رزین وینیل استر

رزین وینیل استر چیست ؟

ملات وینیل استر پر از سیلیس است و بصورت یک ملات دوجزئی شامل یک پودر و یک محلول عرضه می شود که باید قبل از استفاده در نسبت های مناسبی با هم مخلوط شوند (نسبت توصیه شده محلول به پودر به هنگام اختلاط، 1 به 5.5 قسمت وزنی است).

در مقایسه با رزین های سنتی مانند اپوکسیدها و فوران ها، در سالیان گذشته عمدتاً از رزین پلی استر غیر اشباع و رزین وینیل استر در ساخت گروت و ملات استفاده می شود. در اصل این موضوع به مقاومت عالی این دو رزین نسبت به مواد شیمیایی اکسنده، مخارج کم، استفاده راحت تر و پخت سریع تر آنها بر می گردد.

از ابتدای دهه 50 میلادی از این رزین ها در سیستم های حاوی پرکننده مانند سطوح یکپارچه، گروت های مورد استفاده برای کاشی معدنی، ملات های مورد استفاده برای آجرهای ضد اسیدی، گروت های مورد استفاده برای ماشین آلات و سیمان های مورد استفاده برای سطوح فولادی در صنایع غذایی، فرآیندهای شیمیایی و صنعت کاغذ به وفور استفاده شده است.

در محیط های شیمیایی معمول می توان از سیمان و گروت هایی با ترکیبات خاصی استفاده کرد که برای سازگاری با محیط های مختلف، ترکیبات این مواد نیز به طور دائم در حال تغییر است. لازم به ذکر است که انتخاب رزین های مقاوم در برابر خوردگی و همچنین توسعه و آزمایش محیطی بر روی آنها بسیار دشوار و پیچیده است. ولی به دلیل در دسترس بودن مواد خام مختلف و همچنین تخصص در سنتز رزین ها، هم مقاومت در برابر خوردگی و هم خواص فیزیکی و مکانیکی این مواد بهبود و در نتیجه کاربرد آنها توسعه پیدا کرده است.

خواص و کاربردهای متداول وینیل استر

هنگامی که این ملات همراه با مصالح مقاوم در برابر مواد شیمیایی و غشاء وینیل استر مناسب استفاده شود، از پایه بتنی و فولادی در برابر حملات شیمیایی و فیزیکی محافظت می کند.به خاطر خواصی همچون انعطاف پذیری و مقاومت در برابر ضربه و مقاومت شیمیایی عالی، رزین وینیل استر به شکل خاصی توجهات را به خود جلب کرده است.

تا قبل از تولید انبوه رزین های وینیل استر در اواسط دهه 60 میلادی، در مواردی که به یک ماده با مقاومت شیمیایی مطلوب نیاز بود فقط از پلی استرهای غیراشباع با اتصالات عرضی زیاد استفاده می شد. برای رسیدن به انعطاف پذیری بیشتر اصلاحاتی بر روی رزین های پلی استرهای غیراشباع انجام شد اما همین اصلاحات باعث کاهش مقاومت شیمیایی و همچنین کاهش حداکثر دمای کاربری این مواد می شد.

از پوشش وینیل استر در لایه گذاری دستی و لایه گذاری پاششی برای ساخت مخازن، دودکش ها، لوله کشی ها، تجهیزات فرآیندهای شیمیایی، فاضلاب و تصفیه خانه پساب های صنعتی، استخرهای کامپوزیتی ساخته شده با الیاف شیشه، قایق ها، کفپوش های مقاوم در برابر مواد شیمیایی و همچنین در کاربردهایی که به مواد مقاوم در برابر خوردگی نیاز هست، از رزین وینیل استر استفاده می شود.

ویژگی ها و کلیاتی درباره پوشش وینیل استر

این ملات در برابر عوامل اکسنده قوی، اسیدها، سودها، سفید کننده ها و حلال ها مقاوم است. از ویژگی های دیگر این ملات می توان به جذب و انقباض کم، چسبندگی خوب و مقاومت کششی و فشاری بالا اشاره کرد. با استفاده از این ملات، خواص فیزیکی مصالح به سرعت بهبود پیدا می کند. زمان پخت اولیه این ملات در دمای اتاق در حدود یک ساعت است.

آماده سازی سطح

تمام سطوحی که قرار است در تماس با وینیل استر قرار بگیرند، باید تمیز و عاری از هرگونه گرد و غبار، خاک، گریس، روغن و سایر آلاینده ها باشند. آماده کردن سطح مطابق با ویژگی و مشخصات سطح انجام می شود.

اختلاط اجزاء رزین وینیل استر

ابتدا مقدار مناسب و دقیقی از محلول را در ظرف تمیز مخصوص اختلاط بریزید. به تدریج پودر را اضافه کنید و در همین هنگام به طور مداوم و به صورت دستی یا مکانیکی مخلوط را هم بزنید تا ملات به طور یکنواخت مخلوط شود و قوام خوبی پیدا کند.

پس از اختلاط، ملات را بصورت یک لایه نازک در یک ظرف پخش کنید و حداکثر به مدت 25 دقیقه و در دمای 35 درجه سانتیگراد آن را بر روی سطح بمالید. نسبت توصیه شده محلول (رزین) به پودر (پرکننده) به هنگام اختلاط، 1 به 5.5 قسمت وزنی است. هنگامی که ملات شروع به سفت شدن کند، نمی توان به آن مجدداً حرارت داد و باید آن را دور ریخت. هرگز مایع یا مواد دیگری را به مواد مخلوط یا اجزای سازنده اضافه نکنید.

نحوه نصب

ابتدا ضخامتی در حدود 1.8 اینچ از وینیل استر را مستقیماً روی سطح یا روی ردیف قبلی مصالح بریزید. ملات را در طرفین و محل اتصال مصالح بمالید. با ضربه زدن به مصالح، آنها را در محل و موقعیت خود قرار دهید تا متوسط ضخامت ملات به حدود 1.8 اینچ برسد.

طول عمر ملات

زمانی که پودر و محلول وینیل استر در ظروف یا کیسه های دربسته و در جای خشک و خنک و در دمای 35 درجه سانتی گراد نگهداری می شود، پودر به مدت 3 ماه و محلول به مدت یک ماه قابل استفاده است.

نکاتی در مورد رزین وینیل استر

رزین وینیل استر یک رزین همه کاره به حساب می آید که در ساخت سازه های کامپوزیتی تقویت شده با الیاف شیشه و همچنین در کاربردهایی که به مواد مقاوم در برابر اسیدها و محلول های نمکی نیاز هست (حداکثر تا دمای 100 درجه سانتی گراد)، از آن استفاده می شود.

ملات وینیل استر عمدتاً به صورت یک سیال در دسترس هستند و به وسیله کاتالیزگرهای  پخت می شود. برای بررسی میزان پخت رزین به هنگام استفاده از سایر کاتالیزگرهای MEKP، باید قبل از استفاده حتماً آنها را آزمایش کرد. در محیط های خورنده شدید، بهتر است پخت تکمیلی هم برای رزین در نظر گرفته شود.

نحوه ساخت

رزین وینیل استر توسط یک واکنش حلقه گشا افزایشی بین رزین اپوکسی و متاکریلیک اسید سنتز می شود و بعد از سنتز در محلول مونومر استایرن رقیق می شود. ملات وینیل استر یک ماده گرماسخت به حساب می آید. پوشش وینیل استر ترکیبی از رزین پلی استر و اپوکسی است. این موضوع به این معناست که نحوه استفاده، خواص و هزینه وینیل استر چیزی بین رزین پلی استر و اپوکسی است.

• رزین وینیل استر به نحوی ساخته می شود که در حضور اکثر سوخت ها، بخارات و مواد شیمیایی بیشترین مقاومت در برابر خوردگی را داراست.
• مقاوم نسبت به حرارت و دوام بالا
• مقاومت خوب در برابر ضربه و ازدیاد طول بالا حین کشش
• دارای ویسکوزیته پایین و در نتیجه تزریق راحت. مناسب برای تزریق به کمک خلاء

نقاط قوت ملات وینیل استر

رزین وینیل استر به عنوان ملات یا گروت استاندارد برای کفپوش های سنگین به حساب می آید و از بستر در برابر مواد شیمیایی، ضربه، ساییدگی و شوک حرارتی شدید مراقبت می کند. از مزایای استفاده از این رزین می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• مقاومت مناسب نسبت به مواد شیمیایی
• مقاومت سایشی عالی
• قدرت ماله پذیری خوب برای کارهای در مقیاس بزرگ
• انواع متفاوتی از آن برای کاربردهای متفاوت وجود دارد.
• با استفاده از غشاء ضد آب، می توان آن را در مقابل آب مقاوم کرد.

ملات وینیل استر و ملات پلی استر

ملات های وینیل استر و ملات های پلی استر مختلف زیادی وجود دارند که در محدوده pH 0 تا 11 قابل استفاده هستند و برای استفاده مداوم در محدوده دمایی 225 تا 230 درجه فارنهایت ایده آل هستند. این دو رزین که به عنوان مکملی برای رزین های اپوکسی به شمار می روند، در حضور اسیدهای رقیق و غلیظ و همچنین مواد قلیایی ضعیف مقاوم هستند.

در حضور مواد اسیدی سفید کننده مانند دی اکسید کلر و همچنین اسیدهای اکسنده ای مانند اسید نیتریک و اسید کرومیک، مقاومت رزین وینیل استر و ملات پلی استر از ملات های رزینی دیگر بهتر است. ملات های پلی استر و وینیل استر در حضور اسید استیک و استرهای مربوطه نیز از مقاومت فوق العاده ای برخوردار هستند اما در حضور تعدادی از مواد شیمیایی آلی از جمله حلال ها مقاومت کمی دارند.

از ملات وینیل استر و ملات پلی استر معمولاً در کارخانجات کاغذسازی استفاده می شود و برای آجرکاری با آجرهای ضداسیدی و یا کاشی کاری با کاشی های سرامیکی در محیط های با دمای پایین و غلظت متوسط اسید مانند دستگاه های گوگرد زدایی از گاز دودکش بسیار مناسب هستند.

پخت و استحکام

زمانی که پودر، محلول، شتاب دهنده، کاتالیزگر و آغازگر با هم مخلوط می شوند، یک واکنش شیمیایی رخ می دهد که در نتیجه آن، ملات وینیل استر خود به خود سفت می شود. پخت اولیه مخلوط در 2 ساعت و در دمای 30 درجه اتفاق می افتد. پخت نهایی مخلوط در 24 تا 36 ساعت و در دمای 30 درجه اتفاق می افتد.

به منظور اطمینان از پخت کامل ملات، بهتر است ملات به مدت 7 روز در دمای 30 درجه قرار داشته باشد. پیش از پخت کامل ملات، پوشش آجری به هیچ وجه نباید با بخار آب یا هیچ گونه ماده شیمیایی دیگری تماس داشته باشد.

رزین وینیل استر عمدتاً به عنوان ملات بستر و ملات اتصال دهنده به هنگام استفاده از آجرهای ضداسیدی و کاشی های ضداسیدی در ساخت راکتورها، مخازن، کفپوش ها، زهکشی ها، برج های رنگ زدایی، صنایع فولاد، صنایع غذایی و بخصوص مواد نوشیدنی، صنایع شیمیایی تولید کاغذ و خمیر مخصوص نساجی و تصفیه خانه ها استفاده می شود. پوشش وینیل استر در حضور عوامل اکسنده قوی، اسیدها، مواد قلیایی، سفید کننده ها و گاز کلر مقاومت خوبی دارد.

نقاط قوت رزین وینیل استر

استفاده از ملات ها، سیمان ها و گروت های ضدخوردگی برای کاشی کاری با کاشی های ضدخوردگی و یا آجرکاری با آجرهای ضدخوردگی، مزایای بسیاری را برای مهندسین در پی خواهد داشت. این مصالح می توانند دائماً از کفپوش بتنی، دیوارها، آب انبارها، مخازن و زیرساخت پمپ ها مراقبت کنند.

از نقاط قوت این مواد مهندسی می توان به نصب سریع، خرابی کم، تعمیر آسان، خاصیت ضدخوردگی و جایگزینی ارزان برای مواد گران تر اشاره کرد.تمیز کردن روکش های فولادی مورد استفاده در کفپوش های سیمانی، کاشی ها و یا آجرها خیلی راحت است. علاوه بر این، این روکش ها از مقاومت خوبی نسبت به مواد شیمیایی تمیزکننده و باکتری ها برخوردارند.

هیچ گونه میکروبی قابلیت رشد و نمو بر روی این روکش ها را ندارد و از همین رو، شرایط تعیین شده توسط سازمان جهانی غذا و دارو را دارا هستند. اگر این روکش ها به شکل درستی نصب شوند، مقاومت سایشی خوبی را از خود نشان خواهند داد و در حین جابجایی ماشین آلات بسیار سنگین از استحکام خوبی برخوردار خواهند بود.

خواص مقاومت شیمیایی وینیل استر

حین ساخت ملات ها، سیمان ها و گروت های پلی استر یا وینیل استر باید یک نکته بسیار مهم را مد نظر قرار داد و این نکته، انتخاب درست رزین ضدخوردگی است. هیچ رزینی وجود ندارد که در برابر تمامی مواد شیمیایی خورنده مقاوم باشد. اما نکته اینجاست که تقریباً تمامی رزین های مقاوم در برابر مواد شیمیایی، در برابر مواد شیمیایی تقریباً یکسانی مقاوم هستند.

سازندگان مجرب در این حوزه، در وهله اول عمدتاً از اطلاعات مربوط به خواص ضدخوردگی منتشر شده توسط تولیدکنندگان رزین استفاده می کنند. اما باید دقت کرد که این اطلاعات عمدتاً از طریق یکسری از آزمایش های تجربی بر روی کامپوزیت های چندلایه تقویت شده با الیاف شیشه و یا رزین های قالب گیری شده در آزمایشگاه ها و یا از طریق نتایج واقعی گزارش شده در تحقیقات میدانی به دست آمده اند.

باید بعد از انتخاب بهترین و عاقلانه ترین رزین برای استفاده در شرایط شیمیایی مورد نظر، سازندگان اطلاعات جدید مرتبط با خواص ضدخوردگی گروت، ملات و سیمان ساخته شده را منتشر کنند.

از رزین وینیل استر عمدتاً در شرایط محیطی بدتری از شرایط محیطی قابل تحمل برای رزین های ایزوفتالیک استفاده می شود اما شرایط محیطی قابل تحمل برای رزین های BPA و رزین های پلی استر بر پایه اسید کلورندیک، برای رزین های وینیل استر اصلاً قابل تحمل نیست.

اما در برابر اکسیدان ها و مواد شیمیایی سفیدکننده، مقاومت رزین های وینیل استر از مقاومت رزین های BPA و رزین های پلی استر بر پایه اسید کلورندیک بهتر است و در حضور مواد خورنده، بعد از رزین های BPA، رزین های وینیل استر بهترین انتخاب هستند.

خواص

درست است که گروت ها، سیمان ها و ملات های ضدخوردگی عمدتاً از رزین های ضدخوردگی یکسان و همچنین پرکننده های خنثی یکسانی ساخته شده اند، اما نحوه کاربرد آنها مشخص می کند که نحوه استفاده و خواص فیزیکی در آنها باید چگونه باشد.

نحوه استفاده رزین وینیل استر و خواص فیزیکی عمدتاً به وسیله نوع، مقدار و نسبت پرکننده های موجود در رزین تعیین می شوند. دقت کنید که خواصی همچون تمایل به ژل شدن، چسبندگی، تمیز شدن، استحکام، رنگ و طول عمر توسط افزودنی های مختلفی قابل کنترل است که در ادامه به آن پرداخته می شود.

تقریباً تمامی گروت ها، سیمان ها و ملات ها خواصی همچون استفاده راحت، مقاومت فشاری بالا، انقباض و گرمازایی کم، پخت کامل در دمای محیط و مقاومت شیمیایی خوبی را دارا هستند. برای داشتن خواص یاد شده و همچنین توانایی رقابت با سایر محصولات در بازار، این نوع از مصالح باید توسط یک شیمیدان باتجربه ساخته شوند.