ژل شدن، پخت تکمیلی رزین

با اضافه شدن فعال کننده یا سخت کننده به یک رزین، گرانروی آن شروع به بالا رفتن میکند و تا آنجا پیش میرود که قابلیت روان بودن و سیلان خود را از دست میدهد. این همان “نقطه ژل شدن” است این سیر تغییر شکل از مایع به سمت جامد و سخت گردیدن بعد از ژله شدن ادامه می یابد تا اینکه پس از سپری شدن زمان مشخصی رزین سختی و خواص کانل خود را به دست می آورد  این واکنش خودش با تولید گرما (از درون) همراه خواهد بود که خود باعث سرعت گرفتن واکنش خواهد شد. کل فرایند فوق را “پخت” رزین می نامند. سرعت پخت شدن در رزین های پلی استر و وینیل استر با مقدار شتاب دهنده و در اپوکسی ها با استفاده از تنوع در نوع سخت کنندها ( نه مقدار مصرف آنها) کنترل می شود. در مدت زمان مشابه کاری، اغلب رزین های پلی استر حرارت زایی بیشتر و توسعه سریع تر خواص مکانیکی اولیه را نسبت به اپوکسی ها دارا می باشند.

به طور کلی در هر دو نوع آنها این امکان وجود دارد که با کاربرد حرارت، پخت شتاب بیشتری گیرد، لذا اعمال حرارت بالاتر، سخت شدن نهایی سریعتر را موجب خواهد شد. در زمانیکه پخت رزین ها در شرایط دمایی محیط ۲۰ درجه سانتیگراد بین چند ساعت تا چند روز به درازا بکشد، قابلیت فوق بسیار مفید خواهد بود. یک قاعده کلی در شتاب دادن به پخت به وسیله حرارت این است که به ازای بالا بردن هر ۱۰ درجه سانتیگراد دما می توان تقریباً سرعت انجام واکنش را دو برابر کرد. بنابراین اگر یک رزین معین در فرایند لایه گذاری و ساخت قطعه در دمای ۲۰ درجه سانتیگراد، طی ۲۵ دقیقه ژل می شود در صورتی که در دمای محیط فرایند به ۳۰ درجه سانتیگراد افزایش یابد در ۱۲ دقیق ژل خواهد شد و این در حالیست که حرارت زایی زیادتر از حد مجاز اتفاق نیفتد. پخت در درجه حرارت های بالا امتیازات بیشتری را نیز دارد که در واقع افزایش خواص مکانیکی نهایی مواد میباشد، و بدین ترتیب بسیاری از رزینها هرگز به خواص مکانیکی نهایی خود نخواهند رسید مگر تحت اعمال فرایند “پخت تکمیلی” قرار گیرند. پخت تکمیلی شامل افزایش دمای چند لایی بعد از پخت اولیه در دمای اتاق می باشد، که سبب افزایش میزان پیوندهای عرضی در ملکول خواهد گردید. عمل پخت تکمیلی به طور طبیعی در دماهای گرم اتاق تا اندازه ای انجام می پذیرد اما خواص بالاتر و زمان پخت تکمیلی کوناهتر در دماهای بالاتر به دست خواهد آمد. چنین امری به خصوص در مورد “نقطه نرمی” یا ” دمای تبدیل شیشه ای” (TG) مواد صدق میکند که معمولا پس از یک محدوده خاص در اثر بالا رفتن دمای پخت تکمیلی افزایش پیدا می کنند.

انجام پخت تکمیلی رزین ها در قطعات چند سازه ای که معمولا دستور العمل آن در برگه مشخصات رزین توسط تولید کننده آن ارائه می شود صورت میگیرد، در غیر اینصورت پس از مدت مشخصی ( مثلا ۲۴ ساعت) بعد از پخت قطعه در دمای محیط بایستی آنرا در ۱۰ درجه سانتیگراد بالاتر از HDT رزین و طول مدت زمان معین (به عنوان مثال ۳ ساعت) در گرم خانه قرار گیرند. این کار باعث تکمیل شبکه ای شدن مولکول های رزین تا حداکثر ممکن میشود. در نتیجه رزین جامد شده تمام خواص خود، به ویژه خواص مکانیکی و بالاترین تحمل درجه حرارت را دارا خواهد شد.

عملیات پخت و پخت تکمیلی رزین ها تا حدی می تواند به طور طبیعی در طول زمان های طولانی در درجه حرارت محیط های گرم تا ۴۰ در جه سانتیگراد رخ دهد اما رسیدن به خواص بالاتر در زمان های کوتاه ففط می تواند در پرتو استفاده از درجه حرارتهای بالا ممکن گردد.