אפוקסי מוכר לכולם.סוג זה של חומר אורגני נקרא גם שרף מלאכותי, דבק שרף וכו'. זהו סוג חשוב מאוד של פלסטיק תרמוסטי.בשל המספר הרב של קבוצות פעילות וקוטביות, מולקולות שרף אפוקסי ניתנות להצלבה ולריפוי עם סוגים שונים של חומרי ריפוי, וניתן ליצור תכונות שונות על ידי הוספת תוספים שונים.

כשרף תרמוסטי, לשרף אפוקסי יש יתרונות של תכונות פיזיקליות טובות, בידוד חשמלי, הידבקות טובה, עמידות אלקליות, עמידות בפני שחיקה, יכולת ייצור מעולה, יציבות ועלות נמוכה.זהו אחד השרפים הבסיסיים הנרחבים ביותר המשמשים בחומרים פולימריים. לאחר יותר מ-60 שנות פיתוח, נעשה שימוש בשרף אפוקסי בציפויים, מכונות, תעופה וחלל, בנייה ועוד תחומים.

כיום, שרף אפוקסי משמש בעיקר בתעשיית הציפויים, והציפוי המיוצר איתו כמצע נקרא ציפוי שרף אפוקסי.מדווח כי ציפוי שרף אפוקסי הוא חומר הגנה עבה שניתן להשתמש בו כדי לכסות כל דבר, החל מרצפות, מכשירי חשמל גדולים ועד מוצרים אלקטרוניים קטנים, כדי להגן עליהם מפני נזק או בלאי.בנוסף להיותם עמידים מאוד, ציפוי שרף אפוקסי עמיד בדרך כלל גם בפני דברים כמו חלודה וקורוזיה כימית, ולכן הם פופולריים בתעשיות ושימושים רבים ושונים.

סוד העמידות של ציפוי אפוקסי

מכיוון ששרף אפוקסי שייך לקטגוריה של פולימר נוזלי, הוא זקוק לעזרה של חומרי ריפוי, תוספים ופיגמנטים כדי להתגלגל לציפוי אפוקסי עמיד בפני קורוזיה.ביניהם, תחמוצות ננו מתווספות לעתים קרובות כפיגמנטים וחומרי מילוי לציפויי שרף אפוקסי, ונציגים טיפוסיים הם סיליקה (SiO2), דו תחמוצת טיטניום (TiO2), תחמוצת אלומיניום (Al2O3), תחמוצת אבץ (ZnO), ותחמוצות אדמה נדירות.עם גודלם ומבנהם המיוחדים, תחמוצות הננו הללו מציגות תכונות פיסיקליות וכימיות ייחודיות רבות, שיכולות לשפר באופן משמעותי את התכונות המכניות ואנטי קורוזיה של הציפוי.

ישנם שני מנגנונים עיקריים עבור חלקיקי ננו תחמוצות כדי לשפר את ביצועי ההגנה של ציפוי אפוקסי:

ראשית, עם גודל קטן משלו, הוא יכול למלא ביעילות את המיקרו-סדקים והנקבוביות שנוצרו על ידי הצטמקות מקומית במהלך תהליך הריפוי של שרף אפוקסי, להפחית את נתיב הדיפוזיה של מדיה קורוזיבית ולשפר את ביצועי המיגון וההגנה של הציפוי;

השני הוא להשתמש בקשיות הגבוהה של חלקיקי התחמוצת כדי להגביר את הקשיות של שרף האפוקסי, ובכך לשפר את התכונות המכניות של הציפוי.

בנוסף, הוספת כמות מתאימה של חלקיקי ננו אוקסיד יכולה גם להגביר את חוזק החיבור הממשק של ציפוי האפוקסי ולהאריך את חיי השירות של הציפוי.

התפקיד שלננו סיליקהאֲבָקָה:

בין אבקות ננו-תחמוצות אלו, ננו דו-תחמוצת סיליקון (SiO2) הוא סוג של נוכחות גבוהה.סיליקה ננו הוא חומר אנאורגני לא מתכתי עם עמידות מצוינת בחום ועמידות חמצון.המצב המולקולרי שלו הוא מבנה רשת תלת מימדי עם טטרהדרון [SiO4] כיחידה המבנית הבסיסית.ביניהם, אטומי חמצן וסיליקון מחוברים ישירות בקשרים קוולנטיים, והמבנה חזק ולכן יש לו תכונות כימיות יציבות, עמידות מצוינת לחום ומזג אוויר וכו'.

Nano SiO2 ממלא בעיקר את התפקיד של חומר מילוי נגד קורוזיה בציפוי אפוקסי.מצד אחד, דו תחמוצת הסיליקון יכול למלא ביעילות את המיקרו-סדקים והנקבוביות הנוצרים בתהליך הריפוי של שרף אפוקסי, ולשפר את עמידות החדירה של הציפוי;מצד שני, הקבוצות הפונקציונליות של ננו-SiO2 ושרף אפוקסי יכולות ליצור נקודות חיבור פיסיקליות/כימיות באמצעות ספיחה או תגובה, ולהכניס קשרי Si-O-Si ו-Si-O-C לשרשרת המולקולרית כדי ליצור קשרים. מבנה רשת תלת מימדי לשיפור הידבקות הציפוי.בנוסף, הקשיות הגבוהה של ננו-SiO2 יכולה לשפר משמעותית את עמידות הבלאי של הציפוי, ובכך להאריך את חיי השירות של הציפוי.