رزین چیست؟

رزین چیست و چه خواصی دارد؟

رزین در شیمی پلیمر و علم مواد  به گونه ای از  مواد جامد  با خاصیت چسبندگی بالا گفته میشود که به طور خالص از گیاهان گرفته شده و یا به حالتی ترکیبی وجود دارد و قابلیت تبدیل به پلیمر را دارد. رزین ها معمولا ترکیبی از مواد ارگانیک هستند. در این مقاله به رزین هایی می پردازیم که به طور طبیعی وجود دارند.

گیاهان به منظور حفاظت از خود در برابر اسیب ها، رزین ترشح میکنند. در واقع رزین ها از گیاهان در برابر حشرات و عوامل بیماری زا مراقبت میکنند. این مواد دسته ای بزرگ از گیاهخواران، حشرات و عوامل بیماری زا را دور میکنند و این در حالی است که ترکیبات فنولیکی فرار ممکن است میزبان خوبی برای انگلها و شکارچیان باشند و انها را جذب کنند و در نهایت به گیاه حمله نمایند.

ترکیبات مواد رزینی کدامند؟

بیشتر رزینهای گیاهی از ترپنها تشکیل شده اند. اجزای خاص ان آلفا پینن، بتا پینن، دلتا-3کارن و سایبن، نوعی ترپن تک حلقه ای با نام لیمونن و ترپینولن و قسمتهای کوچکتری از سزکویی ترپن ها ی سه حلقه ای، لانگی فولن ها، کاریو فیلین و دلتا کادینن میباشند. انواعی از رزین ها نیز شامل مقادیر بالایی از رزین اسید هستند. از طرفی دیگر روزین ها خاصیت فرار کمتری دارند و شامل دی ترپنها میشوند.

کلوفان یا روزین

نوعی رزین سخت شده که ترپنهای فرار ان از طریق تقطیر زدوده شده اند، با نام روزین یا کلوفان شناخته میشود. یک روزین معمول حالتی شفاف داشته و دارای ضریب شکست شیشه میباشد، رنگی زرد مانند و یا قهوه ای دارد، تقریبا بی بو است و یا اینکه به مقدار کمی بو و مزه ترپنتین را دارد. روزین در اب حل میشود، در الکل، روغن های ضروری، اتر و روغنهای چرب داغ  نیز خاصیت انحلالی زیادی دارد. این ماده با قرار گیری در برابر حرارت نرم شده و ذوب میشود و شعله ان نیز درخشان بوده و در هنگام سوختن دود زیادی تولید میکند.

روزینها دارای ترکیبی پیچیده از مواد متفاوت هستند مانند اسید های ارگانیکی که با نام اسید های رزین شناخته میشوند. اسید های رزین نوعی ترپنهای اکسید شده هستند و به ترپنها مرتبط میشوند. اسید های رزین در مواد قلیایی حل میشوند تا صابونهای رزین را بوجود اورند و  از انها نیز  اسید های رزینی خالص با قرار گیری مجدد در معرض اسیدها، تولید میشوند.

نمونه هایی از اسید های رزینی  عبارتند از: آبیتیک اسید  و یا سیلویک اسید با فرمول شیمیایی C20H30O2، پلیکاتیک اسید موجود در چوب سروو پیماریک اسید یا C20H30O2 که یکی از ترکیبات گالیپور رزین میباشد. این امکان وجود دارد که آبیتیک اسید را از طریق الکل داغ از روزین  استخراج کرد. انبیتیک اسید و پیماریک اسید به هنگام تقطیر در فضای خالی به حالتی مشابه تغییر شکل میدهند و این فرضیه وجود دارد که انها از سه ایزومر ساخته شده اند.

روزین ها از درخت کاج و انواع دیگری از گیاهان گرفته میشوند مانند گیاهان مخروطی. روزین های گیاهی معمولا از ترشحات ساقه ای بوجود می ایند ولی در بعضی از گونه های امریکای مرکزی  و جنوبی با نامهای  Euphorbia dalechampia و Clusia، این مواد در نتیجه گرده افشانی بوجود می ایند. تعدادی از زنبورهای بدون نیش هم از این مواد برای ساخت  محل زندگی خود استفاده میکنند. پروپولیس که به طور عمده ای از رزینهای گرداوری شده از گیاهانی مانند  درخت صنوبر و مخروط بوجود میاید،  توسط زنبورهای عسل و برای ساخت حفره هایی در کندو مورد استفاده قرار میگیرد. این در حالی است که حفره های بزرگ تر در کندو با موم این زنبورها پر میشوند.

نفت و رزین های ساخته شده توسط حشرات

لکا( رزین حاصل از پالایش لکای خام که  محلول در الکل باشد) و لاک از نمونه رزینهای تولیدی توسط حشرات میباشند. اسفالتیت و رزین های اوتاه نیز نوعی قیر نفتی هستند که توسط گیاهان ترشح نمیشود ولی در نهایت از گیاهان گرفته میشود.

تاریخچه و ریشه جویی لغتی

مصرف انسانی رزین های گیاهی دارای تاریخچه ای طولای است که در یونان باستان وتوسط تئوپاراستوس و در رم باستان توسط Pliny the Elder مستند سازی  سازی شده است. این مستندات بیشتر در حوزه ی انواع خاصی از رزینهایی با نامهای  frankincense و myrrh بوده است . این موارد دارای ارزش فراوانی بوده و در طی مراسم  مذهبی به عنوان بخور  مورد استفاده قرار گرفته است.

واژه رزین از کلمه ای فرانسوی با نام  resine و کلمه ای لاتین با نام resina گرفته شده و یکی از مشتقات واژه ای یونانی با نام rhētinē است که به معنای رزین درخت کاج میباشد. اصلیت قدیمی تر این واژه مشخص نیست ولی احتمالا در دسته ی  هندی اروپایی قرار نمیگیرد.

واژه رزین در دنیای مدرن برای تقریبا هر یک از اجزای مایعی  به کار برده شده است که  به حالت لاک مانند و یا لعابی تبدیل میشوند. یکی از انها لاک ناخن است. انواعی خاص از رزین های ترکیبی مانند نوع اپوکسی  و رزین ریختگی نیز با نام رزین خوانده میشوند.

تعدادی از رزین ها نیز در حالت نرم الئورزین نامیده شده و زمانی که حاوی بنزوئیک  اسید و سینامیک باشند، بالزام نام میگیرند. الئورزینها نوعی ترکیب طبیعی از رزین و نفت هستند و میتوان انها را از گیاهان مختلفی استخراج نمود. سایر محصولات رزینی که به حالتی طبیعی بوجود می ایند، ترکیبی از صمغ یا موسیلاژ است که با نام رزینهای صمغی شناخته میشود. از رزینهای طبیعی مختلفی به عنوان مواد اولیه در عطرها استفاده میشود مانند بالزام، tolu, elemi, styrax و ترپنتینهای خاص.

مواد مترشحه ی غیر رزینی

سایر ترکیبات مایع که داخل گیاهان یافت میشوند و یا از انها ترشح میشوند مانند شیره، لاتکس یا  موسیلاژ( لیزاب) هم گاهی با رزینها اشتباه گرفته میشوند ولی با انها یکسان نیستند. شیره به طور خاصی حالتی مغذی دارد که رزینها ندارند.

رزینها چه مصارفی دارند؟

رزینهای گیاهی به دلیل تولید مواد چسبنده و عاملهای لعابی و درخشان کننده دارای ارزش زیادی هستند.همچنین انها نوعی ماده خام در نظر گرفته میشوند که برای مخلوط سازی  سایر مواد ارگانیکی ترکیبی به کار برده میشوند و جز اصلی عودسوز و عطر را تشکیل میدهند. مصارف اولیه ی این ماده به اواخر عصر سنگ میانی در افریقای جنوبی باز میگردد که از ان به عنوان نوعی چسب برای دسته گذاری لوازم سنگی استفاده شد.

انواع سخت  رزینها مانند سندروس بلوری، صمغ کاج، ماستیک و سندروس برای تولید چسب و لعاب مورد استفاده قرار میگیرند.

رزین های ترکیبی کدامند و چه  خواصی دارند؟

رزین های ترکیبی نوعی از رزین هایی هستند که به  صورت صنعتی تولید میشوند، به طور معمول این مواد حالتی چسبنده دارند و با فرایند پخت( فرایندی که در طی ان بسپارها به هم متصل میشوند و شبکه ای جدید را می سازند) به پلیمر تبدیل میشوند. به منظور انجام مراحل عمل اوری، رزین ها باید حاوی گروه های فعال نهایی مانند اکریلاتها یا اپوکسی ها باشند. تعدادی از رزینهای ترکیبی دارای ویژگی های مشابه رزینهای طبیعی گیاهان هستند ولی تعداد زیادی هم چنین خصوصیاتی را ندارند.

رزین های ترکیبی به  گروه های متفاوتی تقسیم میشوند. بعضی از انها با استری سازی ترکیبات ارگانیک تولید میشوند. تعدادی از انها  پلاستیکهای ترموستینگ هستند که در ان ها واژه رزین برای واکنش گرها یا محصول و یا هر دو به  کار برده میشود. ممکن است واژه رزین برای یک یا دو مونومر در یک هم بسپار هم به کاربرده شود. در مواردی هم سخت کننده نامیده میشود مانند اپوکسی رزین ها.

برای پلاستیکهای ترموستینگ که فقط به یک مونومر نیاز دارند، ترکیب مونومری همان رزین است. به عنوان مثال متیل متاکریلات معمولا رزین خوانده میشود. این ماده در حالت مایع و پیش از بسپارش هم رزین نام میگیرد. پس از ان به ماده بدست امده، شیشه اکریلیک و یا به طور خلاصه اکریلیک میگویند.

انواع رزین های ترکیبی کدامند؟

انواع کلاسیک این نوع از رزین ها اپوکسی نام دارد که با واکنش هایی مانند  اضافه سازی چند تایی در طی بسپارش یا تراکم چندتایی بوجود می اید و به عنوان پلیمرهای ترموست در مواد چسبنده و یا ترکیبات به کاربرده میشود. رزین اپوکسی در مقایسه با بتن، مواد ضد اب و مواد بدون درز دوبرابر قوی تر است. به همین دلیل از دهه 60 تا کنون در کف سازی صنعتی به کار برده شده است. از سال 2000 نیز، رزینهای اپوکسی و پلی اورتان درساخت فضاهای داخلی مانند دیوار در غرب اروپا به کار برده شده اند.

رزین های ریخته گری که برای جاسازی اجزای نمایشی در پلکسی پلاس و یا لوسیت به کار برده میشوند،  مایع متیل متاکریلات هستند که در انها یک کاتالیزور بسپارشی اضافه شده و ترکیب میشود و باعث بسپارش میشود. این بسپارش، بلوکی با نام شیشه اکریلیک و یا پلاستیک PMMA می سازد که شی نمایشی را در بلوک شفاف نگه میدارد.

یکی دیگر از پلیمرهای ترکیبی که گاهی اوقات با نام عمومی گروه خود خوانده میشود، استال رزین نام دارد. این رزین بر خلاف سایر انواع موجود دارای ساختار زنجیره ای ساده ای با وحدهای تکراری −[CH2O]− میباشد.

از رزین های مبادله ای یونی برای خالص سازی اب و به عنوان کاتالیزور واکنش های ارگانیک استفاده میشود.

خطرات رزین ها برای سلامتی

خطرات سلامتی مرتبط با رزین های ترکیبی معمولا خیلی کمتر ازمقداری است که نگران کننده باشد و این مقدار برای محصولات پخته شده و یا واکنش داده خیلی بیشتر است زیرا این محصولات به مقدار خیلی بیشتری در دسترس مصرف کنندگان هستند.

مواد تقویت کننده دندانی BIS-GMA محور که دارای رزین میباشند، ممکن است شکسته شوند و یا به بیسفنول آلوده شوند که نوعی مختل کننده غدد درون ریز میباشد. ولی تاکنون هیچ گزارشی مبنی بر احتمال اسیب های ناشی از BIS-GMA در رزین های دندانی وجود نداشته است.