Nyckelskillnaden mellan epoxi och polyuretan är att epoxin innehåller epoxidgrupper medan polyuretaner innehåller uretanbindningar. I applikationssynpunkt är den största skillnaden mellan epoxi och polyuretan att epoxihartserna kan motstå måttliga temperaturer medan polyuretanerna tål höga temperaturer.
Både epoxi och polyuretan är polymermaterial. En polymer är en makromolekyl som innehåller ett stort antal små repeterande enheter (monomerer). Dessa monomerer kombineras med varandra för att bilda en polymer. Termen epoxi används för att benämna epoxihartser som består av epoxifunktionella grupper i ett upprepande mönster. Polyuretan är också ett polymermaterial som innehåller uretanbindningar.
Vad är epoxi?
Epoxi eller epoxiharts är en klass av polymermaterial som består av epoxifunktionella grupper. Det är en form av polyuretan. Dessa polymerer kan vara antingen lågmolekylära eller högmolekylära polymerer med åtminstone två epoxidgrupper. I industriell skalaproduktion är mestadels petroleumolja den primära källan för epoxihartsproduktion. Det finns dock några växtbaserade källor också.
Epoxihartser kan reagera med varandra via katalytisk homopolymerisation och bilda tvärbindningar mellan dem. Annars kan epoxihartser reagera med vissa andra föreningar som;
- Amines
- Syror
- Fenoler
- Alcohols
- Thiols
Dessa är samreaktanter. Några andra namn för dessa samreaktanter är härdare eller botande medel. Därför hänvisar de tvärbindningsreaktioner som epoxihartser genomgår med dessa härdningsmedel till "härdning". Tvärbindningsprocessen bildar en värmehärdande polymer som har gynnsamma kemiska och mekaniska egenskaper.
Figur 01: Epoxiharts
Beräkningsmetoden för den specifika mängden epoxigrupper som finns i epoxihartset är som följer:
- Förhållandet mellan antalet epoxigrupper och massan av polymermaterialet ger den specifika mängden epoxidgrupper i ett epoxiharts.
- Enheten för detta mått är "mol/kg". Vi kallar denna term ibland för "epoxidnummer".
Några vanliga och viktiga former av epoxiharts
Bisfenol A-epoxiharts
Denna typ av epoxihartser är ett resultat av kombinationen av epiklorhydrin och bisfenol A. denna kombination ger bisfenol A diglycidyletrar. Om vi ökar mängden bisfenol A (jämfört med epiklorhydrin) ger det polymermaterial med hög molekylvikt. Detta polymermaterial är linjärt och är halvfasta kristallina material.
Bisphenol F Epoxiharts
Här använder vi bisfenol F i stället för bisfenol A, men sättet att bilda polymeren är detsamma som bisfenol A-epoxihartset (som diskuterats ovan).
Novolac Epoxiharts
Novolackepoxihartser bildas när fenoler reagerar med formaldehyd och genomgår glykosylering med epiklorhydrin. Oftast uppvisar detta polymermaterial hög kemisk beständighet och hög temperaturbeständighet men låg flexibilitet.
Alifatisk epoxiharts
Dessa polymerer bildas via glykosylering av alifatiska alkoholer eller polyoler. Detta polymermaterial har låg viskositet vid rumstemperatur.
Vad är polyuretan?
Polyuretan är ett polymermaterial som har uretanbindningar (karbamatbindningar). Isocyanater och polyoler genomgår polymerisation för att bilda en polyuretan. Även om namnet polyuretan ger en idé om att polymeren består av uretanmonomerer, består den i själva verket av uretanbindningar, inte monomerer.
Figur 02: En stol gjord av polyuretan
När man använder monomererna för framställning av polyuretaner bör isocyanaten ha minst två funktionella grupper som gör att de kan genomgå polymerisation. Dessutom bör polyol också ha minst två hydroxylgrupper per molekyl. Reaktionerna mellan monomererna i denna polymerisation är en exoterm reaktion där värme avges från reaktionsblandningen. Uretanbindningen bildas när -N=C=O-gruppen av isocyanat reagerar med -OH-grupperna i alkohol för att bilda en uretanbindning (-NH-C(=O)-O).
Vad är skillnaden mellan epoxi och polyuretan?
Epoxi vs polyuretan |
|
| Epoxi eller epoxiharts är en klass av polymermaterial som består av epoxifunktionella grupper. | Polyuretan är ett polymermaterial som har uretanbindningar. |
| monomer | |
| Monomererna för epoxihartser är fenoler och epiklorhydrin, men monomererna kan variera beroende på typen av epoxiharts. | Monomererna för polyuretan är polyoler och isocyanater. |
| Resistance | |
| Visa jämförelsevis låg motståndskraft mot organiska syror | Visar hög motståndskraft mot korrosion, oorganiska syror, alkalilösningsmedel, organiska alkalier och många andra lösningsmedel |
| Värmetolerans | |
| Epoxihartser kan motstå måttliga temperaturer. | Polyuretaner tål höga temperaturer. |
Sammanfattning – Epoxi vs polyuretan
Epoxi är en typ av polyuretaner. Dessa polymerer får sitt namn enligt de upprepade kopplingarna som finns i polymermaterialet istället för de monomerer som används för produktionen. Skillnaden mellan epoxi och polyuretan är att epoxihartset innehåller epoxidgrupper medan polyuretaner innehåller uretanbindningar.
