Zawartość
- TL; DR (Too Long; Didnt Read)
- Efekty wysokiej temperatury
- Wpływ temperatury i wilgotności
- Nowoczesne właściwości kompozytów epoksydowych
Epoksydy to polimeryczne chemikalia, które utwardzają się na twardych powierzchniach. Epoksyd może być stosowany jako część klejów lub powłok na powierzchnie. Epoksyd jest lekki, antykorozyjny i posiada inne przydatne właściwości mechaniczne, dzięki czemu jest cennym materiałem do stosowania w samolotach, samochodach, budownictwie, naprawach powierzchni betonowych, wzmacnianiu konstrukcji hydroenergetycznych i urządzeniach elektronicznych. Żywice epoksydowe działają dobrze jako środki wiążące do metali, drewna, tworzyw sztucznych i innych materiałów. Podczas gdy żywica epoksydowa pozostaje trwała w większości codziennych warunków, degradacja matrycy polimerowej może wystąpić z powodu wysokiej temperatury i ciepła w połączeniu z wilgocią.
TL; DR (Too Long; Didnt Read)
Epoksyd jest stosowany w wielu nowoczesnych samolotach, pojazdach, konstrukcjach i urządzeniach elektronicznych. Podczas gdy epoksyd sam w sobie ulega degradacji przy wysokiej temperaturze i wilgotności, nowoczesne powłoki i mieszanki pomagają mu wytrzymać ekstremalne ciepło.
Efekty wysokiej temperatury
Wiele epoksydów zachowuje swoje trwałe właściwości, takie jak odporność na pękanie od niskich temperatur, kiedy są najtwardsze, do temperatur pokojowych. Jednak lepkosprężyste właściwości żywicy epoksydowej stają się widoczne po wprowadzeniu wysokiej temperatury. Temperatura, w której występuje odkształcenie ciepła, wynosi od 20 do 90 stopni Celsjusza (68–195 F). Wraz ze wzrostem temperatury zmniejsza się znaczna wytrzymałość na zginanie i ściskanie żywicy epoksydowej. Gdy temperatura wzrośnie do 60 stopni Celsjusza, żywica epoksydowa osiąga temperaturę odkształcenia cieplnego (HDT) i zaczyna się deformować. HDT żywicy epoksydowej koreluje z temperaturą zeszklenia. Dalszy wzrost temperatur do 90 stopni C prowadzi do bardziej ciągliwego zachowania. Wzrost temperatury prowadzi również do utraty nośności i sztywności. Dlatego epoksydy są podatne na wzrost temperatury.
Wpływ temperatury i wilgotności
Narażenie materiałów epoksydowych na środowisko prowadzi do ich degradacji. Promieniowanie ultrafioletowe, wilgoć i temperatura odgrywają rolę w rozkładaniu matrycy epoksydowej. Gdy to nastąpi, epoksyd traci swoje użyteczne właściwości mechaniczne, takie jak wytrzymałość na zginanie. Nawet w temperaturze pokojowej przy 95% wilgotności względnej epoksyd uplastycznia się i pęcznieje, a to wzrasta wraz z temperaturą. W umiarkowanych temperaturach i niskiej wilgotności względnej żywica epoksydowa pozostaje trwała. Przyczyną tego efektu jest to, że kompozyty polimerowe absorbują wilgoć z powietrza. Ilość wchłaniania wilgoci, która wpływa na żywice epoksydowe, zależy od zastosowanego utwardzacza i sposobu utwardzenia żywicy epoksydowej. W wysokich temperaturach proces plastyfikacji przebiega znacznie szybciej. Niska wilgotność pozwala na sieciowanie, co poprawia właściwości mechaniczne żywicy epoksydowej.
Nowoczesne właściwości kompozytów epoksydowych
Pomimo tych problemów nowoczesne epoksydy można wzmocnić przez dodanie niektórych środków utwardzających, które wytrzymają wysokie temperatury. Żywice epoksydowe o strukturze prętowej mają tendencję do lepszego wytrzymywania ekstremalnych temperatur niż żywice o elastycznych strukturach. Żywice epoksydowe z atomami bromu wykazują zdolność zmniejszania palności. Kompozyty epoksydowe wzmocnione włóknem węglowym są w stanie wytrzymać znacznie wysokie temperatury (nawet 1500 stopni Celsjusza), co czyni je cennymi dla komponentów samolotów. Powłoki takie jak tytan stanowią barierę dla ciepła i wilgoci oraz przedłużają żywotność materiałów epoksydowych.