ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างอีพ็อกซี่และโพลียูรีเทนคืออีพ็อกซี่ประกอบด้วยกลุ่มอีพอกไซด์ในขณะที่โพลียูรีเทนมีสารเชื่อมยูรีเทน ในมุมมองของการใช้งาน ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างอีพ็อกซี่และโพลียูรีเทนคือ อีพอกซีเรซินสามารถต้านทานอุณหภูมิปานกลางในขณะที่โพลียูรีเทนสามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้
ทั้งอีพ็อกซี่และโพลียูรีเทนเป็นวัสดุโพลีเมอร์ พอลิเมอร์เป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ที่มีหน่วยการทำซ้ำขนาดเล็กจำนวนมาก (โมโนเมอร์) โมโนเมอร์เหล่านี้รวมกันเพื่อสร้างพอลิเมอร์ คำว่าอีพ็อกซี่ใช้เพื่อตั้งชื่ออีพอกซีเรซินที่ประกอบด้วยกลุ่มฟังก์ชันอีพ็อกซี่ในรูปแบบซ้ำโพลียูรีเทนยังเป็นวัสดุพอลิเมอร์ที่มีข้อต่อยูรีเทน
อีพ็อกซี่คืออะไร
อีพ็อกซี่หรืออีพอกซีเรซินเป็นชั้นของวัสดุพอลิเมอร์ที่ประกอบด้วยกลุ่มฟังก์ชันอีพ็อกซี่ เป็นรูปแบบของโพลียูรีเทน โพลีเมอร์เหล่านี้สามารถเป็นได้ทั้งโพลีเมอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำหรือโพลีเมอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงที่มีกลุ่มอีพอกไซด์อย่างน้อยสองกลุ่ม ในการผลิตในระดับอุตสาหกรรม น้ำมันปิโตรเลียมส่วนใหญ่เป็นแหล่งหลักสำหรับการผลิตอีพอกซีเรซิน อย่างไรก็ตาม มีแหล่งที่มาจากพืชด้วยเช่นกัน
อีพอกซีเรซินสามารถทำปฏิกิริยาซึ่งกันและกันผ่านตัวเร่งปฏิกิริยาโฮโมพอลิเมอไรเซชันและทำให้เกิดการเชื่อมโยงระหว่างกัน มิฉะนั้น อีพอกซีเรซินสามารถทำปฏิกิริยากับสารประกอบอื่นๆ เช่น;
- เอมีน
- กรด
- ฟีนอล
- แอลกอฮอล์
- ธีออลส์
สารเหล่านี้เป็นตัวทำปฏิกิริยาร่วม ชื่ออื่นๆ สำหรับตัวทำปฏิกิริยาร่วมเหล่านี้คือสารทำให้แข็งหรือสารบำบัด ดังนั้นปฏิกิริยาเชื่อมขวางที่อีพอกซีเรซินได้รับกับสารบำบัดเหล่านี้จึงหมายถึง "การบ่ม" กระบวนการเชื่อมขวางทำให้เกิดเทอร์โมเซตติงโพลีเมอร์ที่มีคุณสมบัติทางเคมีและทางกลที่ดี
รูปที่ 01: อีพอกซีเรซิน
วิธีการคำนวณจำนวนจำเพาะของกลุ่มอีพ็อกซี่ที่มีอยู่ในอีพอกซีเรซินมีดังนี้:
- อัตราส่วนระหว่างจำนวนกลุ่มอีพ็อกซี่และมวลของวัสดุพอลิเมอร์ให้จำนวนเฉพาะของกลุ่มอีพอกไซด์ในอีพอกซีเรซิน
- หน่วยวัดนี้คือ “mol/kg” บางครั้งเราเรียกคำนี้ว่า “หมายเลขอีพ็อกไซด์”
อีพอกซีเรซินทั่วไปและที่สำคัญบางรูปแบบ
อีพอกซีเรซินบิสฟีนอลเอ
อีพอกซีเรซินประเภทนี้เป็นผลมาจากการผสมผสานของอิพิคลอโรไฮดรินและบิสฟีนอลเอ การรวมกันนี้ทำให้บิสฟีนอล เอ ไดไกลซิดิลอีเทอร์ หากเราเพิ่มปริมาณบิสฟีนอลเอ (เมื่อเทียบกับอีพิคลอโรไฮดริน) ก็จะให้วัสดุพอลิเมอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง วัสดุพอลิเมอร์นี้เป็นวัสดุเชิงเส้นตรงและเป็นวัสดุผลึกกึ่งของแข็ง
บิสฟีนอลเอฟอีพอกซีเรซิน
ที่นี่เราใช้ bisphenol F แทน bisphenol A แต่วิธีสร้างพอลิเมอร์เหมือนกับ bisphenol A epoxy resin (ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น)
โนโวแลคอีพอกซีเรซิน
อีพอกซีเรซินโนโวแลคก่อตัวเมื่อฟีนอลทำปฏิกิริยากับฟอร์มาลดีไฮด์และผ่านไกลโคซิเลชันด้วยอีพิคลอโรไฮดริน โดยส่วนใหญ่แล้ว วัสดุพอลิเมอร์นี้มีความทนทานต่อสารเคมีสูงและทนต่ออุณหภูมิสูงแต่มีความยืดหยุ่นต่ำ
อะลิฟาติกอีพอกซีเรซิน
โพลีเมอร์เหล่านี้ก่อตัวขึ้นจากไกลโคซิเลชันของแอลกอฮอล์อะลิฟาติกหรือโพลิออล วัสดุพอลิเมอร์นี้มีความหนืดต่ำที่อุณหภูมิห้อง
โพลียูรีเทนคืออะไร
โพลียูรีเทนเป็นวัสดุพอลิเมอร์ที่มีข้อต่อยูรีเทน (ข้อต่อคาร์บาเมต) ไอโซไซยาเนตและโพลิออลผ่านกระบวนการโพลิเมอไรเซชันเพื่อสร้างโพลียูรีเทน แม้ว่าชื่อโพลียูรีเทนจะให้แนวคิดว่าพอลิเมอร์ประกอบด้วยโมโนเมอร์ยูรีเทน แต่แท้จริงแล้วประกอบด้วยตัวเชื่อมยูรีเทน ไม่ใช่โมโนเมอร์
รูปที่ 02: เก้าอี้ทำจากโพลียูรีเทน
เมื่อใช้โมโนเมอร์สำหรับการผลิตโพลียูรีเทน ไอโซไซยาเนตควรมีกลุ่มฟังก์ชันอย่างน้อยสองกลุ่มที่อนุญาตให้ผ่านกระบวนการโพลิเมอไรเซชันนอกจากนี้ โพลิออลควรมีหมู่ไฮดรอกซิลอย่างน้อยสองหมู่ต่อโมเลกุล ปฏิกิริยาระหว่างโมโนเมอร์ในการเกิดพอลิเมอไรเซชันนี้เป็นปฏิกิริยาคายความร้อนโดยให้ความร้อนออกจากของผสมของปฏิกิริยา ตัวเชื่อมยูรีเทนเกิดขึ้นเมื่อกลุ่ม –N=C=O ของไอโซไซยาเนตทำปฏิกิริยากับกลุ่ม –OH ของแอลกอฮอล์เพื่อสร้างตัวเชื่อมยูรีเทน (-NH-C(=O)-O)
อีพ็อกซี่และโพลียูรีเทนแตกต่างกันอย่างไร
อีพ็อกซี่กับโพลียูรีเทน |
|
| อีพ็อกซี่หรืออีพอกซีเรซินเป็นชั้นของวัสดุพอลิเมอร์ที่ประกอบด้วยกลุ่มฟังก์ชันอีพ็อกซี่ | โพลียูรีเทนเป็นวัสดุพอลิเมอร์ที่มีข้อต่อยูรีเทน |
| โมโนเมอร์ | |
| โมโนเมอร์สำหรับอีพอกซีเรซินคือฟีนอลและอีพิคลอโรไฮดริน แต่โมโนเมอร์อาจแตกต่างกันไปตามชนิดของอีพอกซีเรซิน | โมโนเมอร์สำหรับโพลียูรีเทนคือโพลิออลและไอโซไซยาเนต |
| แนวต้าน | |
| แสดงการต่อต้านกรดอินทรีย์ที่ค่อนข้างต่ำ | มีความทนทานต่อการกัดกร่อนสูง กรดอนินทรีย์ ตัวทำละลายด่าง ด่างอินทรีย์ และตัวทำละลายอื่นๆ อีกมากมาย |
| ทนความร้อน | |
| อีพอกซีเรซินสามารถทนต่ออุณหภูมิปานกลางได้ | โพลียูรีเทนสามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้ |
สรุป – Epoxy vs Polyurethane
อีพ็อกซี่เป็นโพลียูรีเทนชนิดหนึ่ง โพลีเมอร์เหล่านี้ได้ชื่อมาจากการเชื่อมโยงซ้ำที่มีอยู่ในวัสดุพอลิเมอร์แทนที่จะเป็นโมโนเมอร์ที่ใช้สำหรับการผลิต ความแตกต่างระหว่างอีพ็อกซี่และโพลียูรีเทนคือ อีพอกซีเรซินประกอบด้วยกลุ่มอีพอกไซด์ ในขณะที่โพลียูรีเทนมีสารเชื่อมยูรีเทน