ظهرت في الآونة الأخيرة مادة سائلة جديدة تتحول إلى مادة صلبة جداً مقاومة للاحتكاك بديلة تغني عن السيراميك والرخام للأرضيات هي مادة الإيبوكسي، فما هي هذه المادة وما هي استخداماتها؟

الإيبوكسي "Epoxy" مادة كيميائية تعتبر أحد أنواع اللدائن الصلبة الحرارية "البوليمرات" التي يحدث لها تصلب عندما تتعرض للطاقة لتنتقل لحالة أصلب من حالتها الأولى. وقد تكون هذه الطاقة في شكل حرارة (غالباً أكبر من 200 درجة مئوية)، أو عن طريق تفاعل كيميائي، أو عن طريق التعرض للإشعاع.

مادة الإيبوكسي شديدة الالتصاق ومقاومة للاحتكاك بعد جفافها, حيث تتشكل كطبقة عازلة لذلك فهي تستخدم كطلاء أو مونة أو لاصق.

أكثر أنواع الإيبوكسي إنتاجاً هي مادة الراتنج الناتجة عن التفاعل بين مادتي إبيكلوروهيدرين "epichlorohydrin" ومادة ثنائي الفينول "bisphenol" الكيميائيتين.

تم تكثيف الإيبوكسيدات والأمينات لأول مرة من قبل المخترع الألماني بول شلاك في العام 1934م. وتَشاركَ الدكتور بيير كاستان من سويسرا (براءة اختراع في عام 1938) في اكتشاف راتنجات الايبوكسي المستندة إلى ثنائي الفينول. وقد تم ترخيص عمل الدكتور كاستان من قبل شركة سيبا السويسرية للكيميائيات "Ciba Specialty Chemicals" التي أصبحت واحدة من المنتجين الثلاثة الأساسين في العالم لمادة راتنج الايبوكسي. تم تفكيك أعمال شركة سيبا لتصنيع الإيبوكسي، وبيعت في وقتٍ لاحق في أواخر 1990م.

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 الإيبوكسايد التي 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 أداءً 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.

التأثيرات الصحية للإيبوكسي

غالباً ما ترتبط المخاطر الأساسية المرتبطة باستخدام الايبوكسي إلى عنصر التصليب المضاف لها أثناء الصناعة وليس إلى راتنجات الايبوكسي نفسها التي تُعتبر آمنة. ومادة التصليب المُضافة هي الأمين تحديداً التي تُصنف على أنها سامة أو مسرطنة. تمثل الأمينات العطرية خطراً صحياً لكن استخدامها يقتصر الآن على تطبيقات صناعية محددة، وتكون الأمينات الأليفاتية أو السيكلوليفاتيك أكثر أماناً من باقي أنواع الأمينات.

استعمالات مادة الإيبوكسي

الإيبوكسي كطلاء
يستخدم الايبوكسي كطلاء عازل لتسربات المياه في الخزانات الأرضية وفي بيارات الصرف الصحي، كما يستخدم في بعض الأحيان للعزل المائي في أسطح المنازل والبيوت.

الإيبوكسي كمادة خرسانية
يستخدم الايبوكسي كمادة خرسانية مثله مثل الاسمنت, فيتم استخدام هذه المادة لتقويه المادة الاسمنتية بالاضافه لسد الفراغات بين الخرسانة.

الإيبوكسي في الصناعة
يستخدم الايبوكسي في معالجة الرخام والجرانيت ليكسبه طبقة رقيقة جداً, ومن ثم ليجعل سطح الرخام والجرانيت أملس وناعم بالإضافة للصلابة والحماية من العوامل الجوية. يستخدم أيضاً في لصق بعض أنواع الرخام والجرانيت معاً.

الأنظمة الكهربائية والإلكترونية
في مجال صناعة الإلكترونيات نجد للإيبوكسي استخدامات كثيرة، مثل استخدامه في محولات التردد العالي. ونظراً لخواص العزل العالية فإنه يُستخدم أيضاً في تثبيت بعض المكونات.

كما أن غالبية المكونات مثل الثنائيات والترانزيستورات والدوائر المتكاملة "IC" تصنع من غلاف إيبوكسي. أيضاً يستخدم فى تغطية الدوائر الإلكترونية لحجب التركيب الداخلي.

الإيبوكسي في الفن

يستخدم الإيبوكسي الراتنج في فن الرسم عندما يُخلط مع أنواع الصباغ المختلفة بوضع طبقات واحدة فوق الأخرى.

المصدر: ويكبيديا العربية والإنجليزية