Hóa chất nhựa Epoxy resin
Nhựa epoxy resin là polyme nhiệt rắn được hình thành do phản ứng của các monome epoxy resin với chất đóng rắn hoặc chất làm cứng. Các monome epoxy resin thường được hình thành do phản ứng của epichlorohydrin với bisphenol-A, tạo thành một monome hai chức năng với hai nhóm epoxy resin. Phản ứng được hiển thị dưới đây:
Bisphenol-A + Epichlorhydrin → Diglycidyl Ether của Bisphenol-A (DGEBA)
Sau đó, monome DGEBA có thể phản ứng với chất đóng rắn hoặc chất làm cứng, thường chứa các nhóm amin. Phản ứng giữa monome DGEBA và chất đóng rắn là phản ứng cộng nucleophin, trong đó nhóm amin phản ứng với nhóm epoxy resin để tạo thành liên kết cộng hóa trị, phản ứng được hiển thị dưới đây:
DGEBA + H2N-R-NH2 → DGEBA-R-NH-(DGEBA)n-NH-R-DGEBA
trong đó R là nhóm cầu nối giữa các nhóm amin.
Natri hydroxit (NaOH) là một bazơ mạnh có thể được sử dụng làm chất đóng rắn cho nhựa epoxy resin. NaOH phản ứng với các nhóm epoxy resin trong monome DGEBA để tạo thành phản ứng mở vòng, trong đó nguyên tử oxy trong nhóm epoxy resin bị proton hóa bởi ion hydroxit. Phản ứng được thể hiện dưới đây:
DGEBA + NaOH → DGEBA-Na+ + H2O
Phản ứng mở vòng dẫn đến sự hình thành các ion natri, ion này có thể phản ứng với các nhóm epoxy resin khác để tạo thành mạng lưới liên kết ngang.
n DGEBA-Na+ → (DGEBA-Na+)(DGEBA)n(DGEBA-Na+)
Mạng liên kết ngang tạo thành một cấu trúc ba chiều, mang lại cho nhựa epoxy resin các tính chất cơ học và hóa học.Mật độ liên kết ngang của nhựa epoxy resin có thể được kiểm soát bằng cách điều chỉnh nồng độ NaOH trong hỗn hợp đóng rắn.
Điều chế nhựa Epoxy resin bằng Natri Hydroxide
Quá trình điều chế nhựa epoxy resin sử dụng natri hydroxit bao gồm một số bước. Bước đầu tiên là tổng hợp monome DGEBA, được tạo thành từ phản ứng của epichlorohydrin với bisphenol-A. Phản ứng thường được thực hiện với sự có mặt của chất xúc tác, chẳng hạn như dưới dạng natri hydroxit, thúc đẩy sự hình thành monome DGEBA. Phản ứng được thể hiện dưới đây:
Bisphenol-A + Epichlorhydrin + NaOH → DGEBA + NaCl + H2O
Sau đó, monome DGEBA được tinh chế bằng cách chưng cất để loại bỏ mọi tạp chất và nguyên liệu ban đầu chưa phản ứng.
Bước tiếp theo là chuẩn bị hỗn hợp đóng rắn, có chứa monome DGEBA và natri hydroxit. Hỗn hợp đóng rắn cũng có thể chứa các chất phụ gia khác, chẳng hạn như chất xúc tiến và chất độn, có thể thay đổi tính chất của nhựa epoxy resin. Hỗn hợp đóng rắn thường được điều chế bằng cách hòa tan natri hydroxit trong dung môi, chẳng hạn như nước hoặc etanol, sau đó thêm monome DGEBA vào dung dịch. Nồng độ natri hydroxit trong hỗn hợp đóng rắn có thể được điều chỉnh để kiểm soát mật độ liên kết ngang của nhựa epoxy resin.
Sau khi hỗn hợp đóng rắn được chuẩn bị, nó sẽ được phủ lên bề mặt hoặc khuôn. Quá trình đóng rắn có thể xảy ra ở nhiệt độ phòng hoặc ở nhiệt độ cao, tùy thuộc vào đặc tính mong muốn của nhựa epoxy resin. Thời gian đóng rắn cũng có thể khác nhau tùy thuộc vào nồng độ của natri hydroxit và nhiệt độ của quá trình đóng rắn.Sau khi nhựa epoxy resin được đóng rắn, nó có thể được xử lý sau ở nhiệt độ cao để cải thiện hơn nữa các tính chất cơ học và hóa học của nó.
Ưu điểm của việc sử dụng natri hydroxit
NaOH là một hóa chất có chi phí thấp và phổ biến rộng rãi, khiến nó trở thành một lựa chọn hấp dẫn để sản xuất nhựa epoxy resin quy mô lớn. phản ứng giữa natri hydroxit và epoxy resin monome không cần nhiệt độ hay áp suất cao, điều này làm cho quá trình này an toàn hơn và thân thiện với môi trường hơn so với các chất đóng rắn khác.
Ngoài ra, việc sử dụng natri hydroxit làm chất đóng rắn có thể dẫn đến nhựa epoxy resin có các đặc tính độc đáo.Ví dụ, mật độ liên kết ngang của nhựa epoxy resin có thể được kiểm soát bằng cách điều chỉnh nồng độ natri hydroxit trong hỗn hợp đóng rắn.Điều này có thể dẫn đến Nhựa epoxy resin với các mức độ linh hoạt, độ cứng và khả năng kháng hóa chất khác nhau.Hơn nữa, việc sử dụng natri hydroxit có thể dẫn đến nhựa epoxy resin có đặc tính bám dính được cải thiện, làm cho chúng thích hợp để sử dụng trong lớp phủ và chất kết dính.
Các ứng dụng của nhựa Epoxy resin được sản xuất bằng Natri Hydroxide
Nhựa epoxy resin được sản xuất bằng natri hydroxit có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng.Một trong những ứng dụng chính là trong chất phủ và chất kết dính.Nhựa epoxy resin có thể được sử dụng làm lớp phủ để bảo vệ bề mặt khỏi bị ăn mòn, mài mòn và sự phản ứng với của hóa chất.Nhựa epoxy resin được sản xuất bằng cách sử dụng natri hydroxit có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng. Nhựa cũng có thể được sử dụng làm chất kết dính để liên kết các vật liệu với nhau, chẳng hạn như kim loại, gốm sứ và nhựa.
Một ứng dụng khác của nhựa epoxy resin được sản xuất bằng natri hydroxit là trong ngành công nghiệp điện tử. Nhựa epoxy resin có thể được sử dụng để bọc các linh kiện điện tử, chẳng hạn như mạch tích hợp và cảm biến, để bảo vệ chúng khỏi độ ẩm và hư hỏng cơ học. Nhựa epoxy resin cũng được sử dụng làm chất điện môi vật liệu trong bảng mạch in và các thiết bị điện tử khác.
Nhựa epoxy resin được sản xuất bằng natri hydroxit cũng có thể được sử dụng trong ngành xây dựng. Nhựa epoxy resin có thể được sử dụng làm chất kết dính cho cốt liệu, chẳng hạn như cát và sỏi, để tạo thành bê tông cường độ cao. Nhựa epoxy resin cũng có thể được sử dụng để sửa chữa vật liệu cho các kết cấu bê tông bị hư hỏng, chẳng hạn như cầu và các tòa nhà.
