب‌های اپوکسی رسانای الکتریکی حاوی پرکننده‌های رسانا مانند نقره، مس یا گرافیت هستند. از این چسب‌ها برای اتصال قطعات الکترونیکی و اتصالات الکتریکی استفاده می‌شود و در عین حال هدایت الکتریکی و چسبندگی عالی را فراهم می‌کنند.

چسب‌های اپوکسی رسانای حرارتی حاوی پرکننده‌های رسانای حرارتی مانند ذرات سرامیکی یا پودرهای فلزی هستند. این چسب‌ها برای اتصال اجزاء مولد گرما در سیستم‌های حرارتی استفاده می‌شوند که منجر به کنترل اتلاف گرما و بهبود عملکرد می‌شوند.

انتخاب چسب اپوکسی به عواملی مانند شرایط محیطی، استحکام مورد نیاز، انعطاف پذیری، زمان پخت و نیازهای هدایت الکتریکی یا حرارتی و … بستگی دارد.

چسب مبتنی بر رزین اپوکسی را می‌توان با استفاده از روش‌های مختلفی از جمله توزیع دستی، سرنگ یا سیستم‌های توزیع خودکار اعمال نمود. بسته به نیازهای کاربرد و ویسکوزیته چسب، می‌توان از آ‌ن‌ها به عنوان چسب مایع، خمیر یا فیلم استفاده نمود.

آماده سازی مناسب سطح برای دستیابی به استحکام اتصال بهینه با چسب‌های اپوکسی بسیار مهم است. سطح مورد نظر باید کاملا تمیز، خشک و عاری از آلودگی‌هایی مانند روغن، گریس، گرد و غبار یا زنگ زدگی باشد. برخی از فرمولاسیون‌ها ممکن است به روش‌هایی مانند سنباده زدن یا پرایمینگ برای افزایش چسبندگی نیاز داشته باشند.

گردآوری، ترجمه و تالیف: واحد تولید محتوای گروه صنعتی مکرر – نسیم مهین عبدالله زاده

منابع:

استفاده از مطالب مکرر بلاگ تنها با ذکر منبع و لینک مستقیم به مطلب مجاز می‌باشد و در غیر این صورت پیگرد قانونی خواهد داشت.