رقیق کننده یا هاردنر مناسب برای رزین اپوکسی
مقایسه IPDA، آمینهای آلیفاتیک، پلی‌آمید و آنهیدرید بر اساس زمان کاری، مقاومت حرارتی و شیمیایی — با فرمول دقیق نسبت اختلاط، ماشین‌حساب و روشن‌شدن یک اشتباه رایج درباره C12-C14.
رقیق کننده C12-C14
هاردنر IPDA
پاسخ کوتاه
- انتخاب هاردنر بر سه محور است: زمان کاری، مقاومت حرارتی (Tg) و محیط شیمیایی؛ شرایط اجرا (دما، رطوبت، ضخامت) محور چهارم است.
- IPDA (آمین آلیسیکلیک): ویسکوزیته بسیار پایین (حدود ۱۳ تا ۲۰ mPa·s)، زمان ژل حدود ۲ ساعت، Tg تا حدود ۱۴۹°C در پخت کامل و مقاومت شیمیایی عالی؛ در سرما و رطوبت مستعد Blush و زیر حدود ۱۵°C مستعد تبلور است.
- آمینهای آلیفاتیک (DETA/TETA): سریع و گرمازا، زمان کار کوتاه (حدود ۲۰ تا ۳۰ دقیقه)، انعطاف کم.
- پلی‌آمید/آمیدوآمین: زمان کار بلند، چسبندگی و انعطاف بهتر؛ مقاومت حرارتی و شیمیایی پایین‌تر.
- نسبت اختلاط وزنی و استوکیومتریک است: phr = (AHEW ÷ EEW) × 100 — نه یک درصد ثابت برای همه.
- C12-C14 هاردنر نیست؛ رقیقکننده واکنشی است و با افزودنش باید نسبت هاردنر را دوباره حساب کنید.
- از محصولات سهند شیمی، فقط ایزوفورون دی‌آمین (BASF Baxxodur EC 201 و Evonik VESTAMIN IPD) هاردنر اپوکسی است؛ MEKP، کبالت، خمیر دی‌بنزوئیل پراکسید و آمین T-150 به رزین پلیاستر مربوط‌اند.
کاربرد هاردنر
هاردنر در رزین اپوکسی دقیقاً چه کاری میکند؟
رزین اپوکسی مایع (مثل DGEBA یا همان رزینهای بیسفنول A) به‌تنهایی سخت نمی‌شود. هر مولکول رزین حلقه‌های اپوکسید دارد و برای ساخته‌شدن شبکه سه‌بعدی، این حلقه‌ها باید با یک «شریک واکنش» باز شوند. در هاردنرهای آمینی، هر هیدروژن فعال متصل به نیتروژن یک حلقه اپوکسید را باز میکند. آمین اولیه (‑NH₂) دو هیدروژن فعال و آمین ثانویه (‑NH‑) یک هیدروژن فعال دارد؛ هرچه تعداد هیدروژن فعال در هر مولکول بیشتر باشد، پیوندهای عرضی بیشتری ساخته میشود.
تفاوت مهم با رزین پلیاستر
هاردنر اپوکسی «کاتالیست» نیست. در رزین پلیاستر، پراکسید (MEKP) با ۱ تا ۲ درصد فقط واکنش را شروع میکند؛ اما در اپوکسی، هاردنر خودش وارد ساختار شبکه میشود و باید بهاندازه معادل شیمیایی رزین باشد. به همین دلیل «درصد ثابت» برای همه رزین‌ها و هاردنرها وجود ندارد.
انتخاب محصول نسبت به نوع رزین
کدام محصول سهند شیمی برای کدام رزین است؟
در فروشگاه، محصولاتی با نام «هاردنر» و «شتاب‌دهنده» کنار هم دیده می‌شوند، اما شیمی‌شان دو دسته جداست: رزین اپوکسی با آمین (مثل ایزوفورون دی‌آمین) سخت میشود؛ رزین پلیاستر با پراکسید (MEKP یا BPO) و یک شتاب‌دهنده (کبالت یا آمین). این دو دسته با هم قابل جابه‌جایی نیستند.
| محصول | نقش | برای کدام رزین | مقدار مصرف تقریبی |
|---|---|---|---|
| ایزوفورون دی‌آمین BASF (Baxxodur EC 201) | هاردنر اپوکسی | اپوکسی (بیسفنول A/F) | حدود ۲۲ تا ۲۳ گرم به ازای ۱۰۰ گرم رزین (EEW≈۱۹۰)؛ با ماشین‌حساب دقیق حساب کنید |
| ایزوفورون دی‌آمین Evonik (VESTAMIN IPD) | هاردنر اپوکسی | اپوکسی (بیسفنول A/F) | مانند ردیف بالا (AHEW هر دو ≈ ۴۲.۶) |
| C12-C14 | رقیقکننده واکنشی (هاردنر نیست) | به رزین اپوکسی اضافه میشود | چند درصد وزنی از رزین طبق برگه فنی؛ نسبت هاردنر را دوباره حساب کنید |
| MEKP آکپروکس A60 | آغازگر پراکسیدی (کاتالیست) | پلیاستر غیراشباع و ژلکوت (نه اپوکسی) | معمولاً حدود ۱ تا ۲.۵٪ وزنی طبق برگه فنی رزین |
| MEKP ایران کیتون کتوناکس A60 | آغازگر پراکسیدی (کاتالیست) | پلیاستر غیراشباع و ژلکوت (نه اپوکسی) | مانند ردیف بالا |
| کبالت ساوه | شتاب‌دهنده فلزی برای MEKP | پلیاستر | کسر کوچکی از درصد؛ بسیاری از رزین‌ها پیش‌شتاب‌دهی‌شده‌اند، برگه فنی رزین را ببینید |
| کبالت ۱۰٪ ایساتیس | شتاب‌دهنده فلزی برای MEKP | پلیاستر | مانند ردیف بالا؛ چون غلظت بیشتری دارد، مقدار کمتری لازم است |
| خمیر دی‌بنزوئیل پراکسید آکپروکس | آغازگر BPO | پلیاستر (بتونه، سنگ مصنوعی، چسب سنگ) همراه شتاب‌دهنده آمینی | حدود ۱ تا ۵٪ وزنی طبق برگه فنی |
| خمیر دی‌بنزوئیل پراکسید ایران کیتون | آغازگر BPO | پلیاستر (بتونه، سنگ مصنوعی، چسب سنگ) همراه شتاب‌دهنده آمینی | مانند ردیف بالا |
| آمین T-150 | شتاب‌دهنده آمینی برای سیستم BPO (سورفکتانت آنیونی) | پلیاستر | معمولاً کسر کوچکی از درصد؛ طبق برگه فنی |
معیار انتخاب
چهار معیار انتخاب هاردنر
زمان کاری (Pot Life / Gel Time)
مدتی که مخلوط هنوز قابل اجراست. چون واکنش گرمازاست، جرم بزرگ‌تر و دمای بالاتر آن را کوتاه میکند؛ عددهای برگه فنی معمولاً برای مقدار و دمای مشخصی (مثلاً ۱۰۰ گرم در حدود ۲۵°C) گزارش می‌شوند.
مقاومت حرارتی (Tg)
دمایی که شبکه از حالت شیشه‌ای سخت به حالت نرم‌تر می‌رود. دمای کاری پیوسته را باید محسوس زیر Tg انتخاب کرد؛ Tg در نسبت استوکیومتریک و پخت کامل به بیشینه نزدیک میشود.
مقاومت شیمیایی
به چگالی اتصال عرضی و ساختار هاردنر بستگی دارد؛ آمینهای آلیسیکلیک و آروماتیک معمولاً در برابر اسید و حلال بهتر از پلیآمیدها عمل میکنند.
شرایط اجرا
دمای محیط و سطح، رطوبت، ضخامت لایه و جرم مخلوط. در سرما و رطوبت بالا، بعضی آمین‌ها پخت کند یا سطح مومی (Blush) میدهند.
مقایسه خانواده‌های هاردنر
جدول زیر دید کلی میدهد. اعداد نمونه‌وار و تقریبی‌اند؛ مقدار phr برای رزینی با EEW حدود ۱۹۰ محاسبه شده و ملاک نهایی همیشه برگه فنی همان محصول است.
| خانواده (نمونه‌ها) | AHEW | phr (EEW≈۱۹۰) | زمان کاری | Tg / حرارت | مقاومت شیمیایی | انعطاف |
|---|---|---|---|---|---|---|
| آمین آلیفاتیک خطی (DETA / TETA / TEPA) | ۲۰.۶ / ۲۴.۴ / ۲۷.۰ | ≈ ۱۱ / ۱۳ / ۱۴ | کوتاه (TETA حدود ۲۰–۳۰ دقیقه) | متوسط | خوب در برابر قلیا و بسیاری حلال‌ها؛ اسید متوسط | کم |
| آلیسیکلیک (IPDA / PACM / 1,3-BAC) | ۴۲.۶ / ۵۲.۶ / ۳۵.۶ | ≈ ۲۲ / ۲۸ / ۱۹ | متوسط تا بلند (IPDA حدود ۱۲۸ دقیقه) | بالا (IPDA تا حدود ۱۴۹°C) | عالی | متوسط |
| آروماتیک (DETDA / DDS) | ۴۴.۶ / ۶۲.۱ | ≈ ۲۳ / ۳۳ | بلند؛ عملاً با گرما | بسیار بالا | عالی (رنگ تیره؛ ملاحظات سلامت) | کم |
| پلی‌آمید / آمیدوآمین | ≈ ۹۰–۱۴۰ | ≈ ۴۷–۷۴ | بلند (اغلب بیش از ۱ ساعت؛ نیاز به زمان القا) | پایین تا متوسط | خوب برای آب و خوردگی؛ ضعیف‌تر در اسید و حلال قوی | بالا |
| آنهیدرید (MTHPA / HHPA) | وزن معادل ≈ ۱۶۶ / ۱۵۴ | ≈ ۷۵–۹۰ | بسیار بلند؛ پخت با گرما و شتاب‌دهنده | بالا | خوب در برابر اسید؛ ضعیف‌تر در قلیا | کم تا متوسط |
| دی‌سیان‌دی‌آمید (DICY) | ≈ ۲۱ | ≈ ۴–۸ (تجربی) | بسیار بلند (نهفته) | بالا | خوب | متوسط |
از خانواده‌های جدول بالا، هاردنری که سهند شیمی آرکا عرضه میکند ایزوفورون دی‌آمین (IPDA) است؛ برای ملاحظات سایر خانواده‌ها با کارشناسان فروش مشورت کنید.
IPDA در عمل
نقاط قوت و محدودیت‌ها
IPDA (ایزوفورون دی‌آمین، CAS 2855-13-2) پرکاربردترین آمین آلیسیکلیک است. سهند شیمی آرکا آن را با دو برند BASF (Baxxodur EC 201) و Evonik (VESTAMIN IPD) عرضه میکند؛ هر دو همان ایزوفورون دی‌آمین‌اند و AHEW یکسان (≈ ۴۲.۶) دارند. تفاوت بچ‌ها (رنگ، خلوص، آب) را از COA همان محموله بخوانید. چهار هیدروژن فعال و جرم مولکولی ۱۷۰.۳ دارد، پس AHEW = 170.3 ÷ 4 ≈ 42.6 و برای رزین با EEW حدود ۱۸۵ تا ۱۹۰، مصرفش در حدود ۲۲ تا ۲۳ گرم به ازای هر ۱۰۰ گرم رزین است.
- ویسکوزیته: بسیار پایین (حدود ۱۴ تا ۲۰ mPa·s)، پس اختلاط و تَر کردن الیاف آسان است.
- زمان ژل: در جدول مرجع حدود ۱۲۸ دقیقه (دمای اتاق)، یعنی چند برابر TETA.
- Tg: در سیستم DGEBA/IPDA استوکیومتریک تا حدود ۱۴۹°C گزارش شده است.
- تبلور: نقطه انجماد حدود ۱۰°C است و طبق برگه فنی Evonik زیر حدود ۱۵°C ممکن است متبلور شود؛ پیش از مصرف با گرمای ملایم کاملاً مایع کنید.
- Blush: مانند بسیاری آمین‌ها با CO₂ و رطوبت هوا کربامات می‌سازد؛ درِ ظرف را ببندید و در هوای سرد و مرطوب اجرا نکنید.
C12-C14 چیست؟
در بازار و بعضی متن‌ها، «C12-C14» به‌عنوان هاردنر معرفی میشود، اما C12-C14 هاردنر نیست. این نام مخفف آلکیل (C12–C14) گلیسیدیل اتر (CAS 68609-97-2) است؛ یک رقیقکننده واکنشی تک‌عاملی که یک گروه اپوکسید دارد، گروه آمینی ندارد و به‌تنهایی هیچ رزینی را سخت نمیکند.
- به رزین اضافه میشود تا ویسکوزیته کم شود (برگه‌های فنی: ارزش اپوکسی حدود ۰.۳۲ eq/100g به بالا و ویسکوزیته زیر حدود ۱۵ mPa·s).
- چون تک‌عاملی است، چگالی اتصال عرضی را کم میکند؛ نتیجه معمولاً افت Tg و مقاومت شیمیایی و کمی انعطاف بیشتر است.
- چون گروه اپوکسید دارد، EEW مخلوط را تغییر میدهد و باید مقدار هاردنر دوباره محاسبه شود.
فرمول EEW مخلوط رزین و رقیقکننده (با کسر وزنی هر جزء):
1 / EEWblend = wresin / EEWresin + wdiluent / EEWdiluent
مثال محاسباتی ۱: ۹۰٪ رزین (EEW=۱۹۰) + ۱۰٪ C12-C14 (EEW≈۳۰۰)
معادل اپوکسی در هر گرم مخلوط: ۰.۹ ÷ ۱۹۰ + ۰.۱ ÷ ۳۰۰ ≈ ۰.۰۰۵۰۷ → EEW مخلوط ≈ ۱۹۷.۲.
مقدار IPDA به ازای ۱۰۰ گرم مخلوط: ۴۲.۶ × ۰.۰۰۵۰۷ × ۱۰۰ ≈ ۲۱.۶ گرم (نه ۲۲.۴).
برگه فنی و شماره CAS را بخواهید. CAS ۶۸۶۰۹-۹۷-۲ یعنی رقیقکننده است، نه هاردنر. استفاده از آن به‌جای هاردنر باعث میشود رزین هرگز کامل سفت نشود.
نسبت اختلاط
فرمول نسبت اختلاط دقیق
برای هاردنرهای آمینی، منطق ساده است: به ازای هر معادل اپوکسید رزین، یک معادل هیدروژن فعال هاردنر لازم است.
AHEW = جرم مولکولی ÷ تعداد هیدروژن فعال
phr = (AHEW ÷ EEW) × 100
جرم هاردنر (g) = جرم رزین (g) × phr ÷ 100
- EEW (وزن معادل اپوکسی) را از برگه فنی یا COA همان بچ رزین بخوانید (مثلاً ۱۸۴ تا ۱۹۰ برای رزینهای رایج).
- AHEW را از برگه فنی هاردنر بخوانید یا خودتان حساب کنید: IPDA → ۱۷۰.۳ ÷ ۴ ≈ ۴۲.۶؛ TETA → ۱۴۶.۲ ÷ ۶ ≈ ۲۴.۴.
- اختلاط را وزنی انجام دهید. چون چگالی IPDA حدود ۰.۹۲ و رزین حدود ۱.۱۶ g/cm³ است، نسبت وزنی ۱۰۰ به ۲۲.۴ در حجم تقریباً ۱۰۰ به ۲۸ میشود؛ اختلاط حجمی با عدد وزنی خطاست.
phr = ۴۲.۶ ÷ ۱۹۰ × ۱۰۰ ≈ ۲۲.۴ → ۵۰۰۰ × ۰.۲۲۴ ≈ ۱۱۲۱ گرم IPDA.
اثر نسبت اشتباه
هاردنر زیاد: آمین آزاد باقی می‌ماند → سطح چسبناک/مومی، نرمی، افت Tg و مقاومت شیمیایی.
هاردنر کم: اپوکسید واکنش‌نداده → پخت ناقص، شبکه ضعیف و افت Tg. افزودن بیش‌ازحد هاردنر هرگز پخت را سریع‌تر و بهتر نمیکند!
ماشین‌حساب نسبت اختلاط (استوکیومتریک)
این ابزار فقط نسبت استوکیومتریک را حساب میکند. EEW رزین را از برگه فنی یا COA همان بچ و EEW رقیقکننده را از برگه فنی C12-C14 وارد کنید. برای هاردنرهای فرمولهشده و ادکت‌ها، نسبت اعلام‌شده در برگه فنی همان محصول مرجع است.
انتخاب بر اساس کاربرد
انتخاب هاردنر بر اساس کاربرد
| کاربرد | دسته پیشنهادی | دلیل | مراقبت |
|---|---|---|---|
| کفپوش صنعتی با مقاومت شیمیایی | آلیسیکلیک فرمولهشده (مبتنی بر IPDA) | مقاومت شیمیایی و سختی بالا | دمای مناسب اجرا؛ خطر Blush در سرما و رطوبت |
| پوشش یا کفپوش با نیاز به انعطاف و چسبندگی | آمیدوآمین / پلی‌آمید | انعطاف، چسبندگی، زمان کار بلند | مقاومت اسید و حلال پایین‌تر |
| لمینیت فایبرگلاس و ریختهگری ضخیم | آلیسیکلیک یا آمیدوآمین کندتر | گرمای کمتر، زمان کار بیشتر | توده بزرگ را در ظرف نگه ندارید |
| چسب یا ترمیم سریع | آمین آلیفاتیک سریع (مثل TETA) | پخت سریع | زمان کار کوتاه و گرمازایی شدید |
| قطعات دمابالا و عایق الکتریکی | آنهیدرید، آروماتیک یا IPDA با پخت ثانویه | Tg بالا | نیاز به کوره و برنامه پخت |
| پوشش پودری | DICY یا هاردنر فنولیک | پایداری در دمای محیط و پخت در کوره | پخت حدود ۱۴۰ تا ۲۰۰°C |
| اجرا در هوای سرد یا مرطوب | هاردنرهای فرمولهشده مخصوص دمای پایین | پخت در سرما و مقاومت به Blush | طبق برگه فنی محصول |
نکات ایمنی
هاردنرهای آمینی خورنده و حساسیت‌زا هستند
با دستکش مقاوم شیمیایی، عینک ایمنی و لباس مناسب کار کنید، تهویه کافی داشته باشید و از تماس با پوست و چشم پرهیز کنید. در صورت تماس، فوراً با آب فراوان بشویید. دور از اسیدها و منابع حرارتی و دور از دسترس کودکان نگهداری شود.
اشتباهات رایج هنگام استفاده
تعمیم یک درصد ثابت (مثلاً «۱ به ۲» یا «۱۰٪») به همه رزین‌ها و هاردنرها.
اختلاط حجمی به‌جای وزنی با عدد وزنی (توضیح در بخش ۶).
فراموش‌کردن اصلاح نسبت هنگام افزودن رقیقکننده واکنشی مثل C12-C14.
فرض EEW ثابت برای همه بچ‌ها؛ EEW را از COA هر بچ بخوانید.
اجرا در دمای حدود ۱۰°C و پایین‌تر یا رطوبت بالا؛ پخت کند یا Blush.
باز گذاشتن درِ ظرف هاردنر؛ جذب CO₂ و رطوبت و تشکیل کربامات.
اختلاط ناقص؛ دیواره و کف ظرف را بتراشید، حداقل ۲ تا ۳ دقیقه مخلوط کنید و در صورت نیاز مخلوط را به ظرف دوم منتقل کنید.
نگه داشتن توده بزرگ مخلوط در ظرف؛ گرمای واکنش خودتسریع میشود. مخلوط را روی سطح پخش کنید.
تصاویر محصول
سوالات متداول
آیا هر هاردنری را میتوان با هر رزین اپوکسی استفاده کرد؟
هاردنرهای آمینی با اغلب رزینهای اپوکسی بیسفنول A/F سازگارند، اما مقدار مصرف باید بر اساس EEW همان رزین محاسبه شود؛ پلیآمیدها به زمان القا نیاز دارند و آنهیدرید یا DICY فقط با گرما عمل میکنند.
اگر هاردنر را کمی بیشتر بریزم سریع‌تر خشک میشود؟
خیر. مقدار غیراستوکیومتریک باعث پخت ناقص، چسبناکی و افت Tg و مقاومت شیمیایی میشود. سرعت پخت را نوع هاردنر، دما و در صورت لزوم شتاب‌دهنده تعیین میکند، نه افزایش مقدار هاردنر.
C12-C14 چیست و آیا هاردنر است؟
خیر. C12-C14 (آلکیل گلیسیدیل اتر، CAS 68609-97-2) رقیقکننده واکنشی است که به رزین اضافه میشود و ویسکوزیته را کم میکند؛ گروه آمینی ندارد و رزین را سخت نمیکند. مصرف آن EEW مخلوط را تغییر میدهد و نسبت هاردنر باید دوباره محاسبه شود.
چرا سطح اپوکسی چسبناک یا مومی میشود؟
معمولاً به دلیل واکنش آمین با CO₂ و رطوبت هوا (کربامات یا Blush) در دمای پایین و رطوبت بالاست. لایه را با آب گرم و صابون بشویید و پیش از لایه بعدی سنباده بزنید.
تفاوت هاردنر اپوکسی با کاتالیست پلیاستر چیست؟
کاتالیست پلیاستر (MEKP) با ۱ تا ۲ درصد فقط واکنش را آغاز میکند؛ هاردنر اپوکسی وارد ساختار شبکه میشود و باید بهاندازه معادل شیمیایی رزین باشد.
برای لمینیت فایبرگلاس با اپوکسی چه هاردنری مناسب است؟
برای لمینیت و ریختهگری حجم بالا هاردنرهای کندتر (آلیسیکلیک فرمولهشده یا آمیدوآمین) گرمای کمتر و زمان کار بیشتری میدهند؛ آمینهای سریع مثل TETA در جرمهای بزرگ خطر گرمای شدید دارند. ملاک نهایی برگه فنی هاردنر و رزین است.
محصولات مرتبط با این مقاله
برای اجرای پروژه‌تان لازم دارید
هاردنر IPDA (ایزوفورون دی‌آمین)
هاردنر و شتاب‌دهنده
رزین اپوکسی NPEL-128
رزین اپوکسی
رزین اپوکسی اپیران 06
رزین اپوکسی
الیاف فایبرگلاس چکاد EWR-400
الیاف فایبرگلاس
مقالات مرتبط
مقالات مرتبط با انتخاب هاردنر مناسب برای رزین اپوکسی
تفاوت رزین مایع و پودری
بیشتر بدانید ←
بهترین رزین اپوکسی برای کامپوزیت
بیشتر بدانید ←
بهترین رزین اپوکسی برای سنگ مصنوعی
بیشتر بدانید ←