เรซินอีพ็อกซีเหล่านี้ส่วนใหญ่ใช้สำหรับ สารเคลือบประสิทธิภาพสูง, ฉนวนไฟฟ้า, วัสดุคอมโพสิตเสริมใย, วัสดุหล่อ, กาว, และ สารประกอบห่อหุ้ม.

2. โครงสร้างและองค์ประกอบทางเคมี

โครงสร้างทางเคมีของเรซินอีพ็อกซีบิสฟีนอลเอถูกกำหนดโดย:

• โครงสร้างพื้นฐาน: ไดไกลซิดิลอีเทอร์ของบิสฟีนอลเอ (DGEBA)

• สูตรโมเลกุล: C21H24O4

• หมายเลข CAS: 25068-38-6

• รูปร่างโดยทั่วไปจะเป็นของเหลวใสไม่มีสีถึงสีเหลืองอ่อน มีความหนืด (สำหรับเกรดที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ) หรือเป็นของแข็ง (สำหรับเกรดที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง)

ปฏิกิริยาทั่วไป:

บิสฟีนอล เอ + อีพิคลอโรไฮดริน → บิสฟีนอล เอ ไดไกลซิดิล อีเทอร์ (ผ่านกระบวนการควบแน่นและการกำจัดไฮโดรฮาโลเจน)

3. คุณสมบัติและประโยชน์หลัก

• การยึดเกาะดีเยี่ยม: ยึดเกาะได้ดีกับวัสดุหลากหลายชนิด รวมถึงโลหะ แก้ว ไม้ และพลาสติก.

• ทนต่อสารเคมี: ทนทานต่อกรด ด่าง และตัวทำละลายได้ดี.

• ฉนวนไฟฟ้า: มีค่าความเป็นฉนวนไฟฟ้าสูงและค่าการนำไฟฟ้าต่ำ.

• ความแข็งแรงเชิงกล: มีความแข็งแรงดัด แรงดึง และแรงอัดสูง.

• ความเสถียรของมิติ: หดตัวน้อยระหว่างการอบแห้ง ทนต่อความชื้นได้ดี.

• ความต้านทานความร้อน: มีเสถียรภาพที่อุณหภูมิสูง (สูงสุด 130–150°C).

• ความอเนกประสงค์สามารถผสมกับสารเร่งปฏิกิริยาการแข็งตัวได้หลากหลายชนิด เพื่อการใช้งานที่แตกต่างกัน.

4. การประยุกต์ใช้

ก. สารเคลือบ

ใช้ในสารเคลือบป้องกันสำหรับ:

• โครงสร้างทางทะเลและนอกชายฝั่ง

• พื้นโรงงานอุตสาหกรรม

• ท่อและถัง

• การซ่อมแซมสีรถยนต์

ข. กาว

เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเสริมสร้างความสัมพันธ์:

• โลหะ

• เครื่องเซรามิก

• วัสดุคอมโพสิต

• กระจกและไม้

ค. วิศวกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์

• การหล่อและการห่อหุ้มแผงวงจร

• หม้อแปลงและฉนวน

• แผ่นลามิเนต PCB

ง. วัสดุผสม

ใช้เป็นเรซินเมทริกซ์สำหรับ:

• วัสดุคอมโพสิตเสริมใยคาร์บอน

• ส่วนประกอบเสริมใยแก้ว

• ชิ้นส่วนอากาศยานและยานยนต์

e. วัสดุก่อสร้าง

• ปูนยาแนวและปูนก่อ

• ระบบยึดตรึง

• การซ่อมแซมรอยแตก

5. เกรดของเรซินอีพ็อกซีบิสฟีนอลเอ

โดยทั่วไปแล้ว เรซินอีพ็อกซีบิสฟีนอลเอจะถูกแบ่งประเภทดังนี้:

• น้ำหนักโมเลกุล: จากต่ำไปสูง

• ความหนืด: ของเหลว (100–15000 mPa·s) หรือของแข็ง (เกล็ดหรือผง)

• ฟังก์ชันการทำงาน: โมโน, di หรือมัลติฟังก์ชั่น

• การแก้ไข: สารเจือจางที่ทำปฏิกิริยาได้, สารเพิ่มความยืดหยุ่น, สารที่มีโบรมีนเป็นส่วนประกอบ (สารหน่วงไฟ)

ระดับคะแนนทั่วไป:

• เรซินอีพ็อกซี่เหลว (มาตรฐาน DGEBA) – ใช้ในงานเคลือบผิว กาว และวัสดุเคลือบผิวแบบลามิเนต.

• เรซินอีพ็อกซีชนิดแข็ง (น้ำหนักโมเลกุลสูง) – ใช้ในงานเคลือบผง และฉนวนไฟฟ้า.

• เรซินอีพ็อกซีโบรมีน – ทนไฟ.

• เรซินอีพ็อกซี่แบบยืดหยุ่น – มีความยืดหยุ่นและทนทานต่อแรงกระแทกดีขึ้น.

6. เอกสารข้อมูลทางเทคนิค (TDS)

ด้านล่างนี้คือตัวอย่าง TDS ทั่วไปสำหรับ เรซินอีพ็อกซีบิสฟีนอลเอชนิดเหลว (เกรดมาตรฐาน):

7. การบ่มและสารเพิ่มความแข็ง

เรซินอีพ็อกซีบิสฟีนอลเอจะแข็งตัวผ่านปฏิกิริยากับสารเร่งปฏิกิริยา เช่น:

• อะมีนเบส (อะลิฟาติก, ไซโคลอะลิฟาติก, อะโรมาติก)

• แอนไฮไดรด์

• เรซินฟีนอล

• โพลีอะไมด์

สภาวะการบ่ม:

• อุณหภูมิห้องหรืออุณหภูมิสูง

• ปฏิกิริยาคายความร้อน อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะช่วยเร่งการแข็งตัว

ตัวอย่างระบบการรักษา:

• เรซิน: ดีจีบีเอ

• สารเร่งปฏิกิริยา: โพลีอะมีน (อัตราส่วนทางเคมี 2:1)

• ระยะเวลาการบ่ม: 24 ชั่วโมง ที่อุณหภูมิ 25°C หรือ 2 ชั่วโมง ที่อุณหภูมิ 60°C

8. คุณสมบัติการใช้งานหลังการอบแห้ง

9. การจัดการและการจัดเก็บ

• เก็บในบรรจุภัณฑ์เดิมที่ปิดสนิท ในที่แห้งและเย็น.

• หลีกเลี่ยงการสัมผัสกับผิวหนังและดวงตา.

• สวมอุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล (ถุงมือ แว่นตา หน้ากากป้องกันระบบทางเดินหายใจ).

• ควรใช้ภายในระยะเวลาที่ระบุไว้บนบรรจุภัณฑ์เพื่อประสิทธิภาพสูงสุด.

10. ข้อพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อมและกฎระเบียบ

• เป็นไปตามข้อกำหนด REACH – ต้องลงทะเบียนภายใต้กฎระเบียบสารเคมีของสหภาพยุโรป.

• เป็นไปตามมาตรฐาน RoHS – ปราศจากสารตะกั่ว ปรอท และสารต้องห้ามอื่นๆ.

• ปริมาณสารระเหยอินทรีย์ต่ำ – โดยเฉพาะในระบบที่ปราศจากตัวทำละลาย.

การกำจัด:

• ตามข้อกำหนดของท้องถิ่นเกี่ยวกับของเสียอันตราย.

• ห้ามผสมเรซินและสารเร่งปฏิกิริยาในสภาวะที่ไม่สามารถควบคุมได้.

11. ข้อดีเมื่อเทียบกับเรซินชนิดอื่นๆ

12. ข้อจำกัด

• ทนต่อรังสียูวีปานกลาง (อาจต้องใช้สารเพิ่มความคงตัวหรือสารเคลือบ)

• ความเปราะในระบบที่มีการเชื่อมโยงข้ามสูง (อาจต้องใช้สารเพิ่มความยืดหยุ่น)

• ความไวต่อความชื้นระหว่างการบ่ม (ส่งผลต่อคุณสมบัติทางกล)

• ต้องอาศัยการควบคุมอัตราส่วนทางเคมีและอุณหภูมิอย่างระมัดระวังในระหว่างการบ่ม

13. การปรับแต่งและแก้ไข

เรซินบิสฟีนอลเอสามารถดัดแปลงได้ด้วย:

• สารเจือจางที่ทำปฏิกิริยา (เพื่อลดความหนืด)

• สารเพิ่มความแข็งแรง (อนุภาคยาง, โพลียูรีเทน)

• สารเติมเต็มและเม็ดสี

• สารทิกโซโทรปิก

สิ่งเหล่านี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการแปรรูปและปรับแต่งคุณลักษณะทางกลหรือทางความร้อนให้เหมาะสมกับการใช้งานเฉพาะด้าน.

14. บทสรุป

เรซินอีพ็อกซีบิสฟีนอลเอ เป็นวัสดุพื้นฐานในวัสดุคอมโพสิตขั้นสูง สารเคลือบ กาว และอิเล็กทรอนิกส์ เนื่องจากประสิทธิภาพและความสามารถในการปรับตัวที่โดดเด่น ด้วยเกรด ระบบการบ่ม และตัวเลือกการปรับแต่งที่หลากหลาย จึงเป็นวัสดุที่วิศวกรและผู้คิดค้นสูตรเลือกใช้เมื่อต้องการความทนทาน ความต้านทานต่อสารเคมี และคุณสมบัติการยึดเกาะที่แข็งแรง.