อ่าน 17 นาที
อีพ็อกซี่
อีพ็อกซี เป็นกลุ่มของส่วนประกอบพื้นฐานหรือ ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย ที่ผ่านการบ่ม ของ เรซิน อีพ็อกซี หรือที่รู้จักกันในชื่อ โพลีอี พ็อกไซด์ ซึ่งเป็น กลุ่มของ พรีพอลิเมอร์ และ...
อีพ็อกซี่



อีพ็อกซีเป็นกลุ่มของส่วนประกอบพื้นฐานหรือ ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย ที่ผ่านการบ่มของเรซิน อีพ็อกซี หรือที่รู้จักกันในชื่อโพลีอี พ็อกไซด์ ซึ่งเป็น กลุ่มของพรีพอลิเมอร์และพอลิเมอร์ ที่ทำ ปฏิกิริยา ได้ ซึ่งมีกลุ่มอีพ็อก ไซด์ กลุ่มฟังก์ชัน อีพ็อกไซด์ เรียกรวมกันว่าอีพ็อกซี [ 1 ] ชื่อ IUPAC สำหรับกลุ่มอีพ็อกไซด์คือออกซิเรน
เรซินอีพ็อกซีสามารถทำปฏิกิริยา ( เชื่อมโยงกัน ) ได้ทั้งกับตัวมันเองผ่านกระบวนการโฮโม พอลิเมอไรเซชันแบบเร่ง ปฏิกิริยาหรือกับสารร่วมทำปฏิกิริยาหลากหลายชนิด รวมถึงเอมีนที่มีหมู่ฟังก์ชันหลายหมู่ กรด (และแอนไฮไดรด์ของกรด ) ฟีนอล แอลกอฮอล์ และไทออล (บางครั้งเรียกว่าเมอร์แคปแทน) สารร่วมทำปฏิกิริยาเหล่านี้มักเรียกว่าสารทำให้แข็งตัวหรือสารบ่ม และปฏิกิริยาการเชื่อมโยงกันนี้มักเรียกว่าการบ่ม
ปฏิกิริยาของโพลีอีพอกไซด์กับตัวเองหรือกับสารเร่งปฏิกิริยาโพลีฟังก์ชันจะก่อให้เกิดพอลิเมอร์เทอร์โมเซตติง ซึ่งมักจะมีคุณสมบัติทางกล ที่ดีและมีความทนทานต่อความร้อนและสารเคมีสูง อีพ็อกซีมีการใช้งานที่หลากหลาย รวมถึงการเคลือบโลหะ วัสดุ คอมโพสิต[ 2 ] การใช้งานในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ชิ้นส่วนไฟฟ้า (เช่น สำหรับชิปบนบอร์ด ) LED ฉนวนไฟฟ้าแรงสูงการผลิตแปรงทาสี วัสดุ พลาสติกเสริมใยและกาวสำหรับโครงสร้าง[ 3 ]และวัตถุประสงค์อื่นๆ[ 4 ] [ 5 ]
ความเสี่ยงต่อสุขภาพที่เกี่ยวข้องกับการสัมผัสสารประกอบเรซินอีพ็อกซี ได้แก่ โรคผิวหนังอักเสบจากการสัมผัสและปฏิกิริยาแพ้ รวมถึงปัญหาทางเดินหายใจจากการหายใจเอาไอระเหยและฝุ่นจากการขัดเข้าไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากสารประกอบที่ยังไม่แข็งตัวสมบูรณ์[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]
ประวัติศาสตร์
การควบแน่นของอีพอกไซด์และเอมีนได้รับการรายงานและจดสิทธิบัตรครั้งแรกโดยPaul Schlackจากประเทศเยอรมนีในปี 1934 [ 9 ]การอ้างสิทธิ์ในการค้นพบ เรซินอีพอกซีที่ใช้ บิสฟีนอล-เอได้แก่Pierre Castan [ 10 ]ในปี 1943 งานของ Castan ได้รับการอนุญาตจากCiba , Ltd. ของสวิตเซอร์แลนด์ ซึ่งต่อมาได้กลายเป็นหนึ่งในสามผู้ผลิตเรซินอีพอกซีรายใหญ่ของโลก ในปี 1946 Sylvan Greenlee [ 11 ]ซึ่งทำงานให้กับบริษัท Devoe & Raynolds (ปัจจุบันเป็นส่วนหนึ่งของHexion Inc. [ 12 ] ) ได้จดสิทธิบัตรเรซินที่ได้จากบิสฟีนอล-เอและอีพิคลอโรไฮ ด ริน[ 13 ]
เคมี
ผลิต

โมโนเมอร์อีพ็อกซีที่ใช้ในเชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่ผลิตขึ้นโดยปฏิกิริยาของสารประกอบที่มีหมู่ไฮดรอกซีที่เป็นกรดกับ อีพิ คลอโรไฮดรินโดยขั้นแรก หมู่ไฮดรอกซีจะทำปฏิกิริยาควบคู่กับอีพิคลอโรไฮดริน ตามด้วยการกำจัด ไฮโดรฮา โลเจน เรซินอีพ็อกซีที่ผลิตจากโมโนเมอร์อีพ็อกซีดังกล่าวเรียกว่า เรซินอีพ็อกซีแบบ ไกลซิดิ ล หมู่ไฮดรอกซีอาจได้มาจากไดออลแบบอะลิฟาติกโพลีออล (โพลีอีเทอร์โพลีออล) สารประกอบฟีนอลหรือกรดไดคาร์บอกซิลิกฟีนอลอาจเป็นสารประกอบเช่นบิสฟีนอลเอและโนโว แล็ก โพลี ออลอาจเป็นสารประกอบเช่น1,4-บิวเทนไดออล ไดออลและโพลีออลนำไปสู่ไกลซิดิลอีเทอร์ กรดไดคาร์บอกซิลิก เช่น กรดเฮกซาไฮโดรฟทาลิก ใช้สำหรับเรซินเอสเทอร์ไดไกลไซด์ แทนที่จะใช้หมู่ไฮดรอกซี อะตอมไนโตรเจนของเอมีนหรือเอไมด์สามารถทำปฏิกิริยากับอีพิคลอโรไฮดรินได้

เส้นทางการผลิตเรซินอีพ็อกซีอีกเส้นทางหนึ่งคือการแปลงแอล คีน อะลิฟาติกหรือไซโคลอะลิฟาติกด้วยเพอร์แอซิด : [ 14 ] [ 15 ]ตรงกันข้ามกับเรซินอีพ็อกซีที่ใช้ไกลซิดิล การผลิตโมโนเมอร์อีพ็อกซีดังกล่าวไม่จำเป็นต้องใช้อะตอมไฮโดรเจนที่เป็นกรด แต่ต้องใช้พันธะคู่แบบ อะลิฟา ติก
สารประกอบบิสฟีนอล

เรซินอีพ็อกซีที่พบได้ทั่วไปส่วนใหญ่มีพื้นฐานมาจากการทำปฏิกิริยาระหว่างอีพิคลอโรไฮดริน (ECH) กับบิสฟีนอลเอทำให้เกิดสารเคมี ชนิดใหม่ ที่เรียกว่าบิสฟีนอลเอ ไดไกลซิดิลอีเทอร์ (รู้จักกันทั่วไปในชื่อ BADGE หรือ DGEBA) เรซินที่ใช้บิสฟีนอลเอเป็นส่วนประกอบหลักเป็นเรซินที่วางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์อย่างแพร่หลายที่สุด แต่บิสฟีนอลชนิด อื่นๆ ก็ สามารถทำปฏิกิริยากับอีพิคลอโรไฮดรินในลักษณะเดียวกันได้เช่นกัน ตัวอย่างเช่นบิสฟีนอลเอฟ
ในปฏิกิริยาสองขั้นตอนนี้ ขั้นแรกจะเติมอีพิคลอโรไฮดรินลงในบิสฟีนอลเอ (จะได้บิส(3-คลอโร-2-ไฮดรอกซี-โพรพอซี)บิสฟีนอลเอ) จากนั้นจะเกิดบิสอีพอกไซด์ในปฏิกิริยาควบแน่น กับ โซเดียมไฮดรอกไซด์ในปริมาณที่พอดีอะตอมคลอรีนจะถูกปล่อยออกมาเป็นโซเดียมคลอไรด์ (NaCl) และอะตอมไฮโดรเจนจะถูกปล่อยออกมาเป็นน้ำ
ไดไกลซิดิลอีเทอร์ที่มีมวลโมเลกุลสูงกว่า (n ≥ 1) เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาของไดไกลซิดิลอีเทอร์ของบิสฟีนอลเอที่เกิดขึ้นกับบิสฟีนอลเอเพิ่มเติม ซึ่งเรียกว่า พรีพอลิเมอไรเซชัน

ผลิตภัณฑ์ที่ประกอบด้วยหน่วยซ้ำจำนวนน้อย ( n = 1 ถึง 2) จะเป็นของเหลวใสที่มีความหนืดสูง เรียกว่า เรซินอีพ็อกซีเหลว ส่วนผลิตภัณฑ์ที่ประกอบด้วยหน่วยซ้ำจำนวนมาก ( n = 2 ถึง 30) จะเป็นของแข็งไม่มีสีที่อุณหภูมิห้อง เรียกว่า เรซินอีพ็อกซีแข็ง
แทนที่จะใช้บิสฟีนอลเออาจใช้ บิสฟีนอลชนิดอื่น (โดยเฉพาะ บิสฟีนอลเอฟ ) หรือบิสฟีนอลที่มีโบรมีนเป็นองค์ประกอบ (เช่นเตตระโบรโมบิสฟีนอลเอ ) ในการทำ ปฏิกิริยา อีพอกซิเดชัน และพรีพอลิเมอไรเซชันได้บิสฟีนอลเอฟอาจเกิดการสร้างเรซินอีพอกซีในลักษณะเดียวกับบิสฟีนอลเอ เรซินเหล่านี้มักมีความหนืดต่ำกว่าและมีปริมาณอีพอกซีเฉลี่ยต่อกรัมสูงกว่าเรซินบิสฟีนอลเอ ซึ่ง (เมื่อแข็งตัวแล้ว) จะทำให้มีความทนทานต่อสารเคมีมากขึ้น
เรซินอีพ็อกซีที่สำคัญผลิตขึ้นจากการรวมอีพิคลอโรไฮดรินและบิสฟีนอลเอเพื่อให้ได้ บิสฟีนอลเอไดไกลซิดิ ล อีเทอร์

การเพิ่มอัตราส่วนของบิสฟีนอลเอต่ออีพิคลอโรไฮดรินในระหว่างการผลิตจะทำให้เกิดโพลีอีเทอร์เชิงเส้นที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงขึ้นโดยมีหมู่ปลายไกลซิดิล ซึ่งเป็นวัสดุกึ่งแข็งถึงผลึกแข็งที่อุณหภูมิห้อง ขึ้นอยู่กับน้ำหนักโมเลกุลที่ได้ เส้นทางการสังเคราะห์นี้เรียกว่ากระบวนการ "ทอฟฟี่" เส้นทางปกติในการผลิตเรซินอีพ็อกซีที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงขึ้นคือการเริ่มต้นด้วยเรซินอีพ็อกซีเหลว (LER) และเติมบิสฟีนอลเอในปริมาณที่คำนวณไว้ จากนั้นจึงเติมตัวเร่งปฏิกิริยาและให้ความร้อนแก่ปฏิกิริยาจนถึงประมาณ 160 °C (320 °F) กระบวนการนี้เรียกว่า "การพัฒนา" [ 16 ] เมื่อน้ำหนักโมเลกุลของเรซินเพิ่มขึ้น ปริมาณอีพ็อกไซด์จะลดลง และวัสดุจะมีพฤติกรรมคล้าย เทอร์โมพลาสติกมากขึ้นเรื่อยๆ พอลิคอนเดนเซตที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงมาก (ประมาณ 30,000–70,000 กรัม/โมล) จัดอยู่ในกลุ่มที่เรียกว่าฟีนอกซีเรซิน และแทบไม่มีหมู่เอพอกไซด์เลย (เนื่องจากหมู่เอพอกซีที่ปลายโมเลกุลมีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับขนาดโดยรวมของโมเลกุล) อย่างไรก็ตาม เรซินเหล่านี้มีหมู่ไฮดรอกซิลอยู่ตลอดโครงสร้างหลัก ซึ่งอาจเกิดปฏิกิริยาเชื่อมโยงข้ามสายโซ่กับสารอื่นๆ ได้ เช่น อะมิโนพลาสต์ ฟีโนพลาสต์ และไอโซไซยาเนต
เรซินอีพ็อกซีเป็นวัสดุพอลิเมอร์หรือกึ่งพอลิเมอร์ หรือโอลิโกเมอร์และด้วยเหตุนี้จึงหาได้ยากในรูปสารบริสุทธิ์ เนื่องจากความยาวของสายโซ่ที่แปรผันได้เกิดจากปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันที่ใช้ในการผลิต สามารถผลิตเกรดที่มีความบริสุทธิ์สูงได้สำหรับการใช้งานบางอย่าง เช่น การใช้กระบวนการกลั่นเพื่อทำให้บริสุทธิ์ ข้อเสียอย่างหนึ่งของเกรดของเหลวที่มีความบริสุทธิ์สูงคือแนวโน้มที่จะเกิดผลึกของแข็งเนื่องจากโครงสร้างที่เป็นระเบียบสูง ซึ่งจำเป็นต้องหลอมเหลวเพื่อให้สามารถนำไปแปรรูปได้
เกณฑ์สำคัญสำหรับเรซินอีพ็อกซีคือค่าอีพ็อกซีซึ่งเกี่ยวข้องกับปริมาณหมู่เอพ็อกไซด์ ค่านี้แสดงในรูปของ " น้ำหนักสมมูลเอพ็อกไซด์ " ซึ่งเป็นอัตราส่วนระหว่างน้ำหนักโมเลกุลของโมโนเมอร์และจำนวนหมู่เอพ็อกไซด์ พารามิเตอร์นี้ใช้ในการคำนวณมวลของสารร่วมทำปฏิกิริยา (สารเร่งปฏิกิริยา) ที่ใช้ในการบ่มเรซินอีพ็อกซี โดยทั่วไปแล้ว อีพ็อกซีจะถูกบ่มด้วย ปริมาณสารเร่ง ปฏิกิริยาในสัดส่วนที่เหมาะสมหรือใกล้เคียงกับสัดส่วนที่เหมาะสม เพื่อให้ได้คุณสมบัติทางกายภาพที่ดีที่สุด
โนโวแล็กส์

โนโวแลคผลิตขึ้นโดยการทำปฏิกิริยา ระหว่าง ฟีนอลกับเมทานอล ( ฟอร์มาลดีไฮด์ ) ปฏิกิริยาระหว่างอีพิคลอโรไฮดรินและโนโวแลคจะผลิตโนโวแลคที่มีหมู่ไกลซิดิลตกค้าง เช่น อีพอกซีฟีนอลโนโวแลค (EPN) หรืออีพอกซีครีซอลโนโวแลค (ECN) เรซินที่มีความหนืดสูงถึงของแข็งเหล่านี้โดยทั่วไปจะมีหมู่เอพอกซี 2 ถึง 6 หมู่ต่อโมเลกุล เมื่อบ่มแล้วจะได้พอลิเมอร์ที่มีการเชื่อมโยงข้ามสูงซึ่งทนต่ออุณหภูมิและสารเคมีสูง แต่มีความยืดหยุ่นเชิงกลต่ำเนื่องจากฟังก์ชันการทำงานสูง และด้วยเหตุนี้จึงมีความหนาแน่นของการเชื่อมโยงข้ามสูงของเรซินเหล่านี้[ 14 ]
อะลิฟาติก

เรซินอีพ็อกซีแบบอะลิฟาติกมีสองประเภทหลัก ได้แก่ ประเภทที่ได้จากการอีพอกซิเดชันของพันธะคู่ (ไซโคลอะลิฟาติกอีพ็อกไซด์และน้ำมันพืชที่ผ่านการอีพอกซิเดชัน ) และประเภทที่เกิดจากปฏิกิริยากับอีพิคลอโรไฮดริน (ไกลซิดิลอีเทอร์และเอสเทอร์)
อีพอกไซด์ไซโคลอะลิฟาติกประกอบด้วยวงแหวนอะลิฟาติกหนึ่งวงหรือมากกว่าในโมเลกุลซึ่งมีวงแหวนออกซิเรนอยู่ (เช่น3,4-อีพอกซีไซโคลเฮกซิลเมทิล-3',4'-อีพอกซีไซโคลเฮกเซนคาร์บอกซิเลต ) ผลิตได้จากปฏิกิริยาของแอลคีนแบบวงแหวนกับเปอร์แอซิด (ดูด้านบน) [ 17 ] อีพอกไซด์ไซโคลอะลิฟาติกมีลักษณะเฉพาะคือโครงสร้างอะลิฟาติก ปริมาณออกซิเรนสูง และไม่มีคลอรีน ซึ่งส่งผลให้มีความหนืดต่ำ และ (เมื่อแข็งตัวแล้ว) ทนต่อสภาพอากาศได้ดี มีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกต่ำ และมีT g สูง อย่างไรก็ตาม เรซินอีพอกซีอะลิฟาติกจะเกิดพอลิเมอไรเซชันช้ามากที่อุณหภูมิห้อง ดังนั้นโดยทั่วไปจึงต้องใช้อุณหภูมิที่สูงขึ้นและตัวเร่งปฏิกิริยาที่เหมาะสม เนื่องจากอีพอกซีอะลิฟาติกมีความหนาแน่นของอิเล็กตรอน ต่ำ กว่าอะโรมาติก อีพอกซีไซโคลอะลิฟาติกจึงทำปฏิกิริยากับนิวคลีโอไฟล์ได้น้อยกว่าเรซินอีพอกซีที่ใช้บิสฟีนอลเอ (ซึ่งมีกลุ่มอีเทอร์อะโรมาติก) นั่นหมายความว่าสารเร่งปฏิกิริยานิวคลีโอฟิลิกทั่วไป เช่น เอมีน แทบจะไม่เหมาะสมสำหรับการเชื่อมโยงข้าม ดังนั้นอีพอกไซด์ไซโคลอะลิฟาติกจึงมักจะถูกทำให้เป็นโฮโมพอลิเมอร์ด้วยความร้อนหรือเริ่มต้นด้วยรังสียูวีในปฏิกิริยาอิเล็กโทรฟิลิกหรือแคตไอออนิก เนื่องจากค่าคงที่ไดอิเล็กตริกต่ำและไม่มีคลอรีน อีพอกไซด์ไซโคลอะลิฟาติกจึงมักถูกใช้เพื่อห่อหุ้มระบบอิเล็กทรอนิกส์ เช่น ไมโครชิปหรือ LED นอกจากนี้ยังใช้สำหรับสีและวานิชที่บ่มด้วยรังสี อย่างไรก็ตาม เนื่องจากราคาสูง การใช้งานจึงถูกจำกัดไว้เฉพาะการใช้งานดังกล่าวเท่านั้น[ 14 ]
น้ำมันพืชอีพอกซิไดซ์เกิดจากการทำปฏิกิริยาอีพอกซิเดชันของกรดไขมันไม่อิ่มตัวกับเปอร์แอซิด ในกรณีนี้ เปอร์แอซิดยังสามารถเกิดขึ้นได้ในแหล่งกำเนิดโดยการทำปฏิกิริยาของกรดคาร์บอกซิลิกกับไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เมื่อเปรียบเทียบกับ LERs (เรซินอีพอกซีเหลว) น้ำมันเหล่านี้มีความหนืดต่ำมาก อย่างไรก็ตาม หากใช้ในสัดส่วนที่มากขึ้นในฐานะสารเจือจางที่ทำปฏิกิริยามักจะนำไปสู่การลดความต้านทานทางเคมีและความร้อน และคุณสมบัติทางกลของอีพอกไซด์ที่ผ่านการบ่มที่แย่ลง น้ำมันพืชอีพอกซิไดซ์ขนาดใหญ่ เช่น น้ำมันถั่วเหลืองและน้ำมันเลนส์อีพอกซิไดซ์ ถูกนำมาใช้ในปริมาณมากในฐานะพลาสติไซเซอร์รองและสารรักษาเสถียรภาพต้นทุนสำหรับPVC [ 14 ]
เรซินอีพ็อกซีไกลซิดิลแบบอะลิฟาติกที่มีมวลโมเลกุลต่ำ (แบบโมโนฟังก์ชัน ไบฟังก์ชัน หรือโพลีฟังก์ชัน) เกิดจากการทำปฏิกิริยาระหว่างอีพิคลอโรไฮดรินกับแอลกอฮอล์หรือโพลีออลแบบอะลิฟาติก (เกิดเป็นไกลซิดิลอีเทอร์) หรือกับกรดคาร์บอกซิลิกแบบอะลิฟาติก (เกิดเป็นไกลซิดิลเอสเทอร์) ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นในสภาวะที่มีเบส เช่น โซเดียมไฮดรอกไซด์ คล้ายกับการเกิดบิสฟีนอลเอ-ไดไกลซิดิลอีเทอร์ นอกจากนี้ เรซินอีพ็อกซีไกลซิดิลแบบอะลิฟาติกมักมีความหนืดต่ำกว่าเรซินอีพ็อกซีแบบอะโรมาติก ดังนั้นจึงมักเติมลงในเรซินอีพ็อกซีอื่นๆ ในฐานะสารเจือจางที่ทำปฏิกิริยาได้ หรือสารส่งเสริมการยึดเกาะเรซินอีพ็อกซีที่ทำจากโพลีออล (สายยาว) ก็ถูกเติมลงไปเพื่อเพิ่มความแข็งแรงดึงและความแข็งแรงรับแรงกระแทกด้วย
เรซินอีพ็อกซีชนิดไซโคลอะลิฟาติกเป็นอีกกลุ่มหนึ่งที่เกี่ยวข้อง โดยมีวงแหวนไซโคลอะลิฟาติกอย่างน้อยหนึ่งวงอยู่ในโมเลกุล (เช่น 3,4-อีพ็อกซีไซโคลเฮกซิลเมทิล-3,4-อีพ็อกซีไซโคลเฮกเซนคาร์บอกซิเลต) เรซินกลุ่มนี้มีความหนืดต่ำกว่าที่อุณหภูมิห้อง แต่ทนต่ออุณหภูมิสูงได้ดีกว่าเรซินอีพ็อกซีชนิดอะลิฟาติก อย่างไรก็ตาม ปฏิกิริยาค่อนข้างต่ำเมื่อเทียบกับเรซินอีพ็อกซีกลุ่มอื่น ๆ และโดยปกติแล้วจำเป็นต้องใช้สารเร่งปฏิกิริยาที่เหมาะสมในการบ่มที่อุณหภูมิสูง เนื่องจากไม่มีส่วนประกอบของอะโรมาติกเหมือนในเรซินบิสฟีนอลเอและเอฟ ความเสถียรต่อรังสียูวีจึงดีขึ้นอย่างมาก
ฮาโลเจน
เรซินอีพ็อกซีที่มีฮาโลเจนจะถูกผสมเพื่อให้ได้คุณสมบัติพิเศษ โดยเฉพาะอย่างยิ่งจะใช้เรซินอีพ็อกซีที่มีโบรมีนและฟลูออรีน[ 14 ]
บิสฟีนอลเอที่ผ่านการโบรมีนจะใช้เมื่อต้องการคุณสมบัติหน่วงไฟ เช่น ในการใช้งานทางไฟฟ้าบางประเภท (เช่นแผงวงจรพิมพ์ ) เตตระโบรมีนบิสฟีนอลเอ (TBBPA, 2,2-bis(3,5-dibromophenyl)propane) หรือไดไกลซิดิลอีเทอร์ของมัน 2,2-bis[3,5-dibromo-4-(2,3-epoxypropoxy)phenyl]propane สามารถเติมลงในสูตร อีพ็อกซี ได้ จากนั้นสูตรดังกล่าวสามารถทำปฏิกิริยาได้ในลักษณะเดียวกับบิสฟีนอลเอบริสุทธิ์ เรซินอีพ็อกซีบางชนิด (ที่ไม่เชื่อมโยงกัน) ที่มีมวลโมเลกุลสูงมากจะถูกเติมลงในเทอร์โมพลาสติกทางวิศวกรรม เพื่อให้ได้คุณสมบัติหน่วงไฟเช่นกัน
เรซินอีพ็อกซีที่มีฟลูออรีนได้รับการศึกษาเพื่อนำไปใช้ในงานประสิทธิภาพสูง บางประเภท เช่น ไดไกลซิดีอีเทอร์ที่มีฟลูออรีน 5-เฮปตาฟลูออโรโพรพิล-1,3-บิส[2-(2,3-อีพ็อกซีโพรพ็อกซี)เฮกซาฟลูออโร-2-โพรพิล]เบนซีน เนื่องจากมีแรงตึงผิวต่ำ จึงถูกเติมเป็นสารช่วยให้เปียก (สารลดแรงตึงผิว) สำหรับการสัมผัสกับเส้นใยแก้ว ปฏิกิริยาของมันกับสารเร่งปฏิกิริยานั้นเทียบได้กับบิสฟีนอลเอ เมื่อแข็งตัวแล้ว เรซินอีพ็อกซีจะกลายเป็นพลาสติก เทอร์โมเซตติงที่มีความทนทานต่อสารเคมีสูงและดูดซับน้ำต่ำ อย่างไรก็ตาม การใช้งานเชิงพาณิชย์ของเรซินอีพ็อกซีที่มีฟลูออรีนนั้นถูกจำกัดด้วยต้นทุนที่สูงและอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะแก้ว ( Tg )ที่ต่ำ
สารเจือจาง
โดยทั่วไปแล้ว สารเจือจางของอีพ็อกซีเรซินจะเกิดจากการไกลซิดิเลชันของแอลกอฮอล์อะลิฟาติกหรือโพลีออลและแอลกอฮอล์อะโรมาติก วัสดุที่ได้อาจเป็นแบบโมโนฟังก์ชัน (เช่น โดเดคาโนลไกลซิดิลอีเทอร์) ไดฟังก์ชัน ( 1,4-บิวเทนไดออลไดไกลซิ ดิลอีเทอร์) หรือฟังก์ชันที่สูงกว่า (เช่น ไตร เมทิลอลโพรเพนไตรไกลซิดิลอีเทอร์ ) เรซินเหล่านี้มักมีความหนืดต่ำที่อุณหภูมิห้อง (10–200 mPa.s) และมักเรียกว่าสารเจือจางแบบรีแอคทีฟ[ 18 ]ไม่ค่อยมีการใช้สารเจือจางเหล่านี้เพียงอย่างเดียว แต่จะใช้เพื่อปรับเปลี่ยน (ลด) ความหนืดของอีพ็อกซีเรซินอื่นๆ[ 19 ]จึงเกิดคำว่าอีพ็อกซีเรซินดัดแปลงขึ้นเพื่อหมายถึงอีพ็อกซีเรซินที่มีสารเจือจางแบบรีแอคทีฟที่ช่วยลดความหนืด[ 20 ]การใช้สารเจือจางส่งผลต่อคุณสมบัติทางกลและโครงสร้างจุลภาคของอีพ็อกซีเรซิน[ 21 ]โดยทั่วไปแล้ว คุณสมบัติเชิงกลของเรซินอีพ็อกซีจะไม่ดีขึ้นเมื่อใช้สารเจือจาง[ 21 ]นอกจากนี้ยังมีสารเจือจางอีพ็อกซีชีวภาพอีกด้วย[ 22 ]
ไกลซิดิลามีน
เรซินอีพ็อกซีไกลซิดิลามีนเป็นอีพ็อกซีที่มีฟังก์ชันการทำงานสูงกว่า ซึ่งเกิดจากการทำปฏิกิริยาระหว่างอะโรมาติกเอมีน กับ อีพิคลอโรไฮดรินเกรดอุตสาหกรรมที่สำคัญ ได้แก่ ไตรไกลซิดิล- พี- อะมิโนฟีนอล (ฟังก์ชันการทำงาน 3) และN , N , N ′, N′-เตตระไกลซิดิล-บิส-(4-อะมิโนฟีนิล)-มีเทน (ฟังก์ชันการทำงาน 4) เรซินเหล่านี้มีความหนืดต่ำถึงปานกลางที่อุณหภูมิห้อง ทำให้แปรรูปได้ง่ายกว่าเรซิน EPN หรือ ECN คุณสมบัติเหล่านี้ประกอบกับปฏิกิริยาที่สูง ความทนทานต่ออุณหภูมิสูง และคุณสมบัติทางกลของโครงข่ายที่ผ่านการบ่ม ทำให้เรซินเหล่านี้เป็นวัสดุสำคัญสำหรับการใช้งานคอมโพสิต ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ
การบ่ม

มีสารเคมีหลายสิบชนิดที่สามารถใช้ในการบ่มอีพ็อกซีได้ รวมถึงเอมีนอิมิดาโซล แอนไฮไดรด์ และสารเคมีไวแสง[ 23 ] โดยทั่วไปการศึกษาการบ่มอีพ็อก ซีจะดำเนินการโดยใช้แคลอริเมตรีแบบสแกนดิฟเฟอเรนเชียล[ 24 ]
โดยทั่วไป เรซินอีพ็อกซีที่ยังไม่แข็งตัวจะมีคุณสมบัติทางกล ทางเคมี และความทนทานต่อความร้อนที่ไม่ดี[ 25 ]อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติที่ดีจะได้รับจากการทำปฏิกิริยาของเรซินอีพ็อกซีเชิงเส้นกับสารเร่งปฏิกิริยาที่เหมาะสมเพื่อสร้างโครงสร้างเทอร์โมเซตแบบเชื่อมโยงสามมิติ กระบวนการนี้มักเรียกว่ากระบวนการบ่มหรือการเกิดเจล[ 26 ]การบ่มเรซินอีพ็อกซีเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน และในบางกรณีจะสร้างความร้อนมากพอที่จะทำให้เกิดการเสื่อมสภาพทางความร้อนหากไม่ควบคุม[ 27 ]การบ่มทำให้เกิดความเครียดตกค้างในระบบอีพ็อกซีซึ่งได้รับการศึกษาแล้ว[ 28 ]ความเครียดที่เกิดขึ้นอาจบรรเทาลงได้ด้วยสารเพิ่มความยืดหยุ่น
การบ่มอาจเกิดขึ้นได้โดยการทำปฏิกิริยาระหว่างอีพ็อกซีกับตัวมันเอง (โฮโมพอลิเมอไรเซชัน) หรือโดยการสร้างโคพอลิเมอร์กับสารบ่มหรือสารเร่งปฏิกิริยาที่มีหมู่ฟังก์ชันหลายหมู่ การบ่มนี้เองที่ทำให้เกิดคุณสมบัติของสาร เช่น ความต้านทาน ความทนทาน ความอเนกประสงค์ และการยึดเกาะ โดยหลักการแล้ว โมเลกุลใดๆ ที่มีไฮโดรเจนที่ไวต่อปฏิกิริยาสามารถทำปฏิกิริยากับหมู่เอพอกไซด์ของเรซินอีพ็อกซีได้ สารเร่งปฏิกิริยาที่ใช้กันทั่วไปสำหรับเรซินอีพ็อกซี ได้แก่ เอมีน กรด กรดแอนไฮไดรด์ ฟีนอล แอลกอฮอล์ และไทออล ความสามารถในการทำปฏิกิริยา (จากต่ำสุดไปสูงสุด) เรียงลำดับได้ประมาณดังนี้: ฟีนอล < แอนไฮไดรด์ < อะโรมาติกเอมีน < ไซโคลอะลิฟาติกเอมีน < อะลิฟาติกเอมีน < ไทออล
แม้ว่าเรซินอีพ็อกซี/สารเร่งปฏิกิริยาบางชนิดจะสามารถแข็งตัวได้ที่อุณหภูมิห้อง แต่หลายชนิดจำเป็นต้องใช้ความร้อน โดยอุณหภูมิสูงถึง 150 °C (302 °F) เป็นเรื่องปกติ และสูงถึง 200 °C (392 °F) สำหรับระบบพิเศษบางระบบ ความร้อนที่ไม่เพียงพอในระหว่างการแข็งตัวจะส่งผลให้โครงสร้างเกิดการพอลิเมอไรเซชันไม่สมบูรณ์ และทำให้ความต้านทานเชิงกล ทางเคมี และทางความร้อนลดลง โดยทั่วไปแล้ว อุณหภูมิในการแข็งตัวควรถึง อุณหภูมิ การเปลี่ยนสถานะแก้ว (Tg )ของโครงสร้างที่แข็งตัวสมบูรณ์แล้ว เพื่อให้ได้คุณสมบัติสูงสุด บางครั้งอาจเพิ่มอุณหภูมิทีละขั้นตอนเพื่อควบคุมอัตราการแข็งตัวและป้องกันการสะสมความร้อนมากเกินไปจากปฏิกิริยาคายความร้อน
สารเร่งปฏิกิริยาที่มีปฏิกิริยาต่ำหรือจำกัดที่อุณหภูมิห้อง แต่จะทำปฏิกิริยากับเรซินอีพ็อกซีที่อุณหภูมิสูงขึ้น เรียกว่าสารเร่งปฏิกิริยาแฝงเมื่อใช้สารเร่งปฏิกิริยาแฝง เรซินอีพ็อกซีและสารเร่งปฏิกิริยาสามารถผสมและเก็บไว้ได้นานก่อนใช้งาน ซึ่งเป็นข้อดีสำหรับกระบวนการทางอุตสาหกรรมหลายอย่าง สารเร่งปฏิกิริยาแฝงที่มีปฏิกิริยาต่ำมากช่วยให้สามารถผลิตผลิตภัณฑ์แบบส่วนประกอบเดียว (1K) ได้ โดยที่เรซินและสารเร่งปฏิกิริยาจะถูกผสมไว้ล่วงหน้าให้กับผู้ใช้ปลายทาง และต้องการเพียงความร้อนเพื่อเริ่มกระบวนการบ่ม ผลิตภัณฑ์แบบส่วนประกอบเดียวโดยทั่วไปจะมีอายุการเก็บรักษาสั้นกว่าระบบสองส่วนประกอบมาตรฐาน และผลิตภัณฑ์อาจต้องเก็บรักษาและขนส่งในที่เย็น
ปฏิกิริยาการบ่มอีพ็อกซีอาจเร่งได้โดยการเติมสารเร่งปฏิกิริยา ในปริมาณเล็กน้อย เอมีนตติยภูมิ กรดคาร์บอกซิลิก และแอลกอฮอล์ (โดยเฉพาะฟีนอล) เป็นสารเร่งปฏิกิริยาที่มีประสิทธิภาพ บิสฟีนอลเอเป็นสารเร่งปฏิกิริยาที่มีประสิทธิภาพสูงและใช้งานกันอย่างแพร่หลาย แต่ปัจจุบันมีการแทนที่มากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากความกังวลเกี่ยวกับสุขภาพของสารนี้ สารเร่งปฏิกิริยาที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดคือ2,4,6-Tris(dimethylaminomethyl) phenol [ 29 ] [ 30 ]
โฮโมพอลิเมอไรเซชัน
เรซินอีพ็อกซีอาจทำปฏิกิริยากับตัวเองได้ใน présence ของตัวเร่งปฏิกิริยาประจุลบ (เบสของลูอิส เช่น เอมีนตติยภูมิหรืออิมิดาโซล) หรือตัวเร่งปฏิกิริยาประจุบวก (กรดของลูอิส เช่น สารประกอบโบรอนไตรฟลูออไรด์) เพื่อสร้างโครงข่ายที่แข็งตัว กระบวนการนี้เรียกว่า โฮโมพอลิเมอไรเซชันแบบเร่งปฏิกิริยา โครงข่ายที่ได้จะมีเฉพาะสะพานอีเทอร์ และมีความทนทานต่อความร้อนและสารเคมีสูง แต่เปราะและมักต้องใช้ความร้อนสูงในกระบวนการบ่ม ดังนั้นจึงมีการใช้งานเฉพาะกลุ่มในอุตสาหกรรมเท่านั้น โฮโมพอลิเมอไรเซชันของอีพ็อกซีมักใช้เมื่อต้องการการบ่มด้วยรังสียูวี เนื่องจากสามารถใช้ตัวเร่งปฏิกิริยายูวีประจุบวกได้ (เช่น สำหรับการเคลือบยูวี )
เอมีน
เอมีนปฐมภูมิที่มีหมู่ฟังก์ชันหลายหมู่เป็นสารเร่ง ปฏิกิริยาอีพ็อกซีที่สำคัญชนิดหนึ่ง เอมีนปฐมภูมิจะทำปฏิกิริยากับหมู่เอพอกไซด์เพื่อสร้างหมู่ไฮดรอกซิลและเอมีนทุติยภูมิ เอมีนทุติยภูมิสามารถทำปฏิกิริยากับเอพอกไซด์ต่อไปเพื่อสร้างเอมีนตติยภูมิและหมู่ไฮดรอกซิลเพิ่มเติม การศึกษาจลนศาสตร์แสดงให้เห็นว่าปฏิกิริยาของเอมีนปฐมภูมิมีค่าประมาณสองเท่าของเอมีนทุติยภูมิ การใช้เอมีนที่มีหมู่ฟังก์ชันสองหมู่หรือหลายหมู่จะสร้างโครงข่ายเชื่อมโยงสามมิติ เอมีนแบบอะลิฟาติก ไซโคลอะลิฟาติก และอะโรมาติก ล้วนถูกนำมาใช้เป็นสารเร่งปฏิกิริยาอีพ็อกซี สารเร่งปฏิกิริยาประเภทเอมีนจะเปลี่ยนแปลงทั้งคุณสมบัติในการแปรรูป (ความหนืด ปฏิกิริยา) และคุณสมบัติสุดท้าย (เชิงกล อุณหภูมิ และความทนทานต่อความร้อน) ของโครงข่ายโคพอลิเมอร์ที่ผ่านการบ่ม ดังนั้นโครงสร้างของเอมีนจึงมักถูกเลือกตามการใช้งาน ศักยภาพในการทำปฏิกิริยาโดยรวมของสารเร่งปฏิกิริยาต่างๆ สามารถเรียงลำดับได้คร่าวๆ ดังนี้ เอมีนแบบอะลิฟาติก > เอมีนแบบไซโคลอะลิฟาติก > เอมีนแบบอะโรมาติก แม้ว่าเอมีนแบบอะลิฟาติกที่มีสิ่งกีดขวางทางสเตอริกใกล้กับหมู่เอมีนอาจทำปฏิกิริยาช้าเท่ากับเอมีนแบบอะโรมาติกบางชนิดก็ตาม ปฏิกิริยาที่ช้าลงช่วยให้มีเวลาทำงานนานขึ้นสำหรับผู้ผลิต ความทนทานต่ออุณหภูมิโดยทั่วไปจะเพิ่มขึ้นในลำดับเดียวกัน เนื่องจากเอมีนแบบอะโรมาติกมีโครงสร้างที่แข็งแรงกว่าเอมีนแบบอะลิฟาติกมาก เอมีนแบบอะโรมาติกถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะสารทำให้แข็งตัวของเรซินอีพ็อกซี เนื่องจากคุณสมบัติสุดท้ายที่ดีเยี่ยมเมื่อผสมกับเรซินหลัก ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา ความกังวลเกี่ยวกับผลกระทบต่อสุขภาพที่อาจเกิดขึ้นจากเอมีนแบบอะโรมาติกหลายชนิดได้นำไปสู่การใช้เอมีนแบบอะลิฟาติกหรือไซโคลอะลิฟาติกเป็นทางเลือกมากขึ้น เอมีนยังถูกผสม เติม และทำปฏิกิริยาเพื่อเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติ และเรซินเอมีนเหล่านี้มักถูกใช้ในการบ่มเรซินอีพ็อกซีมากกว่าเอมีนบริสุทธิ์ เช่น TETA นอกจากนี้โพลีเอมีน ที่ใช้สารละลายน้ำ ก็ถูกนำมาใช้มากขึ้นเพื่อช่วยลดความเป็นพิษและเหตุผลอื่นๆ ด้วย

แอนไฮไดรด์
เรซินอีพ็อกซีอาจถูกบ่มด้วยความร้อนโดยใช้แอนไฮไดรด์เพื่อสร้างพอลิเมอร์ที่มีการคงคุณสมบัติไว้ได้ดีที่อุณหภูมิสูงเป็นเวลานาน ปฏิกิริยาและการเชื่อมโยงข้ามจะเกิดขึ้นหลังจากเปิดวงแหวนแอนไฮไดรด์ เช่น โดยกลุ่มไฮดรอกซิลรองในเรซินอีพ็อกซี การเกิดโฮโมพอลิเมอไรเซชันอาจเกิดขึ้นระหว่างกลุ่มอีพอกไซด์และไฮดรอกซิลได้เช่นกัน ระยะเวลาแฝงที่สูงของสารเร่งปฏิกิริยาแอนไฮไดรด์ทำให้เหมาะสำหรับระบบการประมวลผลที่ต้องการเติมสารตัวเติมแร่ก่อนการบ่ม เช่น สำหรับฉนวนไฟฟ้าแรงสูง ความเร็วในการบ่มอาจดีขึ้นได้โดยการจับคู่แอนไฮไดรด์กับตัวเร่งปฏิกิริยาที่เหมาะสม สำหรับไดแอนไฮไดรด์ และในระดับที่น้อยกว่าสำหรับโมโนแอนไฮไดรด์ มักใช้การกำหนดเชิงประจักษ์ที่ไม่เป็นไปตามสัดส่วนทางเคมีเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพระดับการให้ยา ในบางกรณี การผสมไดแอนไฮไดรด์และโมโนแอนไฮไดรด์สามารถปรับปรุงการวัดและการผสมกับเรซินอีพ็อกซีเหลวได้[ 31 ]
ฟีนอล
สารโพลีฟีนอล เช่น บิสฟีนอลเอ หรือโนโวแลค สามารถทำปฏิกิริยากับเรซินอีพ็อกซีได้ที่อุณหภูมิสูง (130–180 °C, 266–356 °F) โดยปกติแล้วจะต้องมีตัวเร่งปฏิกิริยา วัสดุที่ได้จะมีพันธะอีเทอร์และแสดงคุณสมบัติทนต่อสารเคมีและการออกซิเดชันได้ดีกว่าวัสดุที่ได้จากการบ่มด้วยเอมีนหรือแอนไฮไดรด์ทั่วไป เนื่องจากโนโวแลคหลายชนิดเป็นของแข็ง สารเพิ่มความแข็งประเภทนี้จึงมักถูกนำมาใช้ใน การ เคลือบ ผง
ไทออล
ไทออล หรือที่รู้จักกันในชื่อเมอร์แคปแทน มีกำมะถันเป็นองค์ประกอบ ซึ่งทำปฏิกิริยากับหมู่เอพอกไซด์ได้ง่ายมาก แม้ในอุณหภูมิห้องหรือต่ำกว่าอุณหภูมิห้องก็ตาม ถึงแม้โครงสร้างที่ได้จะไม่ทนต่ออุณหภูมิหรือสารเคมีสูง แต่ปฏิกิริยาที่รวดเร็วของหมู่ไทออลทำให้มีประโยชน์สำหรับการใช้งานในกรณีที่ไม่สามารถใช้ความร้อนในการบ่มได้ หรือต้องการการบ่มที่รวดเร็วมาก เช่น กาวสำหรับงาน DIY ในครัวเรือน และพุกยึดหิน แบบเคมี ไทออลมีกลิ่นเฉพาะตัว ซึ่งสามารถตรวจพบได้ในกาวสององค์ประกอบหลายชนิดที่ใช้ในครัวเรือน
ไอโซไซยาเนต
ปฏิกิริยาระหว่างกลุ่มอีพอกไซด์และกลุ่มไอโซไซยาเนตสามารถส่งผลให้เกิดโครงสร้างวงแหวนหลักสองประเภท ได้แก่ วงแหวน ไอโซ ไซยา นูเรต (ผ่านการเกิดไตรเมอร์ของกลุ่มไอโซไซยาเนต) และวงแหวนออกซาโซลิดิโนน (ผ่านปฏิกิริยาของกลุ่มไอโซไซยาเนตกับกลุ่มอีพอกไซด์) ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นโดยมีตัวเร่งปฏิกิริยาที่อุณหภูมิระหว่าง 150 °C ถึง 180 °C การศึกษาแสดงให้เห็นว่ามีความสัมพันธ์ระหว่างน้ำหนักเทียบเท่าอีพอกซี (EEW) และอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะแก้ว (T g ) ของพอลิเมอร์ขั้นสุดท้าย ซึ่งบ่งชี้ว่า EEW ที่สูงขึ้นจะสอดคล้องกับ T gที่ สูงขึ้น [ 32 ]
แอปพลิเคชัน
วัสดุอีพ็อกซีมีการใช้งานอย่างกว้างขวางและถือว่ามีความอเนกประสงค์มาก[ 33 ]การใช้งานรวมถึงสารเคลือบกาว[ 34 ] [ 35 ]และวัสดุคอมโพสิตเช่น วัสดุที่ใช้เส้นใยคาร์บอนและใยแก้วเสริมแรง (แม้ว่าโพลีเอสเตอร์ไวนิลเอสเตอร์และเรซินเทอร์โมเซตติง อื่นๆ ก็ใช้สำหรับพลาสติกเสริมใยแก้วเช่นกัน) เคมีของอีพ็อกซีและความหลากหลายของรูปแบบที่มีจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ทำให้สามารถผลิตพอลิเมอร์ที่มีคุณสมบัติหลากหลายมาก พวกมันถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวางกับคอนกรีตและระบบซีเมนต์[ 36 ]โดยทั่วไป อีพ็อกซีเป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องการยึดเกาะที่ดีเยี่ยม ความทนทานต่อสารเคมีและความร้อน คุณสมบัติทางกลที่ดีถึงดีเยี่ยม และ คุณสมบัติ เป็นฉนวนไฟฟ้า ที่ดีมาก คุณสมบัติหลายอย่างของอีพ็อกซีสามารถปรับเปลี่ยนได้ (ตัวอย่างเช่น อีพ็อกซีที่เติม เงินซึ่งนำไฟฟ้า ได้ดี มีจำหน่าย แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วอีพ็อกซีจะเป็นฉนวนไฟฟ้า) มีรูปแบบต่างๆ ที่ให้ฉนวนกันความร้อน สูง หรือการนำความร้อนร่วมกับความต้านทานไฟฟ้าสูงสำหรับการใช้งานด้านอิเล็กทรอนิกส์[ 37 ]
เช่นเดียวกับวัสดุพอลิเมอร์เทอร์โมเซตประเภทอื่นๆ การผสมเรซินอีพ็อกซีเกรดต่างๆ รวมถึงการใช้สารเติมแต่ง สารเพิ่มความยืดหยุ่น หรือสารตัวเติม เป็นเรื่องปกติเพื่อให้ได้คุณสมบัติในการแปรรูปหรือคุณสมบัติสุดท้ายที่ต้องการ หรือเพื่อลดต้นทุน การใช้การผสม สารเติมแต่ง และสารตัวเติม มักเรียกว่าการกำหนดสูตร
ส่วนผสมทุกปริมาณจะสร้างความร้อนขึ้นเองเนื่องจากปฏิกิริยาคายความร้อน ปริมาณมากจะสร้างความร้อนมากขึ้นและทำให้ปฏิกิริยาเกิดขึ้นเร็วขึ้นอย่างมาก ส่งผลให้เวลาในการทำงาน (อายุการใช้งานของหม้อ) ลดลง ดังนั้นจึงควรผสมในปริมาณน้อยๆ ที่สามารถใช้ได้อย่างรวดเร็วเพื่อหลีกเลี่ยงการสิ้นเปลืองและเพื่อความปลอดภัยยิ่งขึ้น มีวิธีการต่างๆ ในการเพิ่มความแข็งแรง เนื่องจากอาจเปราะได้[ 38 ]การเพิ่มความแข็งแรงของยางเป็นเทคโนโลยีสำคัญที่ใช้ในการเพิ่มความแข็งแรง[ 39 ] [ 40 ]
สีและสารเคลือบ
สารเคลือบอีพ็อกซี่สองส่วนได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อใช้งานหนักบนพื้นผิวโลหะ และใช้พลังงานน้อยกว่าสารเคลือบผง ที่อบด้วยความร้อน ระบบเหล่านี้ให้การเคลือบที่แข็งแรง ทนทาน และมีความแข็งที่ดีเยี่ยม สารเคลือบอีพ็อกซี่หนึ่งส่วนนั้นถูกคิดค้นขึ้นในรูปของอิมัลชันในน้ำ และสามารถทำความสะอาดได้โดยไม่ต้องใช้ตัวทำละลาย
สีอีพ็อกซี่มักถูกใช้ในงานอุตสาหกรรมและยานยนต์โดยบริษัทต่างๆ เนื่องจากมีความทนทานต่อความร้อนมากกว่าสีลาเท็กซ์และสีอัลคิด สีอีพ็อกซี่มีแนวโน้มที่จะเสื่อมสภาพหรือเกิดการ "เป็นผง" เนื่องจากการสัมผัสกับรังสียูวี[ 41 ]สีอีพ็อกซี่ยังถูกนำไปใช้ในงานเกี่ยวกับน้ำดื่มอีกด้วย[ 42 ]สีอีพ็อกซี่ถูกนำมาใช้ปกป้องเหล็กอ่อนและเหล็กชนิดอื่นๆ มากมายเนื่องจากมีคุณสมบัติในการปกป้องที่ดีเยี่ยม[ 43 ]
การเปลี่ยนสีที่เรียกว่าการเหลือง เป็นปรากฏการณ์ทั่วไปสำหรับวัสดุอีพ็อกซี และมักเป็นข้อกังวลในการใช้งานด้านศิลปะและการอนุรักษ์ เรซินอีพ็อกซีจะเหลืองขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป แม้ว่าจะไม่ได้สัมผัสกับรังสี UV ก็ตาม ความก้าวหน้าที่สำคัญในการทำความเข้าใจการเหลืองของอีพ็อกซีเกิดขึ้นครั้งแรกโดย Down ในปี 1984 (การเสื่อมสภาพตามธรรมชาติในที่มืด) [ 44 ]และต่อมาในปี 1986 (การเสื่อมสภาพจากแสงที่มีความเข้มสูง) [ 45 ] Down ได้ตรวจสอบกาวเรซินอีพ็อกซีที่บ่มที่อุณหภูมิห้องต่างๆ ที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานในการอนุรักษ์กระจก โดยทดสอบแนวโน้มการเหลืองของกาวเหล่านั้น ความเข้าใจพื้นฐานในระดับโมเลกุลเกี่ยวกับการเหลืองของอีพ็อกซีเกิดขึ้นเมื่อ Krauklis และ Echtermeyer ค้นพบต้นกำเนิดเชิงกลไกของการเหลืองในเรซินอีพ็อกซีอะมีนที่ใช้กันทั่วไป ซึ่งตีพิมพ์ในปี 2018 [ 46 ]พวกเขาพบว่าเหตุผลในระดับโมเลกุลของการเหลืองของอีพ็อกซีคือวิวัฒนาการของหมู่คาร์บอนิลในโครงสร้างคาร์บอน-คาร์บอนของพอลิเมอร์ผ่านการโจมตีของอนุมูลนิวคลีโอฟิลิก
โพลีเอสเตอร์อีพ็อกซีใช้เป็นสารเคลือบผงสำหรับเครื่องซักผ้า เครื่องอบผ้า และเครื่องใช้ไฟฟ้าอื่นๆสารเคลือบผงอีพ็อกซีแบบยึดติดด้วยความร้อน (FBE) ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการป้องกันการกัดกร่อนของท่อและข้อต่อเหล็กที่ใช้ในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ ท่อส่งน้ำดื่ม (เหล็ก) และเหล็กเส้นเสริมคอนกรีตนอกจากนี้ สารเคลือบอีพ็อกซียังใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นสารรองพื้นเพื่อเพิ่มการยึดเกาะของสีรถยนต์และสีเรือ โดยเฉพาะอย่างยิ่งบนพื้นผิวโลหะที่ต้องการความต้านทานการกัดกร่อน (สนิม) กระป๋องและภาชนะโลหะมักถูกเคลือบด้วยอีพ็อกซีเพื่อป้องกันสนิม โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับอาหารที่มีความเป็นกรด เช่น มะเขือเทศ เรซินอีพ็อกซียังใช้สำหรับงานปูพื้นตกแต่ง เช่น พื้น เทอร์ราซโซพื้นหินกรวด และพื้นหินสี
อีพ็อกซีได้รับการดัดแปลงในหลากหลายวิธี รวมถึงการทำปฏิกิริยากับกรดไขมันที่ได้จากน้ำมันเพื่อให้ได้อีพ็อกซีเอสเทอร์ ซึ่งจะถูกบ่มในลักษณะเดียวกับอัลคิด ตัวอย่างทั่วไปคือ L8 (ลินซีด 80%) และ D4 (น้ำมันละหุ่งที่ผ่านการทำให้แห้ง 40%) มักทำปฏิกิริยากับสไตรีนเพื่อสร้างอีพ็อกซีเอสเทอร์ที่มีสไตรีนเป็นส่วนประกอบ ซึ่งใช้เป็นไพรเมอร์ การบ่มด้วยฟีนอลเพื่อทำซับในกลอง การบ่มเอสเทอร์ด้วยเรซินอะมีน และการบ่มอีพ็อกซีเบื้องต้นด้วยเรซินอะมิโนเพื่อทำสีเคลือบชั้นบนที่ทนทาน อาจใช้โซ่สารอินทรีย์เพื่อดัดแปลงอีพ็อกซีเรซินให้มีคุณสมบัติไม่ชอบน้ำและเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของมัน ผลของความยาวโซ่ของสารดัดแปลงได้รับการศึกษาแล้ว[ 47 ]
กาว

กาวอีพ็อกซี่เป็นส่วนสำคัญของกลุ่มกาวที่เรียกว่า "กาวโครงสร้าง" หรือ "กาววิศวกรรม" (ซึ่งรวมถึงโพลียูรีเทนอะคริลิก ไซยา โน อะคริเลตและสารเคมีอื่นๆ) กาวประสิทธิภาพสูงเหล่านี้ใช้ในการก่อสร้างเครื่องบิน รถยนต์ จักรยาน เรือ ไม้กอล์ฟ สกี สโนว์บอร์ด และการใช้งานอื่นๆ ที่ต้องการการยึดติดที่แข็งแรงสูง กาวอีพ็อกซี่สามารถพัฒนาให้เหมาะกับการใช้งานเกือบทุกประเภท สามารถใช้เป็นกาวสำหรับไม้ โลหะ แก้ว หิน และพลาสติกบางชนิด สามารถทำให้มีความยืดหยุ่นหรือแข็ง โปร่งใสหรือทึบแสง /มีสี แห้งเร็วหรือแห้งช้า กาวอีพ็อกซี่มีความทนทานต่อความร้อนและสารเคมีได้ดีกว่ากาวทั่วไปอื่นๆ โดยทั่วไป กาวอีพ็อกซี่ที่อบด้วยความร้อนจะทนต่อความร้อนและสารเคมีได้ดีกว่ากาวที่อบที่อุณหภูมิห้อง ความแข็งแรงของกาวอีพ็อกซี่จะลดลงที่อุณหภูมิสูงกว่า 350 °F (177 °C) [ 48 ]
อีพ็อกซีบางชนิดแข็งตัวได้ด้วยการสัมผัสกับ แสง อัลตราไวโอเลตอีพ็อกซีประเภทนี้มักใช้ในด้านทัศนศาสตร์ใยแก้วนำแสงและ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เชิง แสง
เครื่องมืออุตสาหกรรมและวัสดุคอมโพสิต
ระบบอีพ็อกซี่ถูกนำมาใช้ในงานเครื่องมืออุตสาหกรรมเพื่อผลิตแม่พิมพ์แบบจำลองต้นแบบวัสดุเคลือบ ชิ้นส่วน หล่อ อุปกรณ์จับยึดและอุปกรณ์ช่วยในการผลิตทางอุตสาหกรรมอื่นๆ "เครื่องมือพลาสติก" นี้เข้ามาแทนที่โลหะ ไม้ และวัสดุแบบดั้งเดิมอื่นๆ และโดยทั่วไปจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและลดต้นทุนโดยรวมหรือลดระยะเวลานำสำหรับกระบวนการทางอุตสาหกรรมหลายอย่าง อีพ็อกซี่ยังใช้ในการผลิตชิ้นส่วนเสริมใยหรือชิ้นส่วนคอมโพสิต แม้จะมีราคาแพงกว่าเรซินโพลีเอสเตอร์และเรซินไวนิลเอสเตอร์ แต่โดยทั่วไปแล้วจะให้ชิ้นส่วนคอม โพสิตเมทริกซ์พอลิเมอร์เทอร์โมเซตที่แข็งแรงกว่าและทนต่ออุณหภูมิได้ดีกว่าการรองรับเครื่องจักรเพื่อลดการสั่นสะเทือนก็เป็นอีกการใช้งานหนึ่งในรูปแบบของอีพ็อกซี่แกรนิต
วัสดุคอมโพสิตสำหรับเทคโนโลยีกังหันลม
เรซินอีพ็อกซีถูกใช้เป็นเมทริกซ์ยึดเกาะร่วมกับผ้าใยแก้วหรือคาร์บอนไฟเบอร์เพื่อผลิตวัสดุคอมโพสิตที่มีอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูงมาก ทำให้สามารถผลิตใบพัดกังหันลมที่ยาวและมีประสิทธิภาพมากขึ้นได้[ 49 ]นอกจากนี้ สำหรับการติดตั้งพลังงานลมในทะเลและบนบก เรซินอีพ็อกซีถูกใช้เป็นสารเคลือบป้องกันบนหอเหล็ก ฐานค้ำยัน และฐานรากคอนกรีต มีการเคลือบชั้นบนสุดด้วยโพลียูรีเทนอะลิฟาติกเพื่อให้มั่นใจถึงการป้องกันรังสียูวีอย่างเต็มที่ ยืดอายุการใช้งาน และลดต้นทุนการบำรุงรักษา เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่เชื่อมต่อผ่านระบบขับเคลื่อนกับใบพัดกังหันลมจะแปลงพลังงานลมเชิงกลเป็นพลังงานไฟฟ้าที่ใช้งานได้ และอาศัยฉนวนไฟฟ้าและคุณสมบัติความต้านทานความร้อนสูงของอีพ็อกซี เช่นเดียวกับหม้อแปลง บูช ตัวเว้นระยะ และสายเคเบิลคอมโพสิตที่เชื่อมต่อกังหันลมกับโครงข่ายไฟฟ้า ในยุโรป ส่วนประกอบพลังงานลมคิดเป็นส่วนแบ่งที่ใหญ่ที่สุดของการใช้งานอีพ็อกซี ประมาณ 27% ของตลาด[ 50 ]
ระบบไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์


สารประกอบเรซินอีพ็อกซีมีความสำคัญในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์และถูกนำไปใช้ในมอเตอร์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า หม้อแปลง สวิตช์เกียร์ บูชฉนวน แผงวงจรพิมพ์ (PWB) และสารห่อหุ้มเซมิคอนดักเตอร์ เรซินอีพ็อกซีเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดีเยี่ยมและช่วยปกป้องชิ้นส่วนไฟฟ้าจากการลัดวงจร ฝุ่น และความชื้น ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ เรซินอีพ็อกซีเป็นเรซินหลักที่ใช้ในการขึ้นรูปวงจรรวมทรานซิสเตอร์และวงจรไฮบริดรวมถึงการผลิตแผงวงจรพิมพ์ แผงวงจรพิมพ์ชนิดที่มีปริมาณการผลิตมากที่สุดคือ " แผงFR-4 " ซึ่งเป็นโครงสร้างแบบแซนด์วิชของชั้นผ้าใยแก้วที่ยึดติดกันด้วยเรซินอีพ็อกซี เรซินอีพ็อกซีใช้ในการยึดแผ่นฟอยล์ทองแดงเข้ากับพื้นผิวของแผงวงจร และเป็นส่วนประกอบของมาสก์บัดกรีในแผงวงจรหลายชนิด
เรซินอีพ็อกซี่ที่มีความยืดหยุ่นใช้สำหรับ ห่อ หุ้มหม้อแปลงและตัวเหนี่ยวนำ โดยการใช้การอัดสุญญากาศกับอีพ็อกซี่ที่ยังไม่แข็งตัว จะช่วยขจัดช่องว่างอากาศระหว่างขดลวดกับขดลวด ระหว่างขดลวดกับแกน และระหว่างขดลวดกับฉนวน อีพ็อกซี่ที่แข็งตัวแล้วเป็นฉนวนไฟฟ้าและเป็นตัวนำความร้อนที่ดีกว่าอากาศมาก จุดร้อนในหม้อแปลงและตัวเหนี่ยวนำจะลดลงอย่างมาก ทำให้ชิ้นส่วนมีเสถียรภาพและอายุการใช้งานยาวนานกว่าผลิตภัณฑ์ที่ไม่ได้ห่อหุ้ม
เรซินอีพ็อกซี่ถูกนำมาใช้โดยใช้เทคโนโลยี การ จ่าย เรซิน
ปิโตรเลียมและปิโตรเคมี
สามารถใช้อีพ็อกซี่อุดชั้นที่เลือกในอ่างเก็บน้ำซึ่งผลิตน้ำเกลือมากเกินไป เทคนิคนี้เรียกว่า "การบำบัดปิดกั้นน้ำ" [ 26 ]
การใช้งานสำหรับผู้บริโภคและการใช้งานทางทะเล
อีพ็อกซี่มีจำหน่ายในร้านขายอุปกรณ์ก่อสร้าง โดยทั่วไปจะบรรจุเป็นแพ็คที่มีเรซินและสารเร่งปฏิกิริยาแยกกัน ซึ่งต้องผสมกันทันทีก่อนใช้งาน นอกจากนี้ยังจำหน่ายในร้านซ่อมเรือในฐานะเรซินซ่อมแซมสำหรับงานทางทะเล โดยทั่วไปแล้วอีพ็อกซี่จะไม่ใช้ในชั้นนอกสุดของเรือเพราะจะเสื่อมสภาพเมื่อสัมผัสกับ รังสี ยูวีมักใช้ในระหว่างการซ่อมแซมและประกอบเรือ จากนั้นจึงเคลือบด้วยสีโพลียูรีเทนแบบธรรมดาหรือแบบสองส่วน หรือวานิชสำหรับเรือที่มีคุณสมบัติป้องกันรังสียูวี
การใช้งานในอุตสาหกรรมทางทะเลมีสองด้านหลักๆ เนื่องจากคุณสมบัติทางกลที่ดีกว่าเมื่อเทียบกับเรซินโพลีเอสเตอร์ ทั่วไป อีพ็อกซีจึงถูกนำมาใช้ในการผลิตชิ้นส่วนเชิงพาณิชย์ที่ต้องการอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูง ด้านที่สองคือ ความแข็งแรง คุณสมบัติในการอุดช่องว่าง และการยึดเกาะที่ดีเยี่ยมกับวัสดุหลายชนิด รวมถึงไม้ ทำให้เกิดกระแสความนิยมในโครงการก่อสร้างสมัครเล่น เช่น เครื่องบินและเรือ
เจลโค้ททั่วไปที่ผลิตขึ้นเพื่อใช้กับ เรซิน โพลีเอสเตอร์และเรซินไวนิลเอสเตอร์จะไม่ยึดเกาะกับพื้นผิวอีพ็อกซี อย่างไรก็ตาม อีพ็อกซีจะยึดเกาะได้ดีมากหากทาลงบนพื้นผิวเรซินโพลีเอสเตอร์ ส่วน "ฟลอโค้ท" ที่ปกติใช้เคลือบภายในเรือยอชต์ไฟเบอร์กลาสโพลีเอสเตอร์นั้น ก็เข้ากันได้กับอีพ็อกซีเช่นกัน
วัสดุอีพ็อกซีมีแนวโน้มที่จะแข็งตัวอย่างค่อยเป็นค่อยไป ในขณะที่วัสดุโพลีเอสเตอร์มีแนวโน้มที่จะแข็งตัวอย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาจำนวนมาก[ 51 ]ปฏิกิริยาเคมีในทั้งสองกรณีเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน หากผสมอีพ็อกซีปริมาณมากในคราวเดียว ความร้อนที่เข้มข้นซึ่งเกิดจากปฏิกิริยาคายความร้อนนี้อาจทำให้เรซินแข็งตัวก่อนกำหนด ละลายภาชนะที่ใช้ผสม หรือแม้กระทั่งติดไฟได้[ 52 ]
แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วเรามักจะนึกถึงเรซินโพลีเอสเตอร์และเรซินอีพ็อกซีว่าเป็นวัสดุชนิดเดียวกัน แต่คุณสมบัติของมันแตกต่างกันมากพอที่จะถือว่าเป็นวัสดุคนละชนิดกัน เรซินโพลีเอสเตอร์มักมีความแข็งแรงต่ำ เว้นแต่จะใช้ร่วมกับวัสดุเสริมแรง เช่น ใยแก้ว มีความเปราะง่าย เว้นแต่จะเสริมแรง และมีการยึดเกาะต่ำ ในทางตรงกันข้าม อีพ็อกซีมีความแข็งแรง ยืดหยุ่นได้บ้าง และมีการยึดเกาะที่ดีเยี่ยม อย่างไรก็ตาม เรซินโพลีเอสเตอร์มีราคาถูกกว่ามาก
โดยทั่วไปแล้ว เรซินอีพ็อกซี่ต้องการส่วนผสมที่แม่นยำของส่วนประกอบสองชนิด ซึ่งจะก่อให้เกิดสารเคมีชนิดที่สามเพื่อให้ได้คุณสมบัติตามที่ระบุไว้ ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติที่ต้องการ อัตราส่วนอาจเป็น 1:1 หรือมากกว่า 10:1 แต่โดยปกติแล้วจะต้องผสมให้ได้อย่างแม่นยำ ผลิตภัณฑ์สุดท้ายที่ได้จะเป็นพลาสติกเทอร์โมเซตที่มีคุณสมบัติเฉพาะ ก่อนที่จะผสมกัน ส่วนประกอบทั้งสองจะค่อนข้างเฉื่อยชา แม้ว่าสารเร่งปฏิกิริยาจะมีฤทธิ์ทางเคมีมากกว่าและควรได้รับการปกป้องจากบรรยากาศและความชื้น อัตราการเกิดปฏิกิริยาสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการใช้สารเร่งปฏิกิริยาที่แตกต่างกัน ซึ่งอาจเปลี่ยนลักษณะของผลิตภัณฑ์สุดท้าย หรือโดยการควบคุมอุณหภูมิ
ในทางตรงกันข้าม เรซินโพลีเอสเตอร์มักจะมีจำหน่ายในรูปแบบ "พร้อมดำเนินการ" ซึ่งทำให้กระบวนการเปลี่ยนสถานะของเรซินที่ผสมไว้ก่อนหน้านี้จากของเหลวเป็นของแข็งเริ่มขึ้นแล้ว แม้ว่าจะช้ามากก็ตาม ตัวแปรเดียวที่ผู้ใช้สามารถปรับเปลี่ยนได้คือ อัตราของกระบวนการนี้โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งมักจะเป็นเมทิลเอทิลคีโตนเปอร์ออกไซด์ ( MEKP ) ซึ่งมีพิษร้ายแรง การมีตัวเร่งปฏิกิริยาในผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายจะลดทอนคุณสมบัติที่พึงประสงค์ ดังนั้นจึงควรใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาในปริมาณน้อย ตราบใดที่การแข็งตัวดำเนินไปในอัตราที่ยอมรับได้ ดังนั้น อัตราการแข็งตัวของโพลีเอสเตอร์จึงสามารถควบคุมได้ด้วยปริมาณและชนิดของตัวเร่งปฏิกิริยา รวมถึงอุณหภูมิด้วย
ในฐานะกาว อีพ็อกซีจะยึดติดได้สามวิธี: ก) โดยกลไก เนื่องจากพื้นผิวที่ต้องการยึดติดมีความหยาบ ข) โดยความใกล้ชิด เนื่องจากเรซินที่แข็งตัวแล้วอยู่ใกล้กับพื้นผิวที่ต้องการยึดติดมากจนยากที่จะแยกออกจากกัน ค) โดยไอออนิก เนื่องจากเรซินอีพ็อกซีสร้างพันธะไอออนิกในระดับอะตอมกับพื้นผิวที่ต้องการยึดติด วิธีสุดท้ายนี้แข็งแรงที่สุดในสามวิธีนี้ ในทางตรงกันข้าม เรซินโพลีเอสเตอร์สามารถยึดติดได้เพียงสองวิธีแรกเท่านั้น ซึ่งลดประโยชน์ในการใช้งานเป็นกาวและในการซ่อมแซมทางทะเลลงอย่างมาก
การใช้งานในงานก่อสร้าง
อีพ็อกซีได้รับการวิจัยและใช้ในการก่อสร้างมาหลายทศวรรษแล้ว[ 53 ]แม้ว่าการใช้เป็นสารเติมแต่งจะ ทำให้ต้นทุนของ ปูนและคอนกรีต สูงขึ้น [ 54 ]แต่ก็ช่วยเพิ่มคุณสมบัติได้ การวิจัยยังคงดำเนินต่อไปเพื่อตรวจสอบการใช้อีพ็อกซีและพลาสติกรีไซเคิล อื่นๆ ในปูนเพื่อเพิ่มคุณสมบัติและรีไซเคิลของเสีย[ 55 ]การเพิ่มความหนาแน่นของวัสดุพลาสติก เช่น PET และถุงพลาสติก แล้วนำมาใช้ทดแทนมวลรวมบางส่วน และการสลายตัวของ PET เพื่อใช้เป็นสารยึดเกาะพอลิเมอร์ร่วมกับอีพ็อกซีเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของคอนกรีต กำลังอยู่ระหว่างการศึกษาอย่างจริงจัง[ 56 ]
การใช้งานด้านอวกาศ
ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ อีพ็อกซีถูกใช้เป็นวัสดุเมทริกซ์โครงสร้าง จากนั้นจึงเสริมแรงด้วยเส้นใย เส้นใยเสริมแรงทั่วไป ได้แก่แก้วคาร์บอนเคฟลาร์และโบรอนอีพ็อกซียังใช้เป็นกาว โครงสร้างอีก ด้วย วัสดุเช่นไม้และวัสดุอื่นๆ ที่เป็น 'เทคโนโลยีต่ำ' จะถูกติดด้วยเรซินอีพ็อกซี โดยทั่วไปแล้วอีพ็อกซีมีประสิทธิภาพเหนือกว่าเรซินประเภทอื่นๆ ส่วนใหญ่ในแง่ของคุณสมบัติทางกลและความต้านทานต่อการเสื่อมสภาพจากสิ่งแวดล้อม[ 57 ]
ชีววิทยา
อีพ็อกซีที่ละลายน้ำได้ เช่นDurcupan [ 58 ] [ 59 ]มักใช้สำหรับการฝัง ตัวอย่าง กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนในพลาสติก เพื่อให้สามารถตัด (หั่นบางๆ) ด้วยไมโครโทมแล้วจึงถ่ายภาพได้[ 60 ]
ศิลปะ
เรซินอีพ็อกซีที่ผสมกับเม็ดสีสามารถใช้เป็นสื่อ ในการวาดภาพได้ โดยการเทเป็นชั้นๆ ทับกันเพื่อสร้างภาพที่สมบูรณ์[ 61 ]นอกจากนี้ยังใช้ในเครื่องประดับ เป็นเรซินสำหรับตกแต่งและฉลาก และในการใช้งานแบบเดคูพาจสำหรับงานศิลปะ เคาน์เตอร์ และโต๊ะ[ 62 ]ด้วยพื้นผิวที่เรียบเนียนและเงางาม รวมถึงความสามารถในการขึ้นรูปเป็นรูปทรงต่างๆ ทำให้เรซินอีพ็อกซีเป็นตัวเลือกที่ได้รับความนิยมในการสร้างชิ้นงานที่เรียบง่ายและโดดเด่นในการออกแบบเฟอร์นิเจอร์สมัยใหม่[ 63 ]และในสไตล์การออกแบบอื่นๆ อีกมากมาย รวมถึงสไตล์อุตสาหกรรม สไตล์ชนบท และแม้แต่สไตล์ผสมผสาน มีการใช้และศึกษาเพื่อการอนุรักษ์งานศิลปะและโครงสร้างทางประวัติศาสตร์[ 64 ] [ 65 ] [ 66 ]
การผลิต
ตลาดเรซินอีพ็อกซีทั่วโลกมีมูลค่าประมาณ 8 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2559 ตลาดเรซินอีพ็อกซีถูกครอบงำโดยภูมิภาคเอเชียแปซิฟิก ซึ่งมีส่วนแบ่งการตลาดถึง 55.2% จีนเป็นผู้ผลิตและผู้บริโภครายใหญ่ที่สุดของโลก โดยบริโภคเกือบ 35% ของการผลิตเรซินทั่วโลก ตลาดโลกประกอบด้วยผู้ผลิตเรซินอีพ็อกซีพื้นฐานหรือสินค้าโภคภัณฑ์และสารเร่งปฏิกิริยาประมาณ 50-100 ราย ในยุโรป มีการผลิตเรซินอีพ็อกซีประมาณ 323,000 ตันในปี 2560 สร้างยอดขายได้ประมาณ 1,055 ล้านยูโร เยอรมนี[ 50 ] เป็นตลาดที่ใหญ่ที่สุดสำหรับเรซินอีพ็อกซีในยุโรป รองลงมาคืออิตาลี ฝรั่งเศส สหราชอาณาจักร สเปน เนเธอร์แลนด์ และออสเตรีย
ผู้ผลิตอีพ็อกซี่รายใหญ่ที่กล่าวถึงข้างต้นมักไม่ได้จำหน่ายเรซินอีพ็อกซี่ในรูปแบบที่ผู้ใช้รายย่อยสามารถใช้งานได้ ดังนั้นจึงมีบริษัทอีกกลุ่มหนึ่งที่ซื้อวัตถุดิบอีพ็อกซี่จากผู้ผลิตรายใหญ่ แล้วนำมาผสม (ปรับปรุง ดัดแปลง หรือปรับแต่ง) ระบบอีพ็อกซี่จากวัตถุดิบ เหล่า นั้น บริษัทเหล่านี้รู้จักกันในชื่อ "ผู้ปรุงแต่งสูตร" ระบบอีพ็อกซี่ส่วนใหญ่ที่จำหน่ายนั้นผลิตโดยผู้ปรุงแต่งสูตรเหล่านี้ และพวกเขาคิดเป็นสัดส่วนมากกว่า 60% ของมูลค่าตลาดอีพ็อกซี่ มีหลายร้อยวิธีที่ผู้ปรุงแต่งสูตรเหล่านี้สามารถดัดแปลงอีพ็อกซี่ได้ เช่น การเพิ่มสาร ตัวเติม แร่ ( ทัลก์ซิลิกาอลูมินาฯลฯ) การเพิ่มสารเพิ่มความยืดหยุ่น สาร ลดความหนืดสารให้สี สาร เพิ่มความหนา สารเร่งปฏิกิริยา สารส่งเสริม การยึดเกาะฯลฯ การดัดแปลงเหล่านี้ทำขึ้นเพื่อลดต้นทุน ปรับปรุงประสิทธิภาพ และเพิ่มความสะดวกในการใช้งาน ด้วยเหตุนี้ ผู้ผลิตสูตรทั่วไปจึงจำหน่ายสูตรต่างๆ นับสิบหรือแม้กระทั่งหลายพันสูตร โดยแต่ละสูตรได้รับการปรับแต่งให้เหมาะสมกับความต้องการของแอปพลิเคชันหรือตลาดเฉพาะแห่ง
ปัจจุบันวัตถุดิบสำหรับการผลิตเรซินอีพ็อกซีส่วนใหญ่ได้ มาจาก ปิโตรเลียมแม้ว่าขณะนี้เริ่มมีแหล่งที่มาจากพืชบางชนิดที่เริ่มมีจำหน่ายในเชิงพาณิชย์แล้ว (เช่น กลีเซอรอลที่ได้จากพืชซึ่งใช้ในการผลิตอีพิคลอโรไฮดริน )
อีพ็อกซี่ที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ รีไซเคิลได้ ใช้น้ำเป็นตัวทำละลาย และมีส่วนประกอบจากชีวภาพ
เนื่องจากมีแนวโน้มทั่วไปในการใช้แหล่งพลังงานหมุนเวียนและ "สีเขียว" และการใช้วัสดุชีวภาพมากขึ้น การวิจัยจึงยังคงดำเนินต่อไปในด้านอีพ็อกซีเช่นกัน[ 67 ] [ 68 ] [ 69 ] [ 70 ]สีอีพ็อกซีแบบใช้น้ำมีมาตั้งแต่ทศวรรษ 1970 และการวิจัยยังคงดำเนินต่อไป[ 71 ]นอกจากนี้ยังมีการเคลื่อนไหวเพื่อใช้ของเสียและวัตถุดิบรีไซเคิลเท่าที่จะเป็นไปได้ เศษหินแกรนิต เหลือทิ้ง เกิดขึ้นในอุตสาหกรรมเหมืองแร่ มีการวิจัยเกี่ยวกับวิธีการแก้ปัญหาที่เป็นนวัตกรรมใหม่ เช่น การใช้ผงหินแกรนิตเหลือทิ้งในเรซินอีพ็อกซีและการออกแบบสารยึดเกาะสำหรับสารเคลือบโดยใช้สิ่งนี้[ 72 ] งานอื่นๆ กำลังดำเนินการเพื่อผลิตอีพ็อกซีและสารเคลือบอีพ็อกซีจากวัตถุดิบรีไซเคิล รวมถึงขวดPET [ 73 ]โมโนเมอร์สำหรับเรซินอีพ็อกซีสามารถได้มาจากแหล่งชีวมวลที่แตกต่างกันหลายแหล่ง[ 74 ]
ความเสี่ยงต่อสุขภาพ
เรซินอีพ็อกซีเหลวในสถานะที่ยังไม่แข็งตัวส่วนใหญ่จัดเป็นสารระคายเคืองต่อดวงตาและผิวหนัง รวมทั้งเป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำ[ 8 ]เรซินอีพ็อกซีแข็งโดยทั่วไปปลอดภัยกว่าเรซินอีพ็อกซีเหลว และหลายชนิดจัดเป็นวัสดุที่ไม่เป็นอันตราย ความเสี่ยงอย่างหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับเรซินอีพ็อกซีคือการแพ้ ความเสี่ยงนี้พบว่าเด่นชัดมากขึ้นในเรซินอีพ็อกซีที่มีสารเจือจางอีพ็อกซีที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ[ 75 ]การสัมผัสกับเรซินอีพ็อกซีเป็นเวลานานอาจทำให้เกิดอาการแพ้ได้ การแพ้มักเกิดขึ้นเนื่องจากการสัมผัสซ้ำๆ (เช่น ผ่านสุขอนามัยในการทำงานที่ไม่ดีหรือขาดอุปกรณ์ป้องกัน) เป็นเวลานาน อาการแพ้บางครั้งเกิดขึ้นในเวลาที่ล่าช้าไปหลายวันหลังจากการสัมผัส อาการแพ้มักจะปรากฏให้เห็นในรูปแบบของผื่น ผิวหนัง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบริเวณที่สัมผัสมากที่สุด (โดยทั่วไปคือมือและแขน) การใช้อีพ็อกซีเป็นสาเหตุหลักของโรคหอบหืดจากการทำงานในกลุ่มผู้ใช้พลาสติก[ 76 ]การกำจัดอย่างปลอดภัยก็จำเป็นต้องพิจารณาเช่นกัน แต่โดยปกติแล้วมักเกี่ยวข้องกับการบ่มโดยเจตนาเพื่อให้ได้ของเสียที่เป็นของแข็งแทนที่จะเป็นของเหลว[ 77 ]
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- ระบบเรซินอีพ็อกซี (กรมสาธารณสุขรัฐแคลิฟอร์เนีย) ลิงก์อัปเดตเมื่อ 31 สิงหาคม 2564
- เคมีของอีพอกไซด์
- วิธีการย้อมสีเรซินอีพ็อกซี
อ่านเพิ่มเติม
- Spee, Ton; Van Duivenbooden, Cor; Terwoert, Jeroen (กันยายน 2549). "เรซินอีพ็อกซีในอุตสาหกรรมการก่อสร้าง". Annals of the New York Academy of Sciences . 1076 (1): 429– 438. Bibcode : 2006NYASA1076..429S . doi : 10.1196/annals.1371.010 . PMID 17119222 .
- Massingill, JL; Bauer, RS (2000). "เรซินอีพ็อกซี". วิทยาศาสตร์พอลิเมอร์ประยุกต์: ศตวรรษที่ 21.หน้า 393–424 . doi : 10.1016/b978-008043417-9/50023-4 . ISBN 978-0-08-043417-9.
- Paul F. Bruins, บรรณาธิการ (1968). เทคโนโลยีเรซินอีพ็อก ซี . นิวยอร์ก: สำนักพิมพ์ Interscience. ISBN 0-470-11390-1. OCLC 182890 .
- ฟลิค, เออร์เนสต์ ดับเบิลยู. (1993). เรซินอีพ็อกซี สารเร่งปฏิกิริยา สารประกอบ และสารปรับแต่ง: คู่มืออุตสาหกรรม . พาร์ค ริดจ์, นิวเจอร์ซีย์: สำนักพิมพ์นอยส์. ISBN 978-0-8155-1708-5. OCLC 915134542 .
- ลี, เฮนรี (1967). คู่มือเรซินอีพ็อกซี . คริส เนวิลล์ ([ฉบับปรับปรุงครั้งที่ 2]). นิวยอร์ก: แมคกรอว์-ฮิลล์. ISBN 0-07-036997-6. OCLC 311631322 .
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ อีพ็อกซี่
อีพ็อกซี เป็นกลุ่มของส่วนประกอบพื้นฐานหรือ ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย ที่ผ่านการบ่ม ของ เรซิน อีพ็อกซี หรือที่รู้จักกันในชื่อ โพลีอี พ็อกไซด์ ซึ่งเป็น กลุ่มของ พรีพอลิเมอร์ และ...
ประวัติศาสตร์
การควบแน่นของอีพอกไซด์และเอมีนได้รับการรายงานและจดสิทธิบัตรครั้งแรกโดย Paul Schlack จากประเทศเยอรมนีในปี 1934 [ 9 ] การอ้างสิทธิ์ในการค้นพบ เรซินอีพอกซีที่ใช้ บิสฟีนอล-เอ ได้แก่ Pierre Castan [ 10 ] ในปี 1943 งานของ Castan ได้รับการอนุญาตจาก Ciba , Ltd.
ผลิต
โมโนเมอร์อีพ็อกซีที่ใช้ในเชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่ผลิตขึ้นโดยปฏิกิริยาของสารประกอบที่มี หมู่ไฮดรอกซีที่เป็นกรด กับ อีพิ คลอโรไฮดริน โดยขั้นแรก หมู่ไฮดรอกซีจะทำปฏิกิริยาควบคู่ กับ อีพิคลอโรไฮดริน ตามด้วย การกำจัด ไฮโดรฮา โลเจน...
สารประกอบบิสฟีนอล
เรซินอีพ็อกซีที่พบได้ทั่วไปส่วนใหญ่มีพื้นฐานมาจากการทำปฏิกิริยาระหว่าง อีพิคลอโรไฮดริน (ECH) กับ บิสฟีนอลเอ ทำให้เกิด สารเคมี ชนิดใหม่ ที่เรียกว่า บิสฟีนอลเอ ไดไกลซิดิลอีเทอร์ (รู้จักกันทั่วไปในชื่อ BADGE หรือ DGEBA)...