Het belangrijkste verschil tussen epoxy en polyurethaan is dat de epoxy epoxidegroepen bevat, terwijl polyurethanen urethaanbindingen bevatten. Vanuit het oogpunt van toepassing is het belangrijkste verschil tussen epoxy en polyurethaan dat de epoxyharsen bestand zijn tegen gematigde temperaturen, terwijl de polyurethanen bestand zijn tegen hoge temperaturen.
Zowel epoxy als polyurethaan zijn polymeermaterialen. Een polymeer is een macromolecuul dat een groot aantal kleine herhalende eenheden (monomeren) bevat. Deze monomeren combineren met elkaar om een polymeer te vormen. De term epoxy wordt gebruikt om epoxyharsen te noemen die bestaan uit functionele epoxygroepen in een herhalend patroon. Polyurethaan is ook een polymeermateriaal dat urethaanverbindingen bevat.
Wat is epoxy?
Epoxy- of epoxyhars is een klasse polymeermateriaal dat bestaat uit functionele epoxygroepen. Het is een vorm van polyurethaan. Deze polymeren kunnen polymeren met een laag of een hoog molecuulgewicht zijn met ten minste twee epoxidegroepen. In de productie op industriële schaal is aardolie meestal de primaire bron voor de productie van epoxyhars. Er zijn echter ook enkele plantaardige bronnen.
Epoxyharsen kunnen met elkaar reageren via katalytische homopolymerisatie en onderling verknopingen vormen. Of anders kunnen epoxyharsen reageren met andere verbindingen zoals;
- Aminen
- Zuren
- Fenolen
- Alcohol
- Thiols
Dit zijn co-reactanten. Enkele andere namen voor deze co-reactanten zijn verharders of curatieven. Daarom verwijzen de verknopingsreacties die epoxyharsen ondergaan met deze curatieven naar "uitharding". Het verknopingsproces vormt een thermohardend polymeer met gunstige chemische en mechanische eigenschappen.
Figuur 01: Epoxyharsen
De berekeningsmethode van de specifieke hoeveelheid epoxygroepen die aanwezig zijn in de epoxyhars is als volgt:
- De verhouding tussen het aantal epoxygroepen en de massa van het polymeermateriaal geeft de specifieke hoeveelheid epoxygroepen in een epoxyhars.
- De eenheid voor deze meting is "mol/kg". We noemen deze term soms als "epoxidegetal".
Enkele veelvoorkomende en belangrijke vormen van epoxyharsen
Bisfenol A epoxyhars
Dit type epoxyhars is het resultaat van de combinatie van epichloorhydrine en bisfenol A. deze combinatie geeft bisfenol A diglycidylethers. Als we de hoeveelheid bisfenol A verhogen (vergeleken met epichloorhydrine), levert dit polymeermateriaal met een hoog molecuulgewicht op. Dit polymeermateriaal is lineair en is halfvaste kristallijne materialen.
Bisfenol F Epoxyhars
Hier gebruiken we bisfenol F in plaats van bisfenol A, maar de manier van vorming van het polymeer is hetzelfde als de bisfenol A epoxyhars (zoals hierboven besproken).
Novolac Epoxyhars
Novolac epoxyharsen ontstaan wanneer fenolen reageren met formaldehyde en glycosylering ondergaan met epichloorhydrine. Meestal vertoont dit polymeermateriaal een hoge chemische weerstand en weerstand tegen hoge temperaturen, maar een lage flexibiliteit.
Alifatische epoxyhars
Deze polymeren worden gevormd via glycosylering van alifatische alcoholen of polyolen. Dit polymeermateriaal heeft een lage viscositeit bij kamertemperatuur.
Wat is polyurethaan?
Polyurethaan is een polymeermateriaal met urethaanbindingen (carbamaatbindingen). Isocyanaten en polyolen ondergaan polymerisatie om een polyurethaan te vormen. Hoewel de naam polyurethaan een idee geeft dat het polymeer uit urethaanmonomeren bestaat, bestaat het in feite uit urethaanbindingen, niet uit monomeren.
Figuur 02: Een stoel gemaakt van polyurethaan
Bij gebruik van de monomeren voor de productie van polyurethanen moeten de isocyanaten ten minste twee functionele groepen hebben die polymerisatie mogelijk maken. Bovendien moet polyol ook ten minste twee hydroxylgroepen per molecuul hebben. De reacties tussen de monomeren bij deze polymerisatie zijn een exotherme reactie waarbij warmte uit het reactiemengsel wordt afgegeven. De urethaanbinding ontstaat wanneer de –N=C=O-groep van isocyanaat reageert met de –OH-groepen van alcohol om een urethaanbinding te vormen (-NH-C(=O)-O).
Wat is het verschil tussen epoxy en polyurethaan?
Epoxy versus polyurethaan |
|
| Epoxy- of epoxyhars is een klasse polymeermateriaal dat bestaat uit functionele epoxygroepen. | Polyurethaan is een polymeermateriaal met urethaanbindingen. |
| Monomeren | |
| De monomeren voor epoxyharsen zijn fenolen en epichloorhydrine, maar de monomeren kunnen variëren afhankelijk van het type epoxyhars. | De monomeren voor polyurethaan zijn polyolen en isocyanaten. |
| Weerstand | |
| Toon relatief lage weerstand tegen organische zuren | Vertoont een hoge weerstand tegen corrosie, anorganische zuren, alkalische oplosmiddelen, organische alkaliën en vele andere oplosmiddelen |
| Hittetolerantie | |
| Epoxyharsen zijn bestand tegen gematigde temperaturen. | Polyurethanen zijn bestand tegen hoge temperaturen. |
Samenvatting – Epoxy versus polyurethaan
Epoxy's zijn een soort polyurethaan. Deze polymeren danken hun naam aan de zich herhalende verbindingen die in het polymeermateriaal aanwezig zijn in plaats van de monomeren die voor de productie worden gebruikt. Het verschil tussen epoxy en polyurethaan is dat de epoxyhars epoxidegroepen bevat, terwijl polyurethanen urethaanbindingen bevatten.
