Epoxier er polymere kemikalier, der hærder på hårde overflader. Epoxy kan bruges som en del af lim eller som belægning til overflader. Epoxy er let, korrosionsbeskyttende og har andre nyttige mekaniske egenskaber, der gør det til et værdifuldt materiale brug i fly, biler, byggeri, reparation af betonoverflade, forstærkning af vandkraftstruktur og elektronisk enheder. Epoxyharpikser fungerer godt som bindemidler til metaller, træ, plast og andre materialer. Mens epoxy forbliver holdbart under de fleste daglige forhold, kan nedbrydning af dets polymermatrix forekomme på grund af høj varme og varme kombineret med fugt.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
Epoxy bruges i mange moderne fly, køretøjer, strukturer og elektroniske enheder. Mens epoxy i sig selv nedbrydes med høj temperatur og fugtighed, hjælper moderne belægninger og blandinger det med at modstå ekstrem varme.
Effekter med høj varme
Mange epoxier bevarer deres holdbare egenskaber såsom brudstyrke fra lave temperaturer, når de er hårdest, til stuetemperatur. De viskoelastiske egenskaber ved epoxy bliver imidlertid tydelige ved indførelsen af høj varme. Temperaturen, hvorved varmeforvrængning opstår, varierer mellem 20 og 90 grader Celsius (68-195 F). Når temperaturen stiger, falder en betydelig mængde af bøjnings- og trykstyrken af epoxy. Når temperaturen stiger til 60 grader Celsius, når epoxy varmeforvrængningstemperaturen (HDT), og den begynder at deformere. HDT af en epoxy korrelerer med dens glasovergangstemperatur. Den fortsatte temperaturstigning til 90 grader C fører til mere duktil adfærd. Temperaturstigningen fører også til tab af bæreevne og stivhed. Epoxy er derfor modtagelige for temperaturstigninger.
Effekter af temperatur og fugtighed
Miljøeksponering af epoxybaserede materialer fører til nedbrydning heraf. Ultraviolet stråling, fugt og temperatur spiller alle en rolle i nedbrydningen af en epoxys matrix. Når dette sker, mister epoxy sine nyttige mekaniske egenskaber såsom bøjningsstyrke. Selv ved stuetemperatur med 95 procent relativ fugtighed blødgør epoxy og svulmer op, og dette stiger med temperaturen. Ved moderate temperaturer og lav relativ fugtighed forbliver epoxy konstant. Årsagen til denne effekt er, at polymerkompositter absorberer fugt fra luften. Mængden af fugtoptagelse, der påvirker epoxy, afhænger af hvilken hærder, der anvendes, og hvordan epoxy hærdes. Ved høje temperaturer forløber blødgøringsprocessen meget hurtigere. Lav fugtighed muliggør tværbinding, hvilket forbedrer epoxys mekaniske egenskaber.
Moderne epoxykompositkvaliteter
På trods af disse problemer kan moderne epoxy styrkes ved tilsætning af visse hærdemidler til at modstå høje temperaturer. Epoxyharpikser med en stangstruktur har tendens til at modstå ekstreme temperaturer bedre end dem med strukturer, der er fleksible. Epoxyharpikser med bromatomer udviser flammehæmmende evne. Kulfiberforstærkede epoxykompositter kan modstå betydeligt høj varme (så højt som 1500 grader Celsius), hvilket gør dem værdifulde for flykomponenter. Belægninger som titanium giver en barriere for varme og fugtighed og forlænger epoxymaterialernes levetid.