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 الایبوکسي یعمل کعازل جید للکهرباء و یحتمل درجات حرارة تبلغ 100 درجة مئویة.
ينتمي راتنج الإيبوكسي إلى مجموعة الراتنجات المتصلبة بالحرارة حيث تتميز هذه الراتنجات بعدم إمكانية إعادة تشكيلها بالحرارة بعد تحولها إلى مادة صلبة نتيجة لتكون سلاسل بوليميرية طويلة متشابكة مع بعضها وهو ما يسمى بالربط التشابكي . يحتوي راتنج الإيبوكسي على مجموعتين أو أكثر من مجاميع الإيبوكسايدالتي تتألف من ذرة أُوكسجين مرتبطة مع ذرتي كاربون ترتبط مجموعة الإيبوكسي كيميائياً مع الجزيئات الأُخرى لتشكيل شبكة ثلاثية الأبعاد ذات ربط تشابكي بعملية المعالجة. يتميز راتنج الإيبوكسي بالصلادة والمقاومة الكيميائية العاليتين نسبياً إضافة إلى ذلك يمتلك هذا الراتنج قابلية إلتصاق نوعي عالي بسبب التركيب الكيميائي لهذا الراتنج والمتمثل في مجموعة الإيثرات والهيدروكسيل والمجاميع القطبية التي تعطي متانة وإلتصاق عالية وتكسب المادة صلادة وقوة ، لذلك يستعمل في التطبيقات التي تتطلب إداءاً وظيفياً عالياً. تتفاعل هذه الراتنجات مع المصلدات أثناء المعالجة ويكون التفاعل غير مصحوب بإنبعاث الماء أو تحرر أي منتجات ثانوية مما يجعل التقلص الحجمي قليل جداً (أقل من 2%) وبالتالي يكتسب الراتنج قوة وخواص ميكانيكية عالية إضافة إلى ذلك تمتلك راتنجات الإيبوكسي المعالجة متانة عالية نتيجة للبعد بين نقاط الربط التشابكي ووجود السلاسل الإليفانية المتكاملة.
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. للإیبوکسي تطبیقات متعددة منها :
• يستخدم الايبوكسي كطلاء عازل لتسربات المياه في الخزانات الاراضية وفي بيارات الصرف الصحي كما يستخدم في بعض الاحيان للعزل المائي في اسطح المنازل والبيوت
• يستخدم الايبوكسي كمونه وربط جزاين منفصلين مثله مثل الاسمنت . كما هو الحال في حصول عمليه التعشيش للاعمده . فيتم استخدام هذه المادة للتقويه المونه الاسمنتيه بالاضافه وسد الفراغات بين الخرسانه
• يستخدم الايبوكسى في معالجة الرخام والجرانيت ليكسبه طبقة رقيقة جدا ومن ثم ليجعل سطح الرخام والجرانيت املس وناعم بالإضافة للصلابة والحماية من العوامل الجوية. يستخدم أيضا في لصق بعض أنواع الرخام والجرانيت معا
• نظرا لتعدد أنواع هذه المركبات ، فسنجد له استخدامات كثيرة مثل لصق قلوب الفرايت لمحولات التردد العالى ونظرا لخواص العزل الجيدة تستخدم في تثبيت بعض المكونات كما أن غالبية المكونات مثل الثنائيات والترانزيستورات والدوائر المتكاملة تصنع من غلاف إيبوكسى ، منه الشفاف كما في الثنائيات الباعثة للضوء ومنه المعتم كالترانزيستورات والمتكاملات الخ. أيضا يستخدم في تغطية الدوائر لحجب التركيب الداخلى
• يستخدم الإيبوكسي الراتنج، عندما يخلط مع الخضاب بوضع طبقات واحدة فوق الأخرى

المواصفات المیکانیکیة لدهان الإیبوکسي

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 القصوی للإزاغة 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.

میزات دهان الایبوکسي علی الأرضيات

• 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
• وقت المعالجة الحراریة لمصلب الایبوکسي أو وقت البلمرة فيه مرتفع نسبياً وسيستغرق وقتاً طويلاً
• يجب حمل مصلب راتنجات الايبوكسي بحذر ويجب توخي الحذر عند استخدامه، لأنه قد يسبب حساسية للبشرة
• بشکل عام، راتنجات الایبوکسي لیست منعطفة بالذات و حساسة بالنسبة الی التشقق

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

خصائص 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 .

مساوئ راتنجات الايبوكسي

• أسعارها أغلى من الراتنجات البوليستر .
• وقت الطهي المتصلب أو وقت البلمرة طويل نسبيًا وستستغرق معالجته وقتًا طويلاً.
• يجب التعامل مع المُصلِدات بعناية ، ويجب توخي الحذر الشديد عند استخدام المواد المُصَلِّبة لأنها قد تسبب حساسية الجلد.
• بشكل عام ، راتنجات الايبوكسي وحدها ليست قابلة للمطيلية للغاية و عرضة للتشقق .