إيبوكسي أو راتنجات ایبوکسي (Resin Epoxy) مادة كيمائية تعتبر أحد أنواع اللدائن الصلبة بالحرارة. ذات مركبين : أساس(resin)  ومصلب (hardner) هي شديدة الالتصاق ومقاوم للاحتكاك والمواد الكيماوية سواء كانت أحماض أو قلویات أو قواعد أو مذيبات، حيث تتشكل طبقة عازلة عند جفافها. تستخدم كطلاء أو مونة أو لاصق.

راتنج الإيبوكسي يُعتبر عازلاً جيداً للكهرباء ويستطيع تحمل درجات حرارة تصل إلى 100 درجة مئوية. ينتمي راتنج الإيبوكسي إلى مجموعة الراتنجات المتصلبة بالحرارة، والتي تتميز بعدم إمكانية إعادة تشكيلها بعد أن تتصلب. يتم هذا التصلب نتيجة لتكوين سلاسل بوليميرية طويلة ومتشابكة، وهو ما يُعرف بالربط التشابكي. يحتوي راتنج الإيبوكسي على مجموعتين أو أكثر من مجاميع الإيبوكس، التي تتكون من ذرة أكسجين مرتبطة بذرتي كربون. هذه المجموعات تتفاعل كيميائياً مع الجزيئات الأخرى أثناء عملية المعالجة لتكوين شبكة ثلاثية الأبعاد من الروابط التشابكية.

يتميز راتنج الإيبوكسي بصلابة عالية ومقاومة كيميائية جيدة، مما يجعله مناسباً للتطبيقات التي تتطلب أداءً وظيفياً عالياً. إلى جانب ذلك، يتمتع راتنج الإيبوكسي بقابلية التصاق عالية، وذلك بفضل تركيبه الكيميائي الذي يحتوي على مجموعات إيثر وهيدروكسيل ومجاميع قطبية أخرى. هذه المجموعات تعزز من متانة المادة وقوتها.

خلال عملية المعالجة، يتفاعل راتنج الإيبوكسي مع المصلدات دون إطلاق الماء أو أي منتجات ثانوية، مما يقلل من التقلص الحجمي إلى أقل من 2%. هذه الميزة تساهم في زيادة القوة والخواص الميكانيكية للمادة بعد التصلب. بالإضافة إلى ذلك، تمتاز راتنجات الإيبوكسي المتصلبة بمتانة عالية بسبب البعد بين نقاط الربط التشابكي ووجود سلاسل أليفانية متكاملة.

للإیبوکسي تطبیقات متعددة منها :

• استخدامات راتنج الإيبوكسي: يستخدم في مجموعة واسعة من التطبيقات مثل الطلاءات، اللواصق، المواد المركبة، المكونات الإلكترونية، والأنظمة العازلة.
• المقاومة الكيميائية: يتميز راتنج الإيبوكسي بمقاومته للتآكل والتأثيرات البيئية مثل الرطوبة، مما يجعله مناسباً للاستخدامات الخارجية.
• الإضافات الممكنة: يمكن تحسين خصائص راتنج الإيبوكسي بإضافة مواد أخرى مثل الألياف الزجاجية أو الكربونية لتعزيز قوته وتحمله.
• التحكم في عملية التصلب: يمكن تعديل عملية التصلب من خلال التحكم في نسبة المصلدات، مما يؤثر على خواص المادة النهائية.

راتنج ایبوکسي هو الأکثر استعمالا فی صناعة التدعیم و التعزیز بمواد FRP و یحل بالمرکز الثاني بعد راتنجات البولي استر فی تصنیع مواد FRP المرکبة نظرا لسعره المرتفع. حالیا تحل المواد المرکبة المصنطعه من الیاف الکربون او الزجاج او الأرامید المرکبة مع صمغ الایبوکسي (راتنج ایبوکسي و مصلب) کبدیل للأشب المعدنیة او المواد المرکبة المصطنعة من زجاج البولي استر.

المواصفات المیکانیکیة لدهان الإیبوکسي الأرضيات

تستخدم دهان الایبوکسی للارضیات و نظرا لمواصفاتها المیکانیکیة الجیدة تستخدم راتنجات الایبوکسي فی تصنیع المواد المرکبة عالیة القوة. مواصفات صمغ و راتنج الایبوکسي هي کالآتی:
الکتلة الحجمیة 1000 الی 1500 kg/m3 ، معامل المرونة 3 -5 غیغا باسکال، الجهد الأقصی فی الشد 60 -80 میغاباسکال، الجهد الاقصی فی الإنحناء 100 -150 میغاباسکال، زیادة الطول فی الجهد الاقصی 2-5 % ، مقاومة القص 30 – 50 میغاباسکال و درجة الحرارة القصوى للبث 290 درجة مئویة. استخدام راتنجات الایبوکسي یؤدی الی انتاج مادة مرکبة ذات جودة عالیة.
یستخدم الایبوکسی فی مجالات صناعیة متعددة منها الطیارات و غیرها و لکن تبقی صناعة تقوية و تدعیم المنشآت هی الصناعة الأکثر استخداما للایبوکسي. تتوفر راتنجات الایبوکسي فی لزوجات متعددة و لکل منها توجد مصلبات خاصة. راتنجات الایبوکسی تفوق راتنجات البولی استر التجاریة و الفینیل استر بقوامها و قوتها و عادتا ما تستعمل في الترمیم و التدعيم البدائي للمباني الخرسانیة. عادتا یعالج الایبوکسي فی 3000 درجة مئویة و لکن  لتقومیة لدرجات حرارة اعلی من ذلک، یتوجب معالجتة بدرجات حرارة اعلی. المصلبات المتداولة فی الایبوکسي هی ثاني اتیل ثالث آمین أو بأختصار (Deta Hardner) أو مصلب تتا. المدة و الحرارة المطلوبة لمعالجة الایبوکسی بمصلب تتا تتبع مواصفات الایبوکسي.

ممیزات دهانات epoxy مضادة للسکون و الحمضیات الأرضيات

دهانات epoxy مضادة للسکون و الحمضیات  تُستخدم لحماية الأرضيات في البيئات الصناعية التي تتعرض لشحنات كهربائية ثابتة ومواد كيميائية قاسية. تتميز هذه الدهانات بمقاومتها العالية للتآكل والمواد الحمضية، كما تمنع تراكم الشحنات الكهربائية، مما يجعلها مثالية للمصانع، والمختبرات، والمرافق التي تتطلب مستوى عالٍ من الحماية. خصائص هذه المنتج نحو التالی:

• الخصائص الميكانيكية للراتنج الإيبوكسي ، مثل قوة الشد ، قوة الانثناء ، قوة الانضغاط ، مقاومة الصدمات ، الزحف ، إلخ ، هي أكثر من نفس الخصائص في راتنجات البوليستر
• الخصائص الميكانيكية للمركب المصنوع من راتنجات الايبوكسي مع TETA Hardener لا تتغير إلى درجة حرارة حوالي 100 درجة مئوية
• راتنجات الايبوكسي لديها مجموعة واسعة من الخصائص الميكانيكية والفيزيائية التي يمكن تحسينها عن طريق إضافة مواد مختلفة مثل الحشو و و المواد الغیرمتماثلة
• في عملية صنع راتنجات الايبوكسي بمختلف أنواع المصلبات مثل مصلب تتا و … لا توجد مونومرات متطايرة وسامة
• انخفاض راتنجات الإيبوكسي عند التقلیب قلیل جدا (من نصف إلى واحد بالمائة) أثناء تشكيل المركب، وعندما تكون مغلفة بمادة مصلدة ، مثل مصلب تتا ، فإن الانكماش يكون ضئيلاً للغاية
• مقاومة راتنجات الايبوكسي جيدة جدا في التعامل مع المواد الكيميائية العدوانية والمذيبات العضوية
• التصاق راتنجات الإيبوكسي بالأسطح الخرسانية و الصلبة و ألياف FRP المرکبة ممتاز
• راتنجات الايبوكسي قادرة على تشبیع مواد FRP بمختلف الأشکال بشكل جيد للغاية

عیوب الایبوکسي

• أسعار راتنجات الايبوكسي هي أكثر تكلفة من راتنجات البوليستر
• يجب حمل مصلب راتنجات الايبوكسي بحذر ويجب الحذر عند استخدامه، لأنه قد يسبب حساسية للبشرة
• بشکل عام، راتنجات الایبوکسي لیست منعطفة بالذات و حساسة بالنسبة الی التشقق

• التأثير البيئي: بعض مكونات الإيبوكسي يمكن أن تكون ضارة للبيئة إذا لم تُستخدم أو تُعالج بشكل صحيح

الراتنجات في فئة مواد الكيميائية تصنف أنها من البوليمرات تتوفر من مصادر طبيعية و مصطنعة وتوجد في شكلين ، شبه صلبة وسائلة ، لها خصائص وتطبيقات مختلفة في الصناعة . هناك العديد من أنواع الراتنجات ، وأكثرها استخداما راتنجات الايبوكسي . يشير مصطلح الإيبوكسي إلى مجموعة من المواد الكيميائية التي ترتبط فيها ذرة الأكسجين بذرتي كربون. يتم الحصول على راتنجات الايبوكسي المستخدمة في الموقع عن طريق خلط جزأين ، راتينج و المصلد ، مما يخلق خصائص فريدة لهذه المادة . اليوم ، تمتلك العائلة الكبيرة من راتنجات الايبوكسي أعلى كفاءة بين الراتنجات في الصناعة. راتنجات الايبوكسي بشكل عام متفوقة على أنواع أخرى من الراتنجات في المقاومة الكيميائية والتفكك الناتجة من العوامل البيئية و الخصائص الميكانيكية ، مما أدى إلى الاستخدام الحصري تقريبا لراتنجات الإيبوكسي في قطعات أو هياكل خاصة . من ناحية أخرى ، نظرًا للالتصاق العالي لهذه الراتنجات ومقاومتها للتفكك حين التلامس مع الماء ، فهي مثالية للاستخدام في الهياكل المتقدمة والصناعات الدفاعية و النفط و الغاز و البناء و التدعيم و السيارات و…

انواع الراتنجات

تنقسم الراتنجات إلى فئتين: الراتنجات الطبيعية والاصطناعية.

الراتنجات الطبيعية

يأتي راتنج مادة البوليمر هذه من مصادر مختلفة ، بما في ذلك : النباتات و الحشرات و المعادن . قبل الإنتاج الضخم للراتنجات الاصطناعية ، كانت الأنواع الطبيعية تستخدم على نطاق واسع. ومع ذلك ، مع ظهور الراتنجات الاصطناعية ، أصبحت مجموعة التطبيقات من الأنواع الطبيعية أقل استخداما .

الراتنجات الاصطناعية

مع تقدم العلم والتكنولوجيا ، لم تلبي الراتنجات الطبيعية الأخرى احتياجات اليوم ، لذلك بدأ الباحثون والحرفيون في البحث عن بديل مناسب لهذه المادة المستخدمة على نطاق واسع و بعد الكثير من الجهد و استخدام الراتنجات الطبيعية ، تمكن العلماء من إنتاج أول راتنج اصطناعي . كانت لهذه المواد الاصطناعية خصائص فيزيائية مماثلة للأنواع الطبيعية ولكنها كانت متفوقة عليها بشكل عام . تفوقت هذه المركبات من حيث السعر و الاستقرار و التوحيد و القوة و الإنتاج . نظرًا لأن الراتنجات الاصطناعية بتم تصنيعها في ظل ظروف خاضعة للرقابة ، فقد تم حساب كمية الإنتاج الإجمالي وصافي ودقيقة .

1.أنواع الراتنجات الاصطناعية

2.راتنج أسيتات الفينيل

3.راتنج البولي أستر

ممیزات راتنجات الايبوكسي

• التوافق مع العديد من المواد المختلفة
• سهولة الاستعمال
• مقاومة للعوامل البيئية
• مقاومة الشد و الانضغاط و الانحناء عالية جدا
• استقرار الأبعاد
• عزل كهربائي ممتاز
• و…

في التطبيقات الهندسية ، غالبًا ما يكون من الضروري الجمع بين خصائص المواد . على سبيل المثال ، في صناعة الطيران و صناعة تدعيم المباني و النقل و ما شابه ذلك ، لا يمكن استخدام نوع من المواد التي توفر جميع الخصائص المطلوبة . في صناعة الطيران ، على سبيل المثال ، هناك حاجة إلى مواد خفيفة الوزن وقوية . تتمتع بمقاومة جيدة للتآكل أو في صناعة تدعيم المباني ، لتحسين أداء المبنى ضد الزلازل ، من الضروري استخدام مواد ذات مقاومة عالية جدًا في نفس الوقت يكون الوزن منخفض . لأن الوزن العالي لمبنى في الزلزال خطير للغاية و يزيد من الاضرار .

راتنجات الايبوكسي هي عوازل كهربائية ممتازة و يمكن أن تتحمل درجات حرارة تصل إلى 100 س . راتنجات الايبوكسي هي الراتينج الأكثر استخداما في صناعة تدعيم مع الـ FRP ، و بعد راتنجات البوليستر غير المشبعة ، لديها أعلى استهلاك في إعداد المواد المركبة FRP . نظرًا لارتفاع أسعار راتنجات الايبوكسي ، فإن حجم استهلاكها في المواد المركبة FRP منخفض .

اليوم ، حلت العديد من الأجزاء المركبة المصنوعة من ألياف الكربون أو الزجاج أو بوليمرات الأراميد بالاشتراك مع مادة لاصقة الإيبوكسي (راتنجات الايبوكسي والصلب) محل سبائك معدنية تقليدية ومركبات بوليستر زجاجية . يتم استخدام لاصق الإيبوكسي في صناعات متعددة مثل بناء خزانات الضغط العالي ، انتاج عناصر عالية القوة ( مركبات مصنوعة من ألياف الكربون وراتنج الإيبوكسي) ، وسترة واقية للرصاص (مركب ألياف الأراميد وراتنج الإيبوكسي) صناعة الطائرات ، كهرباء المباني والصناعات البحرية . راتنجات الايبوكسي لديها أيضا تطبيقات مختلفة مثل طلاء السطح والأرضيات الصناعية وبطانة FRP للخزانات والأنابيب والمركبات.

تطبيقات راتنجات الايبوكسي

يتم إنتاج مركب FRP عالي الجودة باستخدام راتنجات الإيبوكسي وألياف FRP . لتحقيق الجودة النهائية ، مطلوب وقت نقل وبلمرة مرتفع نسبيًا لحوالي بضع ساعات إلى بضع عشرات من الساعات عند درجة حرارة عالية نسبيًا بين 50 و 1000 درجة مئوية. فيما يلي بعض خصائص راتنجات الايبوكسي:

تستخدم راتنجات و لاصق الايبوكسي في التطبيقات المتقدمة مثل تصنيع الطائرات و تطبيقات الفضاء و الدفاع ، وكذلك في العديد من الخرسانة المدعمة مواد المركبة ، ومع ذلك ، فهي تستخدم بشكل شائع في أعمال تدعيم FRP . تتوفر راتنجات الايبوكسي في مجموعة متنوعة من اللزوجة و المواد الصلبة . راتنجات الايبوكسي أكثر مقاومة بكثير من البوليستر التجاري وإسترات الفينيل ، وتستخدم راتنجات الإيبوكسي بشكل أكثر شيوعًا لتدعيم الهياكل الخرسانية. كما أنها تظهر مقاومة أكثر للقلوية. يتم طهي الإيبوكسي في درجات حرارة قريبة من 3000 درجة مئوية ، ولكن لجعلها أكثر مقاومة لدرجات الحرارة المرتفعة ، يجب إعطاؤها المزيد من الحرارة أثناء الطهي.عادة ما تحتفظ معظم الإيبوكسيات بشكل وأبعاد القالب بشكل جيد . احدا مواد المساهمة في طهي لاصق الايبوكسي هو مصلد دي اتيل تري آمين  (DETA Hardener) أو مصلد تتا . يعتمد الوقت والحرارة اللازمين لطهي الإيبوكسيات بواسطة Hardener Theta على نوع راتنجات الايبوكسي المستخدمة. هناك أيضًا عدد من المسرعات التي تتم إضافتها إلى راتنجات الايبوكسي لزيادة سرعة الطهي . يمكن استخدام راتنجات الايبوكسي القائمة على نوفولاك لتوفير مقاومة حرارية أعلى من راتنجات الايبوكسي الأخرى . في صناعة البناء ، بسبب الخصائص الخاصة لراتنج الإيبوكسي وتفوق هذه الخصائص على الأسمنت والمواد الأخرى ، يتم استخدامها أيضًا على نطاق واسع لما يلي :

ملء و عزل المائي الشقوق السطحية

التصاق الخرسانة الجديدة بالخرسانة الصلبة

ترميم وإصلاح الشقوق

و …

تجدر الإشارة إلى أنه استخدام راتنج الايبوكسي في مختلف تطبيقات إعداد السطح مهم جدا .

ميزات راتنج الايبوكسي

تتمتع راتنجات الايبوكسي بالمزايا التالية على راتنجات البوليستر:

• الخواص الميكانيكية لراتنج الايبوكسي مثل مقاومة الشد ، مقاومة الانحناء ، مقاومة الضغط ، مقاومة الصدمات ، الزحف و … ، تكون من خصائص المشابهة في راتنجات البوليستر .
• لا تتغير الخصائص الميكانيكية للمركب المصنوع من راتنجات الايبوكسي مع TETA Hardener الى درجات حرارة تصل إلى حوالي 100 درجة مئوية.
• راتنجات الايبوكسي لديها مجموعة واسعة من الخصائص الميكانيكية والفيزيائية ، والتي يتم تعزيزها من خلال إضافة مواد مختلفة مثل الحشوات والمتغيرات.
• لا توجد مونومرات متطايرة أو سامة في عملية طهي راتنجات الايبوكسي باضافات مختلفة مثل Teta Hardeners.
• راتنجات الإيبوكسي لديها انخفاض صغير جدًا حين التشكيل المركب (من نصف إلى واحد في المائة) ولها انكماش صغير جدًا عند طبخها باستخدام مواد صلبة مثل مادة تقسية ثيتا.
• مقاومة راتنجات الايبوكسي عند هجوم مواد الكيميائية العدوانية و المذيبات العضوية ممتازة.
• راتنجات الايبوكسي لديها القدرة على تشبع مجموعة واسعة من الألياف FRP و المدعمات الأخرى .