Perekat epoxy (epoxy glue)
Perekat epoxy banyak digunakan
karena ketahanan yang baik terhadap cuaca luar ruangan dan kemampuannya untuk
merekatkan berbagai permukaan, termasuk: kayu, logam, plastik, keramik, dan
beton. Lem ini relatif jarang digunakan dalam perekatan kayu karena harganya
yang relatif mahal, dan dalam beberapa kasus, daya tahan mereka
terbatas. Di sisi lain, mereka adalah perekat struktural yang dapat kering
pada suhu kamar, memiliki kemampuan baik untuk mengisi celah dan melakukan
ikatan pada permukaan. Lainnya. Karena itu lem epoxy banyak digunakan dalam perekatan kayu dan bahan lainnya di tempat revisi komponen kayu
yang rusak secara struktural.Selain harganya yang mahal kelemahan utama dari
lem epoxy adalah kurangnya kemampuan
untuk digunakan pada bagian yang memerlukan ikatan yang tahan lama.
Meskipun ada beberapa kasus dari self
polymerization di bawah pengaruh asam atau katalis amina tersier, sebagiam
besar epoxy memiliki ikatan backbone ababab bergantian yang memiliki ikatan crossolinking
yang tinggi, biasanya menggunakan multi-fungsi dari harderner. Terminologi
standar untuk epoxy adalah resin untuk
bahan dan komponen lain yang berfungsi membentuk ikatan crosslinking disebut
sebagai harderner. Formulasi dinyatakan sebagai bagian per seratus resin dengan
berat epoxy sebagai 100 dan komponen
yang lain dihitung relatif terhadap berat epoxy.
Harderner yang digunakan adalah bahan
yang akan bereaksi dengan gugus epoxy,
termasuk amina, tiol, hidroksida, dan gugus asam, dengan harderner yang paling
umum digunakan adalah amina.
Resin epoxy yang
paling umum adalah diglycidly ether dari bisphenol
A (DGEBA), meskipun multi-fungsional epoxy
juga sering digunakan. Bahan awal dibuat dengan kondensasi phenol dengan aceton menghasilkan A bisphenol (BISA) seperti yang
diilustrasikan pada Gambar 9.24. Bahan ini kemudian direaksikan dengan epichlorohydrin dalam kondisi basa
untuk menghasilkan molekul DGEBA dan
natrium klorida.Penghilangan garam sangat penting dalam aplikasi elektronik
untuk meminimalkan korosi logam dengan klorida. Molekul- molekul epoxy DGEBA bervariasi dalam berat
molekul karena reaksi polimerisasi yang melalui gugus epoxy. Jenis epoxy
yang lain adalah epoxy yang terbuat
dari resin novalak melalui kondensasi
phenol dengan formaldehyde, seperti yang dibahas dalam bagian 9.7.3.1. Bis-F resin juga telah digunakan, mirip
dengan bis-A resin kecuali formaldehyde yang digunakan di dalam aceton
untuk reaksi kondensasi. Resin yang lebih fleksibel dapat dibuat dengan menggunakan
epoxidized
oils
dan non-aromatic
epoxides yang lain . Brominated
epoxy sering juga digunakan untuk ketahanan
terhadap api.
Berbeda dengan jenis-jenis epoxy yang terbatas, harderner atau kuratif memiliki vareasi
struktur kimia yang luas. Harderner-harderner memiliki hidrogen aktif yang
melekat pada nucleophile yang pada
dasarnya ditambahkan pada seluruh gugus epoxy. Proses
ini melibatkan nucleophile yang menyerang sambungan karbon pada epoxy seperti yang diilustrasikan pada
Gambar 9.25, dimana hidrogen kemudian
bermigrasi ke anion hidroxy. Untuk
gugus dengan sedikit nucleophlic, penambahan amina tersier
yang berinteraksi dengan atom oksigen dalam senyawa epoxy membuat cincin epoxy lebih
mudah untuk membuka. Reaksi ini terus berlanjut sampai semua atom hidrogen
aktif bereaksi dengan epoxide yang
digunakan..Jadi, untuk amina dengan dua atom hydrogen reaktif pada satu
nitrogen, maka dua gugus epoxy dapat
bereaksi, tapi penambahan kedua berlangsung dengan jauh lebih
lambat. Untuk merumuskan rasio hardener,
berat ekwivalen harderner dihitung dengan membagi berat molekulnya
dengan jumlah hidrogen aktif.
Epoxy dibuat dengan cara mereaksikan
epi-chlorhydrin dengan phenol untuk membentuk glycidyl
ethers. Bis-A epoxy lebih banyak digunakan
dibandingkan dengan epoxy novolak, tetapi epoxy novolak dapat
memberikan ketahanan panas yang lebih baik.
Hardener amina merupakan jenis yang paling banyak digunakan pada epoxy yang kering pada suhu kamar. Mereka dapat dibagi menjadi tiga kelas yang berbeda yaitu kelas utama terdiri polyamines, seperti yang dibuat dari reaksi ethylene oxide, untuk memberikan produk seperti diethylene triamine, triethylene tetraamine, dan tetraethylene pentaamine.. Amina ini merupakan amina dengan berat molekul rendah yang berbahaya karena korosivitas dan kemampuan mereka untuk chelate metals. Harga yang relatif murah dan reaktivitas yang tinggi membuat mereka banyak digunakan. Amina lain yang digunakan untuk membuat produk lebih fleksibel adalah amine-capped polypropylene oxide polymers and branched six carbon diamines. Amina lain yang banyak digunakan adalah amine- contain fatty acids yang menghasilkan epoxy yang lebih fleksibel dan hydrophobic.
Polyethylene
polyamines dapat direaksikan
dengan asam lemak untuk membuat amidoamines. Mereka juga dapat direaksikan
dengan dimer
acid, melalui dimerisasi asam lemak tak jenuh, yang bereaksi dengan polyethylene
polyamines menghasilkan polyamide curatives. Harderner yang lain tidak banyak digunakan dalam lem kayu.Sementara epoxy standar di toko banyak menggunakan
harderner amine, yang menunjukkan
waktu pengeringan lima menit menggunakan hardener
mercaptans.Epoxy juga dapat
dikeringkan dengan menggunakan harderner anhidrida atau katalis amina tersier, tapi
suhu reaksi yang tinggi membatasi penggunaannya dalam produk kayu.
GAMBAR 9.25 Epoxy
bereaksi terhadap nucleophiles dengan mudah,
seperti amina. Kebanyakan amina memungkinkan beberapa penambahan untuk menghasilkan
jaringan crosslinked.
Meskipun epoxy memberikan ikatan yang kuat dan tahan lama untuk banyak jenis substrat, tetapi mereka tidak bisa menghasilkan ikatan yang tahan lama pada kayu dalam setiap kondisi kayu. Ada beberapa pendapat yang berbeda terhadap keawetan lem epoxy pada kondisi basah, tapi banyak test standar yang telah membatasi lem epoxy untuk aplikasi beban. Banyak pekerjaan telah dilakukan untuk mendukung penggunaan epoxy pada pekerjaan-pekerjaan restorasi, tetapi pengujian yang ketat telah menunjukkan bahwa lem epoxy komersial tidak lulus tes. Pemeriksaan menunjukkan bahwa banyak dari kegagalan terjadi di wilayah interfase epoxy. Kegagalan yang tinggi banyak ditemukan dalam kondisi basah dengan test menggunakan kayu asetat, sementara ketika hydroxymethylated resorcinol primer digunakan memungkinkan ikatan assembling yang dapat lulus tes ketahanan.