Nhựa epoxy là gì? Đặc điểm, tính ứng dụng của nhựa epoxy

Nhựa epoxy là một dạng vật liệu đa năng chinh phục mọi lĩnh vực. Với những đặc tính vượt trội như độ bền bỉ cao, khả năng chống chịu hóa chất tuyệt vời,… nhựa epoxy trở thành một phương án tối ưu không thể thiếu trong xây dựng, công nghiệp, thủ công mỹ nghệ và thậm chí cả đời sống hàng ngày. Hãy cùng Tín Phát Sports tìm hiểu nhựa epoxy là gì, ứng dụng phổ biến của nhựa epoxy và quy trình điều chế nhựa epoxy trong công nghiệp nhé!

Nhựa epoxy là gì?

Nhựa epoxy, hay còn gọi là keo epoxy hoặc epoxy resin, là một loại nhựa tổng hợp dạng lỏng, có gốc nhựa composite. Epoxy có khả năng bám dính, kháng nước và chịu lực tốt. Nó là một polymer tạo nhiệt được tạo thành từ hai thành phần chính: Nhựa epoxy (resin) và chất đóng rắn (hardener). Khi trộn hai thành phần này với nhau, chúng sẽ xảy ra phản ứng hóa học, tạo thành một hợp chất rắn chắc và có độ bám dính cao.

Nhựa epoxy có nhiều ứng dụng trong đời sống, bao gồm:

• Sơn phủ bề mặt: Nhựa epoxy được sử dụng để sơn phủ bề mặt các vật liệu như kim loại, gỗ, bê tông,… nhằm bảo vệ bề mặt khỏi trầy xước, ăn mòn và các tác động hóa chất.
• Keo dán: Nhựa epoxy được sử dụng như keo dán để kết dính các loại vật liệu khác nhau như kim loại, gỗ, nhựa, đá,…
• Đúc khuôn: Nhựa epoxy được sử dụng để đúc khuôn các sản phẩm như đồ trang sức, đồ thủ công mỹ nghệ, linh kiện điện tử,…
• Xử lý bề mặt: Nhựa epoxy được sử dụng để xử lý bề mặt các vật liệu như gỗ, kim loại,… nhằm tạo độ bóng mịn và tăng độ bám dính.
• Lớp lót hoặc lớp phủ vỏ tàu: Nhựa epoxy được sử dụng để làm lớp lót hoặc lớp phủ vỏ tàu thuyền nhằm bảo vệ tàu khỏi tác động của nước biển và các sinh vật biển.

Ngoài ra, nhựa epoxy còn được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác như y tế, hàng không vũ trụ, xây dựng,…

Đặc điểm của nhựa epoxy

Tính chất vật lý

Nhựa epoxy có những đặc điểm vật lý như sau:

Tính chất hóa học

Nhựa epoxy có những đặc điểm hóa học như sau:

Ngoài ra, Nhựa Epoxy còn có một số tính chất hóa học khác như: Khả năng ổn định hóa học cao, ít bị biến dạng, hay khả năng dễ dàng phân hủy sinh học, ít độc hại cho sức khỏe và môi trường.

Ưu và nhược điểm của nhựa epoxy

Ưu điểm

• Bám dính rất tốt trên nhiều loại vật liệu khác nhau, bao gồm: Kim loại, gỗ, bê tông, nhựa, đá, thủy tinh,… Nhờ vậy, nó thường được dùng để làm keo dán, chất trám trét, lớp phủ bảo vệ,…
• Khả năng chịu lực và độ bền cao sau khi đóng rắn. Có thể chịu được tải trọng lớn mà không bị biến dạng hoặc gãy vỡ. Điều này ứng dụng tốt vào các ngành sản xuất các bộ phận máy móc, thiết bị, vỏ tàu thuyền,…
• Khả năng chống lại nhiều loại hóa chất, bao gồm axit, bazơ, dung môi, muối,
• Có thể chống nước và chống ẩm tuyệt vời, dùng để sản xuất các lớp phủ sàn, lớp phủ bể bơi, hồ chứa, mái nhà,…
• Cách điện hiệu quả nên được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng điện và điện tử như: Sản xuất các bảng mạch in, vỏ bọc thiết bị điện, lớp phủ cách điện,…
• Dễ dàng gia công bằng các phương pháp gia công cơ bản như: Cắt, mài, đục, khoan,… để chế tạo thành nhiều dạng khác nhau, đáp ứng nhu cầu sử dụng đa dạng.
• Tính thẩm mỹ cao với bề mặt sáng bóng, mịn màng, nhiều màu sắc và hoa văn.
• Chịu nhiệt độ cao, lên đến hàng trăm độ C, mà không bị biến dạng hoặc phân hủy.
• Nhựa Epoxy đã đóng rắn thường không độc hại và an toàn cho người sử dụng.
• Có nhiều loại với giá bán khác nhau, phù hợp với nhu cầu và ngân sách của nhiều đối tượng sử dụng.

Nhược điểm

Bên cạnh những ưu điểm nổi bật, Nhựa Epoxy cũng có một số nhược điểm cần lưu ý trước khi lựa chọn sử dụng:

• Thời gian nhựa epoxy đóng rắn khá nhanh, cần thao tác thi công nhanh chóng và chính xác. Nếu không cẩn thận, Epoxy có thể bị đóng rắn trước khi hoàn thành thi công, dẫn đến lãng phí và ảnh hưởng đến chất lượng công trình.
• Khó tháo gỡ, khó tái chế hơn các vật liệu khác.
• Bề mặt thi công dễ bị bong tróc sau một thời gian sử dụng nếu không được xử lý sạch sẽ và đúng kỹ thuật.
• Khả năng chịu tia UV kém, có thể bị ngả màu hoặc ố vàng khi tiếp xúc trực tiếp với ánh nắng mặt trời trong thời gian dài.
• Nhựa epoxy ở dạng lỏng có thể gây kích ứng da và mắt, do đó cần sử dụng các biện pháp bảo hộ lao động khi thi công như: Găng tay, khẩu trang, kính bảo hộ,…
• Có thể bị bắt lửa và cháy nổ trong điều kiện nhất định nên cần lưu ý an toàn phòng cháy chữa cháy khi sử dụng và bảo quản.
• Quá trình sản xuất và sử dụng nhựa epoxy có thể tạo ra một số chất thải độc hại ảnh hưởng đến môi trường.

Nhìn chung, nhựa epoxy là một loại vật liệu đa năng với nhiều ưu điểm nổi bật. Tuy nhiên, bạn cũng cần lưu ý những nhược điểm và tuân thủ các biện pháp an toàn khi sử dụng để đảm bảo sản phẩm hoạt động hiệu quả và tối ưu.

Thành phần chính của nhựa epoxy

Nhựa epoxy được tạo thành từ hai hợp chất chính:

Nhựa epoxy (Epoxy resin):

• Là thành phần chiếm tỷ lệ cao trong hỗn hợp epoxy.
• Có nhiều loại nhựa epoxy khác nhau, phổ biến nhất là Bisphenol A Diglycidyl Ether (DGEBA).
• Nhựa epoxy có cấu trúc gồm các mạch polymer dài, chứa các nhóm epoxy (-O-CH2-CH-O-) ở cuối mạch.

Chất đóng rắn (Hardener):

Là chất kích hoạt phản ứng đóng rắn của nhựa epoxy. Có nhiều loại chất đóng rắn, được phân thành hai nhóm chính là: Amine và Anhydride.

• Chất đóng rắn amine: Phản ứng với nhóm epoxy của nhựa để tạo thành liên kết ngang, giúp epoxy cứng và rắn chắc. Loại chất đóng rắn amine phổ biến nhất là Polyamine.
• Chất đóng rắn anhydride: Phản ứng với nhóm epoxy của nhựa để tạo thành liên kết ngang, đồng thời giải phóng axit. Loại chất đóng rắn anhydride phổ biến nhất là Methylhexahydrophthalic Anhydride (MHHPA).

Ngoài hai thành phần chính trên, nhựa epoxy có thể chứa thêm một số phụ gia khác như:

• Chất làm loãng: Giúp giảm độ nhớt của epoxy, dễ dàng thi công hơn.
• Chất tạo màu: Giúp tạo màu sắc cho epoxy theo ý muốn.
• Chất phụ gia: Cải thiện một số tính chất của epoxy như độ dẻo, độ bền, khả năng chống cháy,…

Quy trình sản xuất nhựa epoxy

Quy trình sản xuất nhựa epoxy có thể được chia thành các giai đoạn chính: Chuẩn bị nguyên liệu --> Phản ứng polyme hóa --> Tách và tinh chế --> Đóng gói và bảo quản.

Đối với nhựa epoxy phân tử thấp

Chuẩn bị: 

• Trọng lượng phân tử 370  – 600 điều chế theo đơn (tính theo Mol).
• Doxi difenil propan.
• Epi clohidrin.
• NaOH (dạng dung dịch 15%).

Quy trình sản xuất nhựa epoxy phân tử thấp:

• Bước 1: Cho Epiclohidrin vào trước, sau đó đến Dioxy diphenil propan vào nồi phản ứng làm bằng thép không gỉ, có cánh khuấy mỏ neo (30 vòng/phút), có áo bọc để đun nóng và làm lạnh và có thiết bị làm lạnh khuấy hỗn hợp cho đến khi thu được huyền phù đồng nhất.
• Bước 2: Rót 65% lượng kiềm vào nồi phản ứng từ thùng lường.
• Bước 3: Nâng nhiệt độ trong nồi đến 60 – 65℃ và giữ trong 1 giờ. Thêm 22% lượng kiềm và nâng nhiệt độ đến 65 – 70℃ thì ta thấy phản ứng ngưng tụ hỗn hợp tiếp tục xảy ra mãnh liệt
• Bước 4: Sau khi giữ được 2 giờ, ta rót dung dịch kiềm còn lại (13%) vào nồi và giữ nhiệt độ 70 – 75℃ trong 45 phút. Vậy là đã kết thúc quá trình điệu chế nhựa epoxy phân tử thấp.

Đến đây thì quá trình điều chế nhựa Epoxy xem như kết thúc. Bạn có thể cho dần dung dịch kiềm nồng độ 15%, thậm chí là loại 50% vào hỗn hợp Dioxy difenil propan và Epiclohidrin.

Lưu ý: Bước thực hiện khó khăn nhất là khi làm sạch NaCl khỏi nhựa bằng cách rửa nước ở nhiệt độ 50℃. Việc rót nước vào, trộn lắng và tháo nước rửa ra lặp lại từ 3 – 5 lần. Kết hợp với đó là thao tác sấy liên tục và làm sạch nhựa epoxy theo phương pháp hòa tan nhựa vào Toluen khỏi các tinh thể NaCl. Khi Toluen được chưng cất hoàn toàn thì rót nhựa còn lại từ nồi ra thùng.

Đối với nhựa epoxy phân tử cao

Nhựa epoxy phân tử cao có trọng lượng phân tử 1500 – 300mol và nóng chảy ở nhiệt độ từ 145 – 155℃. Do đó, có thể điều chế nhựa epoxy phân tử cao bằng cách lấy nhựa tinh khiết khi đun nóng chảy với Dioxidiphenil propan mà không cần phải rửa nhựa.

Nhiều tài liệu công bố phương pháp chế tạo nhựa epoxy từ Dioxyphenil propan và Diclohidrin của Glixerin bằng cách ngưng tụ có dùng NaOH. Nhựa epoxy phân tử cao, hay còn gọi là nhựa epoxy béo, có độ nhớt thấp (25 – 125 cP) và hàm lượng nhóm epoxy lớn (trên 20%). Thế nên nhựa này có thể ứng dụng bằng cách pha loãng nhựa epoxy (loại xuất phát từ Dioxy diphenil propan).

Các ứng dụng của nhựa epoxy

Nhựa Epoxy với những đặc tính ưu việt như độ bám dính cao, chịu lực tốt, chống hóa chất, chống nước, cách điện, v.v. đang ngày càng trở thành vật liệu quan trọng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Dưới đây là một số ứng dụng tiêu biểu của nhựa Epoxy:

Trong xây dựng:

• Thi công sàn nhà: Nhựa epoxy được sử dụng để thi công sàn nhà cho các khu vực công nghiệp, nhà xưởng, nhà kho, siêu thị, trung tâm thương mại,… do khả năng chịu tải cao, chống mài mòn tốt, dễ dàng vệ sinh.
• Lớp phủ chống thấm: Nhựa epoxy được sử dụng để phủ lên bề mặt bê tông, tường, mái nhà để chống thấm nước, chống hóa chất, bảo vệ kết cấu công trình.
• Keo dán kết cấu: Nhựa epoxy được sử dụng để dán kết nối các cấu kiện xây dựng như thép, bê tông, gỗ,… do độ bám dính cao, chịu lực tốt.
• Sơn epoxy: Nhựa epoxy được sử dụng để sản xuất sơn epoxy có độ bóng cao, khả năng chống trầy xước, chống hóa chất tốt, dùng để sơn cho các bề mặt kim loại, gỗ, nhựa,…

Trong công nghiệp:

• Sản xuất các bộ phận máy móc: Nhựa epoxy được sử dụng để sản xuất các bộ phận máy móc như vỏ máy, cánh quạt, bánh răng,… do khả năng chịu lực tốt, chống rung, chống mài mòn.
• Lớp phủ bảo vệ: Nhựa epoxy được sử dụng để phủ lên bề mặt kim loại, máy móc để bảo vệ khỏi sự ăn mòn, hóa chất, va đập,…
• Dán điện tử: Nhựa epoxy được sử dụng để dán các linh kiện điện tử do khả năng cách điện tốt, chịu nhiệt cao.
• Gia công khuôn mẫu: Nhựa epoxy được sử dụng để gia công các khuôn mẫu cho ngành đúc, ép nhựa do độ chính xác cao, chịu nhiệt tốt.

Trong đời sống:

• Trang trí nội thất: Nhựa epoxy được sử dụng để trang trí nội thất như mặt bàn, kệ, tủ,… với nhiều màu sắc, hoa văn phong phú.
• Sản phẩm thủ công mỹ nghệ: Nhựa epoxy được sử dụng để chế tạo các sản phẩm thủ công mỹ nghệ như đồ lưu niệm, tượng, tranh 3D,…
• Dụng cụ thể thao: Nhựa epoxy được sử dụng để sản xuất dụng cụ thể thao như ván trượt, vợt cầu lông, gậy đánh golf, v.v. do độ bền cao, chịu lực tốt.
• Ngành y tế: Nhựa epoxy được sử dụng để sản xuất các dụng cụ y tế như kim cấy ghép, răng giả, v.v. do khả năng tương thích sinh học tốt.

Ngoài ra, nhựa epoxy còn được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác như:

• Ngành hàng không vũ trụ: Sản xuất các bộ phận máy bay, tàu vũ trụ,…
• Ngành đóng tàu thuyền: Sản xuất vỏ tàu, thuyền, du thuyền,…
• Ngành ô tô: Sản xuất các bộ phận xe hơi.
• Ngành khai thác mỏ: Sản xuất các dụng cụ khai thác.

Lưu ý khi sử dụng nhựa epoxy

Suy cho cùng, nhựa epoxy cũng là một loại hóa chất có tác dụng mạnh. Thế nên trong bất kỳ trường hợp tiếp xúc nào, bạn cũng nên mang đồ bảo hộ như: Găng tay, khẩu trang, kính mắt, ủng,… để bảo đảm an toàn cho bản thân. Thêm vào đó, nên hạn chế tiếp xúc với epoxy quá thường xuyên, không đưa vào miệng và nên vệ sinh cơ thể thật sạch sau khi sử dụng.

Về vấn đề lưu trữ và bảo quản nhựa epoxy, bạn có thể đặt để chai, lọ, thùng chứa nhựa ở nơi khô ráo, thoáng mát. Hạn chế để nhựa ở nơi có độ ẩm cao hay tiếp xúc trực tiếp với ánh nắng mặt trời. Sau mỗi lần sử dụng, cần đậy kín vật đựng để tránh làm nhựa rò rỉ ra bên ngoài.

Cách phân biệt nhựa epoxy với các loại nhựa khác

Xem thêm:

• Quy chuẩn thiết kế sân tennis chi tiết
• Đặc điểm cấu tạo sơn sân tennis tiêu chuẩn
• Báo giá sơn sân tennis mới nhất

Bài viết trên đã cung cấp đáp án cho câu hỏi nhựa epoxy là gì. Mong rằng có thể mang lại thông tin hữu ích cho bạn. Nếu có thắc mắc nào, bạn có thể tham khảo các thông tin khác qua website hoặc hotline 0933 238 086 để được hỗ trợ nhanh nhất.