ژل شدن و پخت رزین‌ها

در این مقاله از وب سایت تکمید به ژل شدن و پخت رزین‌ها می پردازیم:

فرایند ژل شدن و پخت رزین‌ها دارای مراحلی است که در آنها واکنش‌های شیمیایی پیچیده‌ای رخ می‌دهد. با افزودن کاتالیست و یا هاردنر به یک رزین، آن رزین شروع به ویسکوز شدن می‌کند تا به حالتی برسد که حالت مایع بودنش دوام نداشته و خاصیت جریان‌پذیری خود را از دست می‌دهد.

این حالت همان نقطه‌ی ژل شدن است. پس از ژل شدن، رزین هم‌چنان به سفت شدن ادامه می‌دهد تا مدتی بعد که به سختی و دیگر خواص نهایی خود دست می‌یابند.

این واکنش به خودی خود با تولید حرارت اگزوترم همراه است و به نوبه‌ی خود واکنش را تسریع می‌کند. این فرآیند تحت عنوان فرآیند پخت نامیده می‌شود. سرعت پخت در رزین‌های پلی‌استر و وینیل‌استر با مقدار شتاب‌دهنده‌ی افزوده شده تعیین می‌شود و در رزین اپوکسی سرعت واکنش پخت با تغییر نوع هاردنر نه میزان آن قابل کنترل است.

به‌طور کلی در یک مدت زمان مشابه برای انجام فرآیند پخت، رزین‌های پلی‌استر حرارت بیشتری تولید کرده و سریعتر به خواص نهایی خود نزدیک می‌شوند.

هرچند در استفاده از هر دو نوع رزین، می توان با استفاده از گرما، فرآیند پخت را تسریع کرد، به طوری که با بالا بردن دما، سخت شدن نهایی سریعتر اتفاق خواهد افتاد. این نکته در مواقعی که پخت در دمای اتاق در عرض ساعت‌ها و یا حتی روزها اتفاق می‎‌افتد، بسیار مفید خواهد بود. یک قاعده‌ی مختصر در مورد تأثیر حرارت بر تسریع پخت رزین‌ها این است که با افزایش ۱۰ درجه‌ای دما سرعت پخت تقریباً دو برابر می‌شود.

بنابراین اگر یک رزین در مدت زمان ۲۵ دقیقه در دمای ۲۰ درجه سانتیگراد در یک لمینیت ژل شود، در دمای ۳۰ درجه سانتیگراد در عرض ۱۲ دقیقه این ژل شدن اتفاق می‌افتد بدون ایجاد حرارت اگزوترم اضافی.  پخت در دمای بالا مزیت‌هایی دارد از جمله آن‌که خواص مکانیکی نهایی ماده را بالا می‌برد و بسیاری از سیستم‌های رزینی به حداکثر خواص مکانیکی‌شان نمی‌رسند مگر اینکه این پساپخت را طی کرده باشند.

پساپخت شامل افزایش دمای لمینیت پس از پخت اولیه در دمای اتاق که موجب افزایش میزان شبکه‌ای شدن مولکول‌های رزین می‌شود.

تا حدودی این پدیده‌ی پساپخت  به طور طبیعی در دمای اتاق گرم اتفاق می افتد، اما اگر دمای بالا استفاده شود، خواص بالاتر و زمان های کوتاه تر به دست می آید. این موضوع  به ویژه در مورد نقطه نرمی مواد یا دمای انتقال شیشه‌ای (T_g) که تا حدودی با افزایش درجه حرارت پساپخت افزایش می یابند.