اختصاصی بسپار/ کاربردهای رزین اپوکسی در صنعت

گروه تولید محتوا در بسپار/ ایران پلیمر رزین اپوکسی به گروهی از رزین‌‌ها که حاوی گروه اکسیران یا حلقه اپوکسید هستند، گفته می‌‌شود. رزین اپوکسی برای کاربری در صنایع مختلف به جزء دومی به نام عامل پخت (hardener) نیاز دارد که در اثر واکنش شیمیایی بین عامل پخت و رزین اپوکسی شبکه سه بعدی با خواص ویژه تشکیل می‌‌گردد. رزین‌‌های اپوکسی که امروزه به صورت تجاری مورد استفاده قرار می‌‌گیرند، از طریق واکنش تراکمی اپی کلرهیدرین با بیس‌‌فنول‌‌آ در حضور یک یاریگر (کاتالیست) تولید می‌گردند. کاربردهای رزین‌‌ اپوکسی به دلیل دارا بودن ویژگی‌‌هایی از جمله خواص مکانیکی مناسب، مقاومت گرمایی مطلوب، چسبندگی بسیار خوب به سطوح مختلف، جمع‌‌شوندگی کم، مقاومت شیمیایی زیاد، خواص الکتریکی مطلوب، استحکام بالا، مقاومت در برابر آب و رطوبت و هم‌‌چنین طول عمر به نسبت مطلوب تقریبا بی‌‌نهایت شده است. شرکت پتروشیمی خوزستان به عنوان اولین‌‌ تولیدکننده رزین اپوکسی در کشور در راستای تحقق اهداف راهبردی خود، با به کارگیری نیروی جوان و نخبه در واحد پژوهش و فناوری موفق گردیده کیفیت رزین اپوکسی تولیدی خود را ارتقا داده و گامی بزرگ در راستای تکمیل زنجیره ارزش رزین اپوکسی در صنعت ایفا نماید. در این مقاله چشم‌‌انداز مصرف رزین اپوکسی بررسی شده و به معرفی برخی از این کاربردها در صنایع مختلف پرداخته شده است.

 

چشم‌‌انداز بازار رزین اپوکسی طی سال‌‌های 2022 تا 2032

چشم‌‌انداز بازار جهانی رزین‌‌های اپوکسی بر اساس نوع کاربرد (رنگ و پوشش‌‌ها، چندسازه‌‌ها (کامپوزیت‌‌ها)، ساختمان‌‌سازی، صنایع ‌‌الکترونیک، چسب و…) در گستره زمانی 2022 تا 2032 بررسی شده‌‌است. پیش‌‌بینی می‌‌گردد، مصرف رزین‌‌های اپوکسی طی سال‌‌های مذکور با نرخ رشد سالیانه 6/9 درصد افزایش یابد. در سال 2021 بازار جهانی مصرف رزین اپوکسی 11/22 میلیارد دلار آمریکا ارزش‌‌گذاری شد و پیش‌‌بینی می‌‌گردد در پایان سال 2031 این عدد به 21/87 میلیارد دلار آمریکا برسد.

عمده‌‌ترین نرخ رشد سالیانه در‌‌میان کاربردهای گسترده رزین اپوکسی مربوط به صنایع رنگ و پوشش می‌‌باشد که میزان رشد آن 6/5 درصد تخمین زده شده‌‌است. تقاضای فزاینده برای رنگ و پوشش، عامل اصلی رشد بازار رزین اپوکسی در نظر گرفته شده است. بازار جهانی رزین اپوکسی بر اساس نوع کاربرد در سال 2021 در شکل 1 آورده شده است.

 

رزین اپوکسی در صنایع توربین بادی

رزین‌‌های اپوکسی عمدتا در چندسازه‌‌ها‌‌ و چسب‌‌های مورد نیاز برای تولید پره‌‌های توربین بادی و سایر اجزای سازه‌‌ای به کار می‌‌روند. امروزه بیش از پنجاه درصد از تولید‌‌کنندگان پره‌‌های توربین بادی از رزین‌‌های اپوکسی به دلیل ویژگی‌‌هایی مانند وزن سبک، مقاومت در برابر خستگی، چسبندگی خوب و عدم انقباض پس از سرد شدن به عنوان بستر (ماتریس) نگهدارنده الیاف در ساخت پره‌‌ها استفاده می‌‌کنند. رزین‌‌های اپوکسی جهت پوشش و محافظت از سایر قطعات از جمله عایق‌‌های توربین، سیم‌‌پیچ‌‌های انتهایی ایستانه (stator، پره‌های ثابت در توربین یا موتورهای توربینی، مترجم) یا سیم‌‌پیچ‌‌های میدان برای پایه‌‌های (brackets) چرخانه (rotor) نیز استفاده می‌‌گردند. هم‌‌چنین می‌‌توان با استفاده از پوشش‌‌های اپوکسی طول عمر برج‌‌های بتنی و یا فولادی توربین‌‌های بادی را افزایش داد. محفظه موتور (nacelle) نیز از مواد چندسازه الیاف شیشه‌‌ی آغشته به رزین اپوکسی ساخته شده است (شکل 2).

 

رزین اپوکسی در کاربرد صنایع هوافضا

یکی از کاربردهای قابل توجه استفاده از رزین در طراحی و ساخت هواپیما است. خواص چسبندگی، مقاومت در برابر گرما و مقاومت فشاری بالا در وزن پایین‌‌تر (در قیاس با آلومینیم) اپوکسی را به ماده‌‌ای ایده‌‌آل برای افزایش استحکام و کاهش هزینه‌‌های مربوط به سفر هوایی تبدیل کرده است. معمولا ترکیبی از فلزات و رزین‌‌های اپوکسی تقویت شده با الیاف کربن ساختارهای اولیه و ثانویه هواپیما را تشکیل می‌‌دهند. در طول ساخت یک هواپیمای مسافربری معمولی، قطعات بزرگ ساختاری مانند بالا و پایین بال‌‌ها، دم باله، بدنه و دیواره فشار با اپوکسی تزریق شده با الیاف کربن ساخته می‌‌شوند و قطعات تا رسیدن به استحکام زیاد پخت می‌‌گردند. در تمامی مراحل سرهم‌‌بندی (مونتاژ)، از اپوکسی به عنوان چسب در ساخت اجزای کوچک‌‌تر (پنجره، در و غیره) استفاده می‌‌گردد (شکل 3).

 

مهندس پرستو یعقوبی، پتروشیمی خوزستان

 

(ادامه دارد …)

متن کامل این مقاله را در شماره 247 ماهنامه بسپار که در نیمه اردیبهشت ماه 1402 منتشر شده است، بخوانید.