یک تصور اشتباه رایج برای کسانی که در ابتدا شروع به استفاده از رزین های اپوکسی کرده اند این است که فرآیند خشک (Curing) این ماده از قوانین مشابه رنگ پیروی می کند، این در حالی است که این نوع رنگها با هوا خشک می شود. هرچه ضخامت لایه نازکتر باشد سریعتر خشک می شوند و هرچه ضخامت ضخیم تر باشد کندتر خشک می شود.
اما دقیقا برعکس این وضعیت در مورد چسب های اپوکسی صادق است. آنها با یک واکنش گرمازا بهبود می یابند. هر چه مقدار چسب مخلوط شده بیشتر باشد، حرارت بیشتری ایجاد شده و اپوکسی سریعتر خشک یا کیور می شود.
تعریف جزء آ و جزء ب در اپوکسی ها:
به طور معمول در چسب های دو جزیی اپوکسی، قسمت A رزین اپوکسی و قسمت ب هاردنر یا سخت کننده میباشد. قسمت ب در اپوکسی ها کاتالیزور نیست بنابراین افزودن بیشتر آن باعث تسریع در فرایند خشک شدن چسب نمیگردد و همچنین افزودن کمتر از حد مجاز نیز ممکن است باعث شود مخلوط به هیچ وجه عمل نکند. عمل مخلوط کردن رزین و هاردنر اپوکسی باعث شروع یک واکنش شیمیایی میشود که به واسطه آن مواد ترکیبی مایع را به جامد تبدیل میکند. زمانی که این تبدیل شیمیایی از مایع به جامد طی میکند، زمان پخت یا Cure Time نام دارد همچنین هنگام پخت قبل از این که اپوکسی از حالت مایع به حالت جامد برسد، از حالت ژل (Gel) عبور خواهد میکند.
زمان قابل استفاده (Pot Life)
زمان قابل استفاده یا پات لایف مرحله ای است بین مخلوط کردن قسمت A و قسمت B برای شروع واکنش شیمیایی تا زمانی که مخلوط اپوکسی دیگر قابل کار نباشد. فاکتورهای زیر را باید هنگام ارزیابی زمان قابل استفاده خود در نظر بگیرید:
- چسب و رزین های سریع پخت تر، زمان قابل استفاده کوتاهتری دارند و بالعکس رزین های کند پخت تر زمان قابل استفاده طولانی تری را خواهند داشت.
- حجم مخلوط بیشتر چسب، زمان قابل استفاده را کوتاه تر میکند و مخلوط کردن مقادیر کمتر، زمان قابل استفاده را طولانی تر خواهد کرد.
- پیش گرم کردن اجزای چسب، زمان قابل استفاده را کوتاه تر میکند همچنین سردتر بودن اجزای چسب زمان قابل استفاده را طولانی تر خواهد کرد.
دانستن موارد بالا در ایجاد روش های خلاقانه در مصارف مختلف به شما کمک میکند.
مثلا بسیاری از افرادی که از پیگمنت ها و رنگدانه های پودری و جوهری در روش ریختگری و قالب گیری از اپوکسی استفاده میکنند، اغلب قسمت A و قسمت B را با هم مخلوط میکنند و اجازه می‌دهند رزین هنگام اعمال قالب گیری در مرحله پخت و غلیظ شدن باشد. این عمل می تواند به جلوگیری از انتشار ناخواسته رنگدانه ها و نگه داشتن برخی از افزودنی ها در حالت معلق در رزین کمک کند.
در مواردی دیگر که از حجم زیادی از رزین مخلوط شده میخواهند در یک زمان استفاده کنند، پس از مخلوط دو جزء بلافاصله اقدام به پرکردن سطح مینمایند تا از عوارض و مشکلات ناشی از گرمازایی حجم زیاد رزین و چسب رها شوند.
درک نحوه عملکرد اپوکسی به شما این امکان را می دهد که تا حدودی زمان کار، ژل و کیور چسب را به نفع پروژه خود تغییر دهید.
ژل تایم (Gel Time)
این زمان، زمانی است که پس از مخلوط، چسب شروع به ژله ای شدن میکند و در واقع وارد فاز پخت اولیه میشود، در این زمان چسب دیگر قابل کار نیست و به حالت چسبنده و ژله ای نهایتا به حالت لاستیک سخت تبدیل میگردد و اثر فشار ناخن دست در آن باقی میماند. این زمان در واقع لحضه شکل گیری پیوند شیمیایی چسب میباشد.
در این مرحله است که در صورت نیاز می توانید با موفقیت لایه دوم پوشش را روی رزین موجود اعمال کنید و یک پیوند یکپارچه ایجاد کنید. پیوند یکپارچه مانع از قرار گرفتن خطوط اتصال بین لایه ها می شود که برای پروژه های مرکب، کاپوزیت و هنری بسیار مهم است. در صورتی که زمان ژل به پایان برسد، برای اعمال سطوح بعدی چسب باید سطح را به صورت مکانیکی با سنباده زدن و سپس آماده سازی شیمیایی سطح قبل از اعمال با استفاده از محلول الکلی آماده کنید.
پخت نهایی (Final Cure)
در این مرحله واکنش شیمیایی اپوکسی کامل شده است. مخلوط به حالت جامد رسیده است و می توان روی آن سنباده کشی، سوراخکاری و یا هر نوع ماشین کاری انجام داد. در این مرحله دیگر نباید بتوانید ناخن خود را در چسب فرو نمایید. در این مرحله از واکنش، اپوکسی به حدود 90 درصد استحکام نهایی خود رسیده است زیرا اکنون می توانید تکیه گاه ها و قید و بند های موقت قطعات را بردارید. برداشتن تکیه گاه ها قبل از این مرحله می تواند منجر به شکسته شدن یا ضعیف شدن چسب شود.
تقریباً 4 روز دیگر از نقطه پخت نهایی طول می کشد تا به مرحله پخت کامل برسد، جایی که چسب اپوکسی حداکثر مقاومت حرارتی و مقاومت شیمیایی خود را نشان می دهد.
تاثیر دما در طول فرآیند پخت:
دما و زمان واکنش پس از مخلوط در چسب های اپوکسی رابطه عکس یکدیگر را دارند به این معنی که هر چه دمای پخت و کیورینگ اپوکسی گرمتر باشد، سریعتر پخته می شود و بالعکس. گرما، واکنش اپوکسی را سرعت می بخشد. حرارت ایجاد شده از واکنش اپوکسی خود باعث تکامل واکنش میگردد. مقدار حرارت تولید شده به ضخامت یا سطح در معرض مخلوط اپوکسی بستگی دارد. در یک توده ضخیم تر، گرمای بیشتری حفظ می شود و باعث واکنش سریعتر و گرمای بیشتر می شود. شکل ظرف اختلاط و مقدار مخلوط تأثیر زیادی در این واکنش گرمازا دارد. پس یک حجم زیاد از اپوکسی با پخت سریع در یک ظرف مخلوط پلاستیکی می تواند به سرعت گرمای کافی برای ذوب شدن ظرف را ایجاد کند. با این حال، اگر همان مقدار در یک لایه نازک پخش شود، گرمازایی آن از بین می رود و زمان پخت اپوکسی با دمای محیط تعیین می شود. هر چه لایه اپوکسی نازکتر باشد، کمتر تحت تأثیر گرمای ناشی از واکنش خود قرار می گیرد و کندتر پخته می شود.
نقش هاردنر و سخت کننده در سیستم اپوکسی
معمولا جزء ب یا همان هاردنر تعیین کننده زمان سخت شدن و دیگر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی چسب میباشد و ممکن است در بیشتر چسب های، جزء آ یا رزین خصوصیات مشابه یکدیگر داشته باشند.
