Resine Epossidiche: Struttura chimica

Struttura Chimica delle Resine Epossidiche

Le resine epossidiche sono sostanzialmente dei polieteri, ma mantengono il nome di epossidiche in virtù della presenza di gruppi epossidici.

I polieteri sono prodotti polimerici la cui caratteristica principale è costituita da unità contenenti legami carbonio-ossigeno rappresentabili schematicamente con la formula generale

– [R – O] n –

dunque in base alla natura del radicale R si possono distinguere vari polimeri tra cui gli epossidici. Il gruppo epossidico è un anello a tre membri

O

/ \

H2C – CH

Questi anelli hanno una notevole tensione interna e si aprono molto facilmente, questa predisposizione a legarsi con facilità permette a loro la formazione di un gran numero di composti finali.

L epossietano (ossido di etilene) è un esempio elementare di epossido

La reazione dei gruppi epossidici è altamente esotermica; infatti, se l’anello epossidico viene aperto o con un catalizzazione o con un agente indurente, si sviluppa una grande quantità di calore. Man mano che la temperatura aumenta, l’indurimento procede ad una velocità maggiore.

Le resine epossidiche sono resine termoindurenti le cui molecole, ingrandite 10 milioni di volte, si possono paragonare a brevi segmenti di filo la cui lunghezza varia da 1 a 2 cm per quanto riguarda i prodotti liquidi per quelli solidi di diversi centimetri. Una volta che le resine si sono indurite e i fili si sono collegati fra di loro per gli estremi, ciascuna molecola si unisce a diverse altre disponendosi come le corde di una rete da pesca ma senza un disegno preordinato.

Le resine epossidiche indurite sono caratterizzate da un elevatissimo peso molecolare e da una molecola a reticolo tridimensionale rafforzata da legami di gruppi polari vicini fra loro. Tale configurazione molecolare è conseguenza delle loro eccezionali proprietà meccaniche, e determina una elevata resistenza alla deformazione di scorrimento viscoso. Il polimero tridimensionale,ottenuto dalla reazione di indurimento, risulta, inoltre poco sensibile alle variazioni di temperatura, assicurando così il mantenimento delle proprietà meccaniche.

Proprietà del prodotto

Le principali proprietà del prodotto indurito sono:

• perfetta adesione ai materiali da costruzione impiegati determinata dal grande numero di gruppi polari contenuti nella molecola capaci di stabilire legami fisici di affinità con i costituenti minerali dei suddetti materiali o con gruppi organici polari di certi materiali quali ad esempio il legno;
• limitatissimo ritiro durante l’ indurimento in quanto la reazione non presenta formazione di prodotti secondari volatili;
• elevata resistenza all’ attacco chimico di acqua, di sostanze alcaline e di aggressivi chimici.

Resistenza delle resine epossidiche indurite agli agenti chimici

Durata della prova in Mesi

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

Acqua deonizzata

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

Acqua Marina

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

Sale cucina al 5%

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

Sale cucina al 20%

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

Petrolio

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

Kerosene

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

Benzina

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

Acido solforico al 40%

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

Acido solforico al 50%

X

Acido cloridrico al 10%

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

Acido cloridrico concentrato

X

X

Acido nitrico al 10%

X

X

X

X

X

X

X

Acido fosforico al 10%

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

Acido fosforico al 50%

X

X

X

X

X

X

X

X

X

Ammoniaca

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

Soda Caustica al 5%

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

Soda caustica al 30%

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

Lisciva di scarico

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

Acido acetico al 10%

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

Acido Etilico al 50%

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

Toluolo

X

Eptano / Toluolo al 50%

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

resiste

Attaccato con rigonfiamento

Abbiamo dunque capito che le resine epossidiche sono invincibili , ma come e da dove arriva tale potere.

Come detto da un gruppo epossidico iniziale

In questi polimeri n può essere dell’ordine di 25 (si avrebbe un prepolimero solido, una plastica dura che andrebbe fusa per essere miscelata) ma più facilmente sarà un diepossido, molecola più piccola allo stato liquido

Quando verrà mescolato con un reagente ad esempio con una diammina partirà un reazione chimica che, terminata, darà vita ad un polimero non lineare, ma un sistema reticolato

Il risultato è una grande molecola, una sostanza dura e molto tenace, ma che non può più essere trasformata, non può essere fusa è perciò stampata.