Sisältö
- TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
- Korkean lämmön vaikutukset
- Lämpötila- ja kosteusvaikutukset
- Moderni epoksi-komposiittilaatu
Epoksidit ovat polymeerikemikaaleja, jotka kovettuvat koville pinnoille. Epoksia voidaan käyttää liimojen osana tai pintojen pinnoitteina. Epoksi on kevyt, korroosiota estävä ja sillä on muita hyödyllisiä mekaanisia ominaisuuksia, jotka tekevät siitä arvokkaan materiaalin käytettäväksi lentokoneissa, autoissa, rakentamisessa, betonipintojen korjaamisessa, vesivoiman rakenteen vahvistamisessa ja elektronisissa laitteissa. Epoksihartsit toimivat hyvin metallien, puun, muovien ja muiden materiaalien sidosaineina. Vaikka epoksi pysyy kestävänä useimmissa päivittäisissä olosuhteissa, sen polymeerimatriisin hajoaminen voi tapahtua korkean lämmön ja lämmön kanssa yhdistettynä kosteuteen.
TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
Epoksia käytetään monissa nykyaikaisissa lentokoneissa, ajoneuvoissa, rakenteissa ja elektronisissa laitteissa. Vaikka epoksi yksinään hajoaa korkeassa lämpötilassa ja kosteudessa, modernit pinnoitteet ja seokset auttavat sitä kestämään äärimmäistä lämpöä.
Korkean lämmön vaikutukset
Monet epoksidit säilyttävät kestävät ominaisuutensa, kuten murtolujuuden alhaisista lämpötiloista, kun ne ovat vaikeimmat, huoneenlämpötiloihin. Epoksin viskoelastiset ominaisuudet käyvät kuitenkin ilmi korkean lämmön myötä. Lämpötila, jossa lämmön vääristyminen tapahtuu, on 20 - 90 celsiusastetta (68–195 F). Lämpötilan noustessa merkittävä määrä epoksin taivutus- ja puristuslujuutta heikkenee. Kun lämpötila nousee 60 asteeseen, epoksi saavuttaa HDT-lämpötilan ja se alkaa muodonmuuttua. Epoksin HDT korreloi sen lasittumislämpötilaan. Lämpötilojen jatkuva nousu 90 asteeseen C johtaa sitkeämpään käyttäytymiseen. Lämpötilan nousu johtaa myös kantavuuden ja jäykkyyden menetykseen. Siksi epoksidit ovat alttiita lämpötilan nousulle.
Lämpötila- ja kosteusvaikutukset
Epoksipohjaisten materiaalien altistuminen ympäristölle johtaa niiden hajoamiseen. Ultraviolettisäteilyllä, kosteudella ja lämpötilalla on kaikki merkitys epoksimatriisin hajottamisessa. Kun tämä tapahtuu, epoksi menettää käyttökelpoiset mekaaniset ominaisuutensa, kuten taivutuslujuuden. Jopa huoneenlämpötilassa, jossa suhteellinen kosteus on 95 prosenttia, epoksi plastisoituu ja turpoaa, ja tämä kasvaa lämpötilan noustessa. Kohtuullisissa lämpötiloissa ja alhaisessa suhteellisessa kosteudessa epoksi pysyy vakaana. Syynä tähän vaikutukseen on, että polymeerikomposiitit imevät kosteutta ilmasta. Epokseihin vaikuttava kosteuden imeytymisaste riippuu käytetystä kovetetta ja kuinka epoksi kovettuu. Korkeissa lämpötiloissa plastisoitumisprosessi etenee paljon nopeammin. Matala kosteus mahdollistaa silloittumisen, mikä parantaa epoksin mekaanisia ominaisuuksia.
Moderni epoksi-komposiittilaatu
Näistä asioista huolimatta nykyaikaisia epoksia voidaan vahvistaa lisäämällä tiettyjä kovetettavia aineita kestämään korkeita lämpötiloja. Tankorakenteella varustetut epoksihartsit kestävät yleensä äärimmäisiä lämpötiloja kuin joustavat rakenteet. Bromiatomeilla varustetut epoksihartsit palonestokykyisiksi. Hiilikuitulujitetut epoksikomposiitit kestävät huomattavasti korkeaa lämpöä (jopa 1500 celsiusastetta), mikä tekee niistä arvokkaita lentokonekomponenttien kannalta. Pinnoitteet, kuten titaani, muodostavat esteen lämmölle ja kosteudelle ja pidentävät epoksimateriaalien käyttöikää.