ההשפעות של טמפרטורה גבוהה על אפוקסי

אפוקסי הם כימיקלים פולימרים הנרפאים למשטחים קשים. ניתן להשתמש באפוקסי כחלק מדבקים או כציפויים למשטחים. אפוקסי הוא קל משקל, אנטי קורוזיבי ובעל תכונות מכניות שימושיות אחרות ההופכות אותו לחומר יקר ערך שימוש במטוסים, מכוניות, בנייה, תיקון משטחי בטון, חיזוק מבנה הידרו-אלקטרוני ואלקטרוני מכשירים. שרפי אפוקסי פועלים היטב כחומרי מליטה למתכות, עץ, פלסטיק וחומרים אחרים. בעוד שאפוקסי נשאר עמיד בתנאים היומיומיים ביותר, השפלה של מטריצת הפולימר שלו יכולה להתרחש בגלל חום גבוה וחום בשילוב עם לחות.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

אפוקסי משמש בכלי טיס מודרניים רבים, כלי רכב, מבנים ומכשירים אלקטרוניים. בעוד שאפוקסי בפני עצמו מתכלה עם טמפרטורה ולחות גבוהות, ציפויים ותערובות מודרניות עוזרים לו לעמוד בחום קיצוני.

אפוקסי אדים רבים שומרים על איכויותיהם העמידות כגון קשיחות שבר מטמפרטורות נמוכות, כשהן הקשות ביותר, לטמפרטורות החדר. המאפיינים הוויסקואלסטיים של אפוקסי, לעומת זאת, מתבררים עם הכנסת חום גבוה. הטמפרטורה בה מתרחש עיוות חום נעה בין 20 ל 90 מעלות צלזיוס (68–195 F). ככל שהטמפרטורה עולה, כמות משמעותית מכוח הגמישה והלחיצה של אפוקסי פוחתת. כאשר הטמפרטורה עולה ל 60 מעלות צלזיוס, אפוקסי מגיע לטמפרטורת עיוות החום (HDT), והוא מתחיל להתעוות. ה- HDT של אפוקסי מתואם לטמפרטורת מעבר הזכוכית שלו. העלייה המתמשכת בטמפרטורות ל -90 מעלות צלזיוס מובילה להתנהגות רקיבית יותר. עליית הטמפרטורה מובילה גם לאובדן כושר העומס והנוקשות. אפוקסי, לפיכך, רגישים לעליית טמפרטורה.

חשיפה סביבתית של חומרים מבוססי אפוקסי מובילה להתדרדרותם. קרינה אולטרה סגולה, לחות וטמפרטורה ממלאים תפקיד בפירוק המטריצה ​​של אפוקסי. כאשר זה קורה, האפוקסי מאבד מתכונותיו המכניות שימושיות כגון חוזק גמיש. אפילו בטמפרטורת החדר עם לחות יחסית של 95 אחוז, אפוקסי מפלפל ומתנפח, וזה עולה עם הטמפרטורה. בטמפרטורות מתונות ולחות יחסית נמוכה, אפוקסי נשאר יציב. הסיבה להשפעה זו היא כי מרוכבים פולימרים סופגים לחות מהאוויר. כמות ספיגת הלחות המשפיעה על אפוקסי תלויה באיזה מקשיח משמש ובאופן ריפוי האפוקסי. בטמפרטורות גבוהות, תהליך הפלסטיזציה מתקדם הרבה יותר מהר. לחות נמוכה מאפשרת קישור צולב, מה שמשפר את התכונות המכניות של האפוקסי.

למרות נושאים אלה, ניתן לחזק אפוקסי מודרניים על ידי הוספת חומרי ריפוי מסוימים העמידים בפני טמפרטורות גבוהות. שרפי אפוקסי עם מבנה מוט נוטים לעמוד בצורה קיצונית בטמפרטורות טובות יותר מאלו עם מבנים גמישים. שרפי אפוקסי עם אטומי ברום מציגים יכולת מעכבת בעירה. מרוכבים אפוקסי מחוזקים בסיבי פחמן יכולים לעמוד בחום גבוה משמעותית (עד 1500 מעלות צלזיוס), מה שהופך אותם לבעלי ערך עבור רכיבי מטוסים. ציפויים כגון טיטניום מהווים מחסום לחום ולחות ומאריכים את חיי החומרים האפוקסייים.