Epoksiidid on polümeerkemikaalid, mis kõvenevad kõvadeks pindadeks. Epoksiidi võib kasutada liimide osana või pindade kattekihtidena. Epoksü on kerge, korrosioonivastane ja tal on muid kasulikke mehaanilisi omadusi, mis muudavad selle väärtuslikuks materjaliks kasutamine õhusõidukites, autodes, ehitustöödel, betoonpinna parandamisel, hüdroenergia konstruktsioonide tugevdamisel ja elektroonikas seadmeid. Epoksüvaigud toimivad hästi metallide, puidu, plasti ja muude materjalide sideainetena. Ehkki epoksü püsib enamikus igapäevastes tingimustes vastupidavana, võib selle polümeerse maatriksi lagunemine toimuda kõrge kuumuse ja niiskusega koos kuumuse tõttu.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Epoksiidi kasutatakse paljudes kaasaegsetes lennukites, sõidukites, konstruktsioonides ja elektroonikaseadmetes. Kui iseenesest laguneb epoksü kõrge temperatuuri ja niiskuse juures, aitavad tänapäevased katted ja segud taluda äärmist kuumust.
Kõrge kuumusefektid
Paljud epoksiidid säilitavad oma vastupidavad omadused, näiteks murdumiskindluse madalast temperatuurist kuni kõige raskemani kuni toatemperatuurini. Epoksü viskoelastsed omadused ilmnevad aga suure kuumuse sisseviimisel. Soojuse moonutamise temperatuur jääb vahemikku 20–90 kraadi Celsiuse järgi (68–195 F). Temperatuuri tõustes väheneb märkimisväärne osa epoksü painde- ja survetugevusest. Kui temperatuur tõuseb 60 kraadini, jõuab epoksü soojuse moonutustemperatuurini (HDT) ja see hakkab deformeeruma. Epoksü HDT korreleerub selle klaasistumistemperatuuriga. Temperatuuride jätkuv tõus 90 kraadini põhjustab plastilist käitumist. Temperatuuri tõus viib ka kandevõime ja jäikuse vähenemiseni. Seetõttu on epoksiidid temperatuuri tõusule vastuvõtlikud.
Temperatuuri ja niiskuse mõjud
Epoksüpõhiste materjalide kokkupuude keskkonnaga põhjustab nende lagunemist. Ultraviolettkiirgus, niiskus ja temperatuur mängivad epoksümaatriksi lagundamisel rolli. Kui see juhtub, kaotab epoksü kasulikud mehaanilised omadused, näiteks paindetugevus. Isegi toatemperatuuril, kus suhteline õhuniiskus on 95 protsenti, plastistub ja paisub epoksü ning see tõuseb koos temperatuuriga. Mõõdukate temperatuuride ja madala suhtelise õhuniiskuse korral püsib epoksü kindel. Selle efekti põhjuseks on see, et polümeerkomposiidid imavad õhust niiskust. Niiskuse imendumise kogus, mis mõjutab epoksiide, sõltub sellest, millist kõvendit kasutatakse ja kuidas epoksü kõveneb. Kõrgel temperatuuril kulgeb plastifitseerimisprotsess palju kiiremini. Madal niiskus võimaldab ristsidumist, mis parandab epoksü mehaanilisi omadusi.
Kaasaegsed epoksü komposiitomadused
Nendest probleemidest hoolimata saab tänapäevaseid epoksiide tugevdada, lisades kõrgetele temperatuuridele vastupidavaks teatud kõvendi. Vardakonstruktsiooniga epoksüvaigud taluvad äärmuslikke temperatuure paremini kui painduvate struktuuridega. Broomi aatomitega epoksüvaigud näitavad leegiaeglusteid. Süsinikkiuga tugevdatud epoksükomposiidid taluvad märkimisväärselt suurt kuumust (kuni 1500 kraadi Celsiuse järgi), muutes need lennukite komponentide jaoks väärtuslikeks. Sellised katted nagu titaan takistavad kuumust ja niiskust ning pikendavad epoksümaterjalide eluiga.