Nøgleforskellen mellem epoxy og polyurethan er, at epoxyen indeholder epoxidgrupper, mens polyurethaner indeholder urethanbindinger. I et anvendelsessynspunkt er den største forskel mellem epoxy og polyurethan, at epoxyharpikserne kan modstå moderate temperaturer, mens polyurethanerne kan modstå høje temperaturer.
Både epoxy og polyurethan er polymermaterialer. En polymer er et makromolekyle, der indeholder et stort antal små gentagne enheder (monomerer). Disse monomerer kombineres med hinanden for at danne en polymer. Udtrykket epoxy bruges til at navngive epoxyharpikser, der består af epoxyfunktionelle grupper i et gentaget mønster. Polyurethan er også et polymermateriale, der indeholder urethanbindinger.
Hvad er epoxy?
Epoxy eller epoxyharpiks er en klasse af polymermateriale, der består af epoxyfunktionelle grupper. Det er en form for polyurethan. Disse polymerer kan enten være lavmolekylære eller højmolekylære polymerer med mindst to epoxidgrupper. I produktioner i industriel skala er for det meste petroleumsolie den primære kilde til epoxyharpiksproduktion. Der er dog også nogle plante-afledte kilder.
Epoxyharpikser kan reagere med hinanden via katalytisk homopolymerisation og danne tværbindinger mellem dem. Eller også kan epoxyharpikser reagere med nogle andre forbindelser såsom;
- Amines
- syrer
- Fenoler
- Alkoholer
- Thiols
Dette er co-reaktanter. Nogle andre navne for disse co-reaktanter er hærdere eller helbredende midler. Derfor refererer de tværbindingsreaktioner, som epoxyharpikser gennemgår med disse hærdningsmidler, til "hærdning". Tværbindingsprocessen danner en termohærdende polymer, der har gunstige kemiske og mekaniske egenskaber.
Figur 01: Epoxyharpiks
Beregningsmetoden for den specifikke mængde epoxygrupper, der er til stede i epoxyharpiksen, er som følger:
- Forholdet mellem antallet af epoxygrupper og massen af polymermaterialet giver den specifikke mængde af epoxidgrupper i en epoxyharpiks.
- Enheden for denne måling er "mol/kg". Vi kalder dette udtryk nogle gange som "epoxidnummer".
Nogle almindelige og vigtige former for epoxyharpiks
Bisphenol A Epoxyharpiks
Denne type epoxyharpiks er et resultat af kombinationen af epichlorhydrin og bisphenol A. denne kombination giver bisphenol A diglycidylethere. Hvis vi øger mængden af bisphenol A (sammenlignet med epichlorhydrin), giver det polymermateriale med høj molekylvægt. Dette polymermateriale er lineært og er halvfaste krystallinske materialer.
Bisphenol F Epoxyharpiks
Her bruger vi bisphenol F i stedet for bisphenol A, men måden at danne polymeren på er den samme som bisphenol A-epoxyharpiksen (som diskuteret ovenfor).
Novolac Epoxy Resin
Novolac-epoxyharpikser dannes, når phenoler reagerer med formaldehyd og gennemgår glykosylering med epichlorhydrin. Oftest viser dette polymermateriale høj kemisk resistens og høj temperaturbestandighed, men lav fleksibilitet.
Alifatisk epoxyharpiks
Disse polymerer dannes via glycosylering af alifatiske alkoholer eller polyoler. Dette polymermateriale har en lav viskositet ved stuetemperatur.
Hvad er polyurethan?
Polyurethan er et polymermateriale, der har urethanbindinger (carbamatbindinger). Isocyanater og polyoler undergår polymerisation til dannelse af en polyurethan. Selvom navnet polyurethan giver en idé om, at polymeren består af urethanmonomerer, består den faktisk af urethanbindinger, ikke monomerer.
Figur 02: En stol lavet af polyurethan
Når man bruger monomererne til fremstilling af polyurethaner, bør isocyanaterne have mindst to funktionelle grupper, der gør det muligt for dem at gennemgå polymerisation. Desuden bør polyol også have mindst to hydroxylgrupper pr. molekyle. Reaktionerne mellem monomererne i denne polymerisation er en eksoterm reaktion, hvor der afgives varme fra reaktionsblandingen. Urethanbindingen dannes, når -N=C=O-gruppen af isocyanat reagerer med -OH-grupperne i alkohol for at danne en urethanbinding (-NH-C(=O)-O).
Hvad er forskellen mellem epoxy og polyurethan?
Epoxy vs polyurethan |
|
| Epoxy eller epoxyharpiks er en klasse af polymermateriale, der består af epoxyfunktionelle grupper. | Polyurethan er et polymermateriale, der har urethanbindinger. |
| monomer | |
| Monomererne til epoxyharpikser er phenoler og epichlorhydrin, men monomererne kan variere afhængigt af typen af epoxyharpiks. | Monomererne til polyurethan er polyoler og isocyanater. |
| Resistance | |
| Vis forholdsvis lav modstand mod organiske syrer | Viser høj modstand mod korrosion, uorganiske syrer, alkaliske opløsningsmidler, organiske alkalier og mange andre opløsningsmidler |
| Varmetolerance | |
| Epoxyharpikser kan modstå moderate temperaturer. | Polyurethaner kan modstå høje temperaturer. |
Opsummering – Epoxy vs polyurethan
Epoxy er en type polyurethaner. Disse polymerer får deres navn i henhold til de gentagne bindinger, der er til stede i polymermaterialet i stedet for de monomerer, der bruges til produktionen. Forskellen mellem epoxy og polyurethan er, at epoxyharpiksen indeholder epoxidgrupper, mens polyurethaner indeholder urethanbindinger.
