Epoxidy jsou polymerní chemikálie, které vytvrzují na tvrdé povrchy. Epoxid lze použít jako součást lepidel nebo jako nátěry povrchů. Epoxid je lehký, antikorozní a má další užitečné mechanické vlastnosti, díky nimž je cenným materiálem použití v letadlech, automobilech, stavebnictví, opravách betonových povrchů, vyztužení vodních konstrukcí a elektronice zařízení. Epoxidové pryskyřice fungují dobře jako pojiva pro kovy, dřevo, plasty a jiné materiály. Zatímco epoxid zůstává odolný za většiny každodenních podmínek, může dojít k degradaci jeho polymerní matrice v důsledku vysokého tepla a tepla v kombinaci s vlhkostí.
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
Epoxid se používá v mnoha moderních letadlech, vozidlech, konstrukcích a elektronických zařízeních. Zatímco epoxid sám o sobě degraduje vysokou teplotou a vlhkostí, moderní nátěry a směsi mu pomáhají odolat extrémnímu teplu.
Účinky vysokého tepla
Mnoho epoxidů si zachovává své trvanlivé vlastnosti, jako je lomová houževnatost od nízkých teplot, kdy jsou nejtvrdší, až po teploty v místnosti. Viskoelastické vlastnosti epoxidu se však projeví zavedením vysokého tepla. Teplota, při které dochází ke zkreslení tepla, se pohybuje mezi 20 a 90 stupni Celsia (68–195 F). Jak teplota stoupá, značná část pevnosti v ohybu a tlaku v epoxidu klesá. Když teplota vzroste na 60 stupňů Celsia, epoxid dosáhne teploty tepelného zkreslení (HDT) a začne se deformovat. HDT epoxidu koreluje s jeho teplotou skelného přechodu. Pokračující zvyšování teplot na 90 stupňů C vede k tvárnějšímu chování. Zvýšení teploty také vede ke ztrátě únosnosti a tuhosti. Epoxidy jsou proto citlivé na zvýšení teploty.
Vliv teploty a vlhkosti
Expozice materiálů na bázi epoxidů na životní prostředí vede k jejich degradaci. Ultrafialové záření, vlhkost a teplota - to vše hraje roli při rozbití epoxidové matrice. Když k tomu dojde, epoxid ztratí své užitečné mechanické vlastnosti, jako je pevnost v ohybu. I při pokojové teplotě s 95% relativní vlhkostí epoxid plastifikuje a bobtná, což se s teplotou zvyšuje. Při mírných teplotách a nízké relativní vlhkosti zůstává epoxid stálý. Důvodem pro tento účinek je, že polymerní kompozity absorbují vlhkost ze vzduchu. Množství absorpce vlhkosti, které ovlivňuje epoxidy, závisí na tom, jaké tvrdidlo se používá a jak je epoxid vytvrzován. Při vysokých teplotách proces plastifikace probíhá mnohem rychleji. Nízká vlhkost umožňuje zesíťování, což zlepšuje mechanické vlastnosti epoxidu.
Moderní epoxidové kompozitní vlastnosti
Přes tyto problémy lze moderní epoxidy posílit přidáním určitých vytvrzovacích činidel, aby vydržely vysoké teploty. Epoxidové pryskyřice s tyčovou strukturou mají tendenci lépe odolávat teplotním extrémům než ty, které mají flexibilní struktury. Epoxidové pryskyřice s atomy bromu vykazují schopnost zpomalit hoření. Epoxidové kompozity vyztužené uhlíkovými vlákny vydrží výrazně vysoké teplo (až 1 500 stupňů Celsia), což je činí cennými pro součásti letadel. Povlaky jako titan poskytují bariéru proti teplu a vlhkosti a prodlužují životnost epoxidových materiálů.