Epoksīdi ir polimēru ķīmiskas vielas, kas sacietē cietās virsmās. Epoksīdu var izmantot kā daļu no līmēm vai kā virsmu pārklājumus. Epoksīds ir viegls, pretkorozijas līdzeklis un tam piemīt citas noderīgas mehāniskās īpašības, kas padara to par vērtīgu materiālu izmantošana lidmašīnās, automašīnās, būvniecībā, betona virsmas remontā, hidroelektrostaciju konstrukciju pastiprināšanā un elektronikā ierīces. Epoksīdsveķi labi darbojas kā savienotāji metāliem, kokam, plastmasai un citiem materiāliem. Lai gan epoksīds paliek izturīgs lielākajā daļā ikdienas apstākļu, tā polimēru matricas noārdīšanās var notikt augsta siltuma un siltuma, kas apvienots ar mitrumu, dēļ.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Epoksīds tiek izmantots daudzos mūsdienu gaisa kuģos, transportlīdzekļos, konstrukcijās un elektroniskās ierīcēs. Kamēr epoksīds pats noārdās ar augstu temperatūru un mitrumu, mūsdienīgi pārklājumi un maisījumi palīdz izturēt ārkārtēju karstumu.
Augsta siltuma efekti
Daudzi epoksīdi saglabā savas izturīgās īpašības, piemēram, izturību pret lūzumiem no zemām temperatūrām, kad tās ir visgrūtākās, līdz istabas temperatūrai. Epoksīda viskoelastīgās īpašības tomēr kļūst acīmredzamas, ieviešot lielu siltumu. Temperatūra, kurā notiek siltuma deformācija, svārstās no 20 līdz 90 grādiem pēc Celsija (68–195 F). Palielinoties temperatūrai, samazinās ievērojams epoksīda lieces un spiedes stiprības daudzums. Kad temperatūra paaugstinās līdz 60 grādiem pēc Celsija, epoksīds sasniedz siltuma deformācijas temperatūru (HDT), un tā sāk deformēties. Epoksīda HDT korelē ar tā stikla pārejas temperatūru. Nepārtraukta temperatūras paaugstināšanās līdz 90 grādiem C noved pie elastīgākas uzvedības. Temperatūras paaugstināšanās arī zaudē nestspēju un stingrību. Tāpēc epoksīdi ir pakļauti temperatūras paaugstināšanai.
Temperatūras un mitruma ietekme
Materiālu, kuru pamatā ir epoksīds, iedarbība uz vidi izraisa to noārdīšanos. Ultravioletajam starojumam, mitrumam un temperatūrai ir nozīme epoksīda matricas noārdīšanā. Kad tas notiek, epoksīds zaudē savas derīgās mehāniskās īpašības, piemēram, lieces izturību. Pat istabas temperatūrā ar 95 procentu relatīvo mitrumu epoksīds plastificējas un uzbriest, un tas palielinās līdz ar temperatūru. Mērenā temperatūrā un zemā relatīvā gaisa mitrumā epoksīds paliek nemainīgs. Šī efekta iemesls ir tas, ka polimēru kompozīti absorbē mitrumu no gaisa. Mitruma absorbcijas daudzums, kas ietekmē epoksīdus, ir atkarīgs no tā, kurš cietinātājs tiek izmantots un kā epoksīds tiek izārstēts. Augstās temperatūrās plastifikācijas process norit daudz ātrāk. Zems mitrums ļauj savstarpēji saistīties, kas uzlabo epoksīda mehāniskās īpašības.
Mūsdienu epoksīda kompozītu īpašības
Neskatoties uz šiem jautājumiem, mūsdienu epoksīdus var stiprināt, pievienojot dažus cietēšanas līdzekļus, lai izturētu augstu temperatūru. Epoksīdsveķiem ar stieņa struktūru ir tendence izturēt temperatūras galējības labāk nekā tiem, kuru struktūras ir elastīgas. Epoksīdsveķiem ar broma atomiem piemīt liesmu slāpējoša spēja. Ar oglekļa šķiedru pastiprināti epoksīda kompozīti var izturēt ievērojami lielu karstumu (pat 1500 grādus pēc Celsija), padarot tos vērtīgus lidmašīnu komponentiem. Tādi pārklājumi kā titāns nodrošina barjeru siltumam un mitrumam un pagarina epoksīda materiālu kalpošanas laiku.