فرضیه دست یابی به گران روی و چسبناکی مطلوب در پیش آغشته های بر پایه رزین های اپوکسی به طور عمده با روش پیش پخت انجام می شود. اما، مشکل اصلی این روش، کاهش زمان انبارداری پیش آغشته به دلیل پیشرفت واکنش است. یکی از راهکارهای مناسب برای غلبه بر این مشکل، حذف مرحله پیش پخت در فرایند پیش آغشته سازی و دست یابی به گران روی مناسب به کمک فرمول بندی رزین های اپوکسی با وزن های مولکولی مختلف است. با این روش، امکان رسیدن به پیش آغشته ای با قابلیت پخت تک مرحله ای و زمان انبارداری طولانی تر مهیا می شود. روش ها با استفاده از رزین اپوکسی مایع با وزن مولکولی کم (Epon828) و رزین اپوکسی جامد با وزن مولکولی زیاد (Ker3003) در مجاورت حلال متیل اتیل کتون (MEK)، عامل پخت دی سیان دی آمید (DICY) و عامل شتاب دهنده دیوران (Diuron)، دو نوع فرمول بندی 3S7L (دارای wt% 30 رزین Ker3003 و wt% 70 رزین Epon828) و 4S6L (دارای wt% 40 رزین Ker3003 و wt% 60 رزین Epon828) طراحی شدند. بر اساس فرمول بندی های به دست آمده، پیش آغشته ها تهیه و سپس به کامپوزیت نهایی پخت شدند. آزمون های مختلفی همچون طیف نمایی زیر قرمز تبدیل فوریه (FTIR)، گرماسنجی پویشی تفاضلی (DSC)، آزمون دینامیکی-مکانیکی گرمایی (DMTA)، استحکام برشی بین لایه ای (ILSS)، استحکام کششی، چسبناکی و قابلیت شکل پذیری برای تعیین خواص رزین های فرمول بندی شده، پیش آغشته ها و کامپوزیت ها به کار گرفته شدند. یافته ها بر پایه فرمو بندی های طراحی شده، پیش آغشته های با خواص مطلوب بدون نیاز به مرحله پیش پخت به دست آمدند. نتایج نشان داد، دمای شروع پخت رزین های فرمول بندی شده نسبت به رزین اپوکسی Epon828، حدود °, 15 بیشتر است. فرمول بندی 4S6L چسبناکی و گرانروی مطلوب برای پیش آغشته را تا دمای °, 45 حفظ می کند. فرمول بندی 3S7L به ترتیب حدود 14 و %11 از نظر خواص استحکام برشی بین لایه ای نسبت به فرمول بندی 4S6L و Epon828 بیشتر است. سفتی خمشی برای پیش آغشته های ساخته شده بر اساس فرمول بندی های 3S7L و 4S6L به ترتیب برابر 3230 و 3460µ, J/m به دست آمد که حاکی از قابلیت زیاد شکل پذیری هر دو فرمول بندی است.

از آنجا که خواص رزینهای گرماسخت وابسته به شرایط پخت، دما و زمان است، تعیین مشخصه های سینتیکی آنها برای رسیدن به شرایط پخت بهینه لازم است. در این پژوهش، سینتیک پخت رزین اپوکسی 5052 به همراه سخت کننده آمینی به کمک دستگاه گرماسنج پویشی تفاضلی در شرایط ناهمدما در سرعتهای گرمادهی مختلف بررسی شده است. در ابتدا، پارامترهای سینتیکی از جمله انرژی فعال سازی (برابر 43.23kJ/mol) از روش هم تبدیلی ارایه شده توسط مالک برای تحلیل داده های بدست آمده از آزمایش معین شد. سپس با استفاده از این پارامترها و با انتخاب مدل سیستاک - برگرن مشخص شد که داده های حاصل از آزمایشهای DSC توافق خوبی با داده های محاسبه شده به روش مدل دارد. بدین ترتیب، با در نظر گرفتن این مدل می توان تفسیر مناسبی از رفتار پخت رزین در شرایط زمانی و دمایی مختلف ارایه داد.

رزین های اپوکسی به دلیل خواص فیزیکی و مکانیکی و نیز مقاومت گرمایی، الکتریکی و شیمیایی خوب، به طور گسترده در صنایع کامپوزیت، هوافضا، ساختمان، الکترونیک، چسب و پوشش به کار گرفته می شوند. رزین های اپوکسی برای پخت به مواد شیمیایی نیاز دارند که عوامل پخت یا سخت کننده نامیده می شوند. این مواد، شرایط فراورش و خواص نهایی سامانه رزین را تحت تاثیر قرار می دهند. در حالت کلی، عوامل پخت اپوکسی ها را می توان به دو گروه معمولی (پخت محیطی یا پخت گرمایی) و تاخیری دسته بندی کرد. افزودن عوامل پخت معمولی به رزین برای انجام واکنش های شبکه ای شدن حتی در دمای محیط، سبب افزایش تدریجی گرانروی می شود و در نهایت رزین ژل شده و پخت می شود. اما، عوامل پخت تاخیری پس از افزوده شدن به رزین در دمای محیط واکنشی انجام نمی دهند و گرانروی آمیزه تغییر نمی کند، بنابراین، برای تهیه سامانه های تک جزئی رزین اپوکسی استفاده می شود. این عوامل پخت در شرایط معمول فعال نیستند و با رزین واکنشی نمی دهند. اما، با اعمال محرک خارجی مانند نور و گرما فعال می شوند. از آنجا که مهم ترین محرک خارجی گرماست، بنابراین عوامل پخت تاخیری از پرکاربردترین و رایج ترین عوامل پخت تاخیری-گرمایی هستند. عوامل پخت تاخیری-گرمایی شامل عوامل پخت تاخیری دارای هیدروژن فعال، کاتالیزی و محافظت شده با گروه های شیمیایی و میکروکپسولی ها هستند. عوامل پخت محافظت شده با گروه های شیمیایی عوامل پخت دارای هیدروژن فعال معمولی هستند که با گروه های شیمیایی محافظت می شوند. انتخاب نوع سامانه تاخیری موضوع مهمی بوده و بر شرایط فراورش و خواص نهایی رزین پخت شده بسیار اثرگذار است. در این مقاله آخرین یافته ها در این باره مرور شده است.

رزینهای اپوکسی بر پایه آب از طریق واکنش رزینهای اپوکسی با وزنهای مولکولی مختلف (360 ، 900، 1700 و 3200) با دیاتانول آمین تهیه شده و در مرحله بعد رزینها با استیک اسید %10 وزنی خنثی و در آب امولسیون شدند. رزینها با استفاده از روش رسوب دهی الکتریکی کاتدی روی صفحات فولادی نشانده شدند. رفتار رسوب دهی رزینها با استفاده از اثر ولتاژ - زمان (در جریان ثابت) و چگالی جریان - زمان (در ولتاژ ثابت) بر کارایی کولنی و قدرت پرتابی معین شده مورد مطالعه قرار گرفت.

نانوکامپوزیت های دارای پایداری گرمایی زیاد از واردکردن نانولوله کربن اصلاح شده به داخل ماتریس رزین اپوکسی پخت شده با رزین نووالاک تهیه شدند. طی فرایند اصلاح، گروه های کربوکسیل در اثر اکسایش با نیتریک اسید و گروه های هیدروکسیل با استفاده از واکنش گروه های اسیدی ایجاد شده با بوتان دی ال روی نانولوله های کربن حاصل شدند. سپس، عاملیت اپوکسی روی سطح نانولوله با استفاده از عامل اتصال دهنده سیلانی (3-گلیسیدیلوکسی پروپیل) تری متوکسی سیلان ایجاد شد. نانولوله کربن اصلاح شده با عاملیت اپوکسی قابلیت واکنش پذیری با گروه های هیدروکسیل نووالاک را دارد. در اثر پخت نانولوله کربن اصلاح شده و رزین اپوکسی دارای گروه های اپوکسیدی با رزین نووالاک شبکه هیبریدی مقاوم گرمایی حاصل شد. با توجه به واکنش پذیری کم گروه های اپوکسی و هیدروکسیل در حالت کاتالیز نشده، از تری فنیل فسفین به عنوان کاتالیزگر برای تسریع واکنش پخت استفاده شد. در نهایت، نتایج حاصل از طیف سنجی زیرقرمز و فوتوالکترونی پرتو X نشان داد، اصلاح نانولوله کربن به طور موثری انجام شده است. آزمون پراش پرتو X، توزیع یکنواخت نانولوله کربن اصلاح شده را در ماتریس اپوکسی پخت شده، نشان داد. طبق نتایج تجزیه گرماوزن سنجی، واردکردن نانولوله کربن اصلاح شده به مقدار 2 و %4 وزنی در داخل شبکه هیبریدی اپوکسی پخت شده با نووالاک باعث افزایش شایان توجه مقدار خاکستر باقی مانده آن از %26. 6 به مقادیر 32. 8 و %38. 2 شد. بر اساس نتایج به دست آمده از میکروسکوپی های الکترونی پویشی و عبوری، نانوله های کربن ساختارهای درهم تنیده و گره خورده با سطحی بسیار صاف و یکنواخت نشان دادند که حتی پس از اصلاح نیز ساختار خود را حفظ می کنند. این روش می تواند به عنوان روش مناسبی برای تهیه گرماسخت های با مقاومت گرمایی زیاد برای استفاده در کاربردهای محافظت گرمایی درنظر گرفته شود.

رزین های اپوکسی به طور گسترده-ایی به عنوان یک ماده پوششی برای حافظت از فلزات در کاربردهای مختلف، به کار می رود. ویژگی هایی نظیر فرآیندپذیری بسیار خوب، مقاومت شیمیایی عالی، عایق بودن خوب نسبت به الکتریسته و چسبندگی قوی رزین اپوکسی به مواد غیر هم جنس موجب شده است این مواد به طور گسترده در صنایع تولید پوشش مورد توجه قرار گیرند. پوشش های اپوکسی مستعد آسیب هایی نظیر میکروترک می باشند. این نوع آسیب دیدگی ها موجب ایجاد نقایصی در پوشش، افت ویژگی های ظاهری (زیبایی) و استحکام مکانیکی پوشش می شوند. همچنین مسیرهایی برای تسریع ورود آب، اکسیژن و گونه های خورنده به سطح فلز ایجاد می شود، در نتیجه خوردگی های موضعی در فلز رخ می دهد. فرآیند ترمیم قطعات ساخته شده از پوشش های پلیمری زمان بر، گران قیمت و در بسیاری از موارد امکان تشخیص آسیب و دسترسی به آن ها برای انجام ترمیم غیرممکن می باشد. از این رو یافتن راه حلی به منظور ترمیم خودکار میکروترک ها بدون نیاز به مداخله بشر و جایگزینی مواد جدید، بسیار حائز اهمیت می باشد. بنابراین، به دنبال پژوهش و تلاش های زیادی که در این زمینه انجام شده است، این مهم با طراحی سامانه های هوشمند خودترمیم شونده عملی می گردد. رایج ترین روش تهیه پوشش های خودترمیم شونده، میکروکپسوله کردن عامل ترمیم در پوسته های پلیمری یا معدنی و جااسازی میکروکپسول های تهیه شده در ماتریس اپوکسی می باشد. بررسی خاصیت خودترمیمی در پوشش های اپوکسی با آزمون های طیف سنجی امپدانس الکتریکی و اسپری نمک انجام می گیرد. در این پژوهش، مطالعات انجام شده در زمینه پوشش های اپوکسی خودترمیم شونده، مرور خواهد شد.

فرضیه رزین اپوکسی به دلیل خواص منحصربه فرد، در صنایع مختلف از جمله هوافضا و الکترونیک و تهیه چسب ها، رنگ ها و پوشش ها، به کار گرفته می شود. عوامل پخت اپوکسی ها را می توان به دو گروه معمولی (پخت محیطی یا پخت گرمایی) و تاخیری دسته بندی کرد. عوامل پخت تاخیری اضافه شده به رزین اپوکسی در شرایط معمول پایدارند، اما وقتی در معرض محرک بیرونی از قبیل گرما قرار گیرند، به سرعت موجب پخت رزین اپوکسی می شوند. کپسول دارکردن عامل پخت یکی از روش های اقتصادی تهیه عوامل پخت تاخیری یا غیرفعال بوده که توجه زیادی را جلب کرده است. غلظت عوامل پخت تاخیری کپسول دارشده بر خواص مکانیکی رزین اپوکسی پخت شده اثر زیادی دارد. روش ها با آزمون های دینامیکی مکانیکی گرمایی و سختی، اثر غلظت میکروکپسول دارای عامل پخت 1-متیل ایمیدازول با دیواره اپوکسی جامد بر خواص مکانیکی رزین اپوکسی پخت شده بررسی شد. یافته ها اثر غلظت های 20، 25، 30 و 35phr میکروکپسول در اپوکسی مایع بر مدول ذخیره (′, E) و تانژانت زاویه فازی (tanδ, ) بررسی شد. نتایج نشان داد، با افزایش غلظت میکروکپسول در نمونه های پخت شده، مدول ذخیره به دلیل افزایش مقدار عامل پخت و در پی افزایش چگالی اتصال های عرضی، افزایش می یابد. از طرفی نتایج نشان داد، رزین اپوکسی مایع پخت شده با 30phr میکروکپسول، بیشترین دمای گذار شیشه ای (48C) را دارد. همچنین آزمون سختی، نتایج آزمون دینامیکی مکانیکی-گرمایی را در غلظت بهینه میکروکپسول تایید می کند. همچنین نتایج نشان داد، در دمای 30C، با افزایش غلظت میکروکپسول از 20phr تا 25phr مدول ذخیره کاهش می یابد. اما، با افزایش بیشتر غلظت میکروکپسول، مدول ذخیره سامانه رزین اپوکسی پخت شده افزایش می یابد. به طوری که در این دما، رزین اپوکسی پخت شده با 35phr میکروکپسول، بیشترین مدول ذخیره (723MPa) را دارد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.