به گزارش خبرنگار ایمنا و بر اساس یادداشتی که حمیدرضا یوسفی، دکترای شیمی آلی در اختیار این رسانه قرار داد: رزین، ترکیبی طبیعی یا مصنوعی بسیار چسبناک است که تحت شرایط خاصی سخت می‌شود و معمولاً در الکل قابل حل است. این مواد وابسته به ترکیب شیمیایی و نحوه مصرف آن به روش‌های گوناگونی طبقه‌بندی می‌شود و کاربردهای بسیاری در هنر، تولید پلیمر و صنایع مشابه دارد.
رزین طبیعی از گیاهان به‌دست می‌آید که بهترین نمونه آن، شیره درخت کاج است. این ماده از هزاران سال پیش مورد استفاده بشر قرار گرفته است و از تعدادی گیاهان متفاوت تولید می‌شود؛ علاوه بر آن برخی از گیاهان ماده‌ای مشابه به نام صمغ تراوش می‌کنند که با آب واکنش نمی‌دهد و نرم‌تر و انعطاف‌پذیرتر است.
ویژگی‌های رزین گیاهی
رنگ رزین‌های گیاهی از شفاف تا قهوه‌ای تیره متغیر است و میزان سختی و کدر بودن آن‌ها در شرایط مختلف، متفاوت است. برخی از رزین‌های گیاهی به دلیل دارا بودن ترکیبات ناپایدار، فرار است. در تشخیص درختان رزین‌دار باید دقت کرد زیرا اشتباه در این کار ممکن است منجر به حوادث ناگوار شود و دلیل آن وجود هپتان، هیدروکربنی قابل اشتعال و انفجار است.
ماده معروف و زینتی کهربا از رزین گیاهی به‌دست می‌آید که اغلب به رنگ متعارف رزین‌های گیاهی یعنی طلایی و تیره قابل مشاهده است؛ البته کهربا در رنگ‌های نادر دیگری مانند آبی نیز یافت می‌شود. رزین‌های طبیعی هزاران سال است که مورد استفاده بشر قرار گرفته است به طور مثال رزین کاج برای درزگیری قایق‌ها، مومیایی کردن اجساد و تولید ظروف غذایی استفاده میشد و اکنون نیز در ساخت لاک، جلا، جوهر، عطر، جواهر و بسیاری از اشیا دیگر استفاده می‌شود.
تبدیل رزین به پلیمر
با پیشرفت تکنولوژی، بشر دریافت که می‌توان رزین را به پلیمر تبدیل کرد و کمی بعد رزین‌های مصنوعی کشف شد که برای ساخت پلیمر بیشتر از این رزین‌ها استفاده می‌شود؛ زیرا ارزان‌تر بوده و تصفیه آن‌ها راحت‌تر است. رزین‌های مصنوعی از طبیعی پایدارتر، قابل پیش‌بینی‌تر و یکنواخت‌تر است؛ زیرا تحت شرایط کنترل شده ساخته می‌شود و امکان تولیدات ناخالص در آن‌ها وجود ندارد. این نوع رزین‌ها از طریق ترکیب شدن مواد شیمیایی در آزمایشگاه ساخته می‌شود و نتیجه واکنش تشکیل ترکیبات چسبناک است که می‌توان در تولید پلاستیک، رنگ و موارد مشابه جایگزین رزین طبیعی شود.
رزین فنل فرمالدهید در کاربردهای مهندسی، اغلب به تلفیق مواد نیاز دارد و در صنایعی مانند هوافضا، کاربردهای زیرآبی و حمل و نقل امکان استفاده از یک نوع ماده برای فراهم کردن همه خواص، وجود ندارد. به طور مثال در صنایع هوافضا به موادی نیاز است که ضمن داشتن استحکام بالا، سبک بوده و مقاومت سایشی و UV خوبی نیز دارا باشد؛ بنابراین با توجه به اینکه نمی‌توان ماده‌ای یافت که تمام خواص مورد نظر را ارائه دهد، باید به راهی دیگر فکر کنیم. راه‌حل این مشکل استفاده از کامپوزیت‌ها است که موادی چند جزئی بوده و خواص آن‌ها در مجموع از هر کدام از اجزا بهتر است. علاوه بر این در کامپوزیت، اجزا عملکرد یکدیگر را بهبود می‌بخشد.
کامپوزیت‌های پلیمری
کامپوزیت‌های پلیمری در دو نوع فاز تقویت کننده پخش شده در ماتریس و فاز ماتریس دربرگیرنده فاز دیگر که یک پلیمر گرماسخت یا گرمانرم بوده و گاهی قبل از سخت شدن رزین نامیده می‌شود، مشاهده می‌شود. خواص کامپوزیت‌ها به عوامل مختلفی از قبیل نوع مواد تشکیل دهنده، ترکیب درصد آن‌ها، شکل و آرایش تقویت کننده و اتصال دو بخش به یکدیگر بستگی دارد. از نظر فنی، کامپوزیت‌های لیفی مهم‌ترین نوع کامپوزیت است که به دو دسته الیاف کوتاه و بلند تقسیم می‌شود. الیاف باید استحکام کششی بالایی داشته و خواص لیف آن (در قطر کم) از خواص توده ماده بالاتر باشد؛ درواقع قسمت اعظم نیرو توسط الیاف تحمل می‌شود و ماتریس پلیمری نیز ضمن حفاظت الیاف از صدمات فیزیکی و شیمیایی باید بتواند کار انتقال نیرو به الیاف را انجام دهد. ماتریس، الیاف را مانند یک چسب کنار هم نگه می‌دارد و گسترش ترک را محدود می‌کند. مدول ماتریس پلیمری باید از الیاف پایین‌تر باشد تا اتصال قوی‌تری بین الیاف و ماتریس به وجود بیاورد. خواص کامپوزیت به خواص الیاف، پلیمر، جهت و طول الیاف، کیفیت اتصال رزین و الیاف بستگی دارد و اگر الیاف از حدی تحت عنوان طول بحران کوتاه‌تر شود، نمی‌تواند حداکثر نقش تقویت کنندگی خود را ایفا کند.
الیاف استفاده شده در صنعت به دو دسته مصنوعی و طبیعی تقسیم می‌شود. کاربرد کامپوزیت‌های پلیمری مهندسی توسط خواص اجزای آن‌ها تعیین می‌شود؛ اغلب این کامپوزیت‌ها دارای الیاف مدول بالا است که در ماتریس‌های پلیمری قرار داده شده و فصل مشترک خوبی بین آن‌ها است. ماتریس پلیمری، دومین بخش عمده کامپوزیت‌های پلیمری است که عملکرد بسیار مهمی در آن دارد. ماتریس پلیمری به عنوان یک بایندر یا چسب، الیاف تقویت کننده را نگه می‌دارد، تحت بار اعمالی تغییر شکل می‌دهد، تنش را به الیاف محکم و سفت منتقل می‌کند و با جذب انرژی موجب کاهش تمرکز تنش و بهبود رفتار چقرمگی در شکست می‌شود.
تقویت‌کننده‌ها معمولاً شکننده است و رفتار پلاستیک ماتریس می‌تواند موجب تغییر مسیر ترک‌های موازی با الیاف و جلوگیری از شکست الیاف واقع در یک صفحه شود. در تئوری تمام گرماسخت‌ها و گرمانرم‌ها می‌تواند به عنوان ماتریس پلیمری استفاده شود، اما در عمل گروه‌های مشخصی از پلیمرها به لحاظ فنی و اقتصادی دارای اهمیت است و در میان پلیمرهای گرماسخت پلی‌استر غیر اشباع، وینیل استر، فنل فرمالدهید (فنولیک) اپوکسی و رزین‌های پلی ایمید بیشترین کاربرد را دارد. گرمانرم‌ها اگرچه به صورت متعدد استفاده می‌شود، اما پلی‌پروپیلن و نایلون بیشترین زمینه و اهمیت را دارند که به دلیل اهمیت زیست‌محیطی در این بخش به رزین‌های دارای منشأ طبیعی و تجدیدپذیر نیز پرداخته شده است.
نظر شما