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Resina epossidica

Polimero termoindurente con reazione a freddo
Una siringa per l'applicazione di resina epossidica. Sono visibili i due componenti, costituiti dal precursore della resina epossidica e dall'induritore.

Le resine epossidiche sono polimeri termoindurenti con reazione a freddo. Il formulato è normalmente costituito da una resina base (componente A) e da un indurente (componente B), i quali, miscelati accuratamente nel rapporto d’uso indicato dal produttore, solidificano, dando origine ad uno strato vetrificato lucido.

Indice

CaratteristicheModifica

Le resine epossidiche sono vetrose a temperatura ambiente e vengono quindi miscelate con diluenti per abbassarne la viscosità a livelli adeguati per l'impregnazione delle fibre. I diluenti sono sostanze epossidiche mono-, bi- e tri- funzionali che possiedono una viscosità decisamente inferiore alla resina epossidica da bisfenolo A o bisfenolo F.

La viscosità di una resina epossidica senza diluente può variare moltissimo, assumendo un comportamento liquido (bassa viscosità) o solido (elevata viscosità); di solito queste resine si presentano sotto forma di di-epossido, ossia di molecole costituite da una catena lineare alla cui estremità trovano posto i gruppi epossidici (CH2OCH-) con i quali reagiscono gli agenti leganti durante la polimerizzazione. I gruppi ad anello contribuiscono ad aumentare la rigidità e la resistenza al calore delle resine.

Le resine epossidiche sono dotate di caratteristiche fisiche superiori e tempi di reazione più brevi rispetto alle poliesteri e alle vinilesteri e il loro prezzo è più elevato.

SintesiModifica

La sintesi di resine epossidiche avviene in due fasi, la formazione dei monomeri e la polimerizzazione.

Il processo di polimerizzazione è notevolmente diverso da quello di altre resine, infatti vengono usati induritori.

Le resine epossidiche più utilizzate sono ottenute a partire da bisfenolo A ed epicloridrina. Facendo reagire queste due sostanze in condizioni standard, si ottengono degli oligomeri ciascuno contenente un anello epossidico. La reticolazione avviene tramite l'uso di ammine per reazione con gli anelli epossidici.

Sintesi dei monomeriModifica

La maggior parte dei monomeri epossidici, presenti nelle resine commerciali sono prodotti dalla reazione di un composto con gruppi ossidrilici elettrofili (fenoli per esempio) ed epicloroidrina:

 

Nella prima reazione (che è una sostituzione nucleofila) i gruppi ossidrilici del premonomero reagiscono con la epicloroidrina formando il monomero con un gruppo aloidrinico.

Nella seconda reazione avviene la formazione di un nuovo anello epossidico con eliminazione di acido cloridrico a seguito dell'aggiunta di idrossido di sodio.

Resine epossidiche al bisfenolo AModifica

Le resine epossidiche al bisfenolo A sono generalmente bicomponenti: nel primo componente è presente il bisfenolo A, nel secondo invece gli agenti polimerizzanti e catalizzatori, epicloroidrina, e idrossido di sodio.

 

Nella prima reazione avviene la formazione del vero e proprio monomero con reazione tra il bisfenolo A e la epicloroidrina; tale reazione è un'addizione nucleofila.

Nella seconda reazione catalizzata dal'idrossido di sodio, si ha la vera e propria formazione del monomero funzionale.

Il monomero diglidicidilestere del bisfenolo A, reagendo con ulteriore bisfenolo A, da luogo alla polimerizzazione:

 

Al posto del bisfenolo A, possono esseri impiegati altri tipi di bisfenoli: F o bromurati.

Queste resine tipicamente avranno minore viscosità rispetto a quelle a bisfenolo A, possiedono inoltre anche un maggiore contenuto di gruppi epossidici a parità di peso, che una volta completamente polimerizzate conferiscono alla resina maggiore resistenza chimica rispetto a quella a bisfenolo A.[1]

UtilizziModifica

Questa categoria di resine è la più utilizzata per la realizzazione di materiali compositi avanzati, ottenuti mediante la combinazione della resina con delle fibre.

NoteModifica

  1. ^ (EN) Ha Q. Pham e Maurice J. Marks, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 15 ottobre 2005, DOI:10.1002/14356007.a09_547.pub2, ISBN 9783527306732. URL consultato il 29 luglio 2019.

Collegamenti esterniModifica

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