Epoksydy to chemikalia polimerowe, które utwardzają się na twardych powierzchniach. Epoksyd może być stosowany jako składnik klejów lub jako powłoki na powierzchnie. Epoksyd jest lekki, antykorozyjny i posiada inne użyteczne właściwości mechaniczne, które czynią go cennym materiałem do zastosowanie w samolotach, samochodach, budownictwie, naprawie powierzchni betonowych, wzmacnianiu konstrukcji hydroenergetycznych i elektronice urządzenia. Żywice epoksydowe sprawdzają się jako spoiwo do metali, drewna, tworzyw sztucznych i innych materiałów. Chociaż żywica epoksydowa pozostaje trwała w większości codziennych warunków, degradacja jej matrycy polimerowej może nastąpić z powodu wysokiej temperatury i ciepła w połączeniu z wilgocią.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Epoksyd jest stosowany w wielu nowoczesnych samolotach, pojazdach, konstrukcjach i urządzeniach elektronicznych. Podczas gdy żywica epoksydowa sama w sobie ulega degradacji pod wpływem wysokiej temperatury i wilgotności, nowoczesne powłoki i mieszanki pomagają mu wytrzymać ekstremalne temperatury.
Efekty wysokiej temperatury
Wiele epoksydów zachowuje swoje trwałe właściwości, takie jak odporność na pękanie od niskich temperatur, kiedy są najtwardsze, do temperatur pokojowych. Wiskoelastyczne właściwości żywicy epoksydowej stają się jednak widoczne po wprowadzeniu wysokiej temperatury. Temperatura, w której następuje odkształcenie cieplne, wynosi od 20 do 90 stopni Celsjusza (68-195 F). Wraz ze wzrostem temperatury znacznie zmniejsza się wytrzymałość żywicy epoksydowej na zginanie i ściskanie. Gdy temperatura wzrasta do 60 stopni Celsjusza, żywica epoksydowa osiąga temperaturę zniekształceń termicznych (HDT) i zaczyna się odkształcać. HDT epoksydu koreluje z jego temperaturą zeszklenia. Ciągły wzrost temperatury do 90 stopni C prowadzi do bardziej plastycznego zachowania. Wzrost temperatury prowadzi również do utraty nośności i sztywności. Dlatego epoksydy są podatne na wzrost temperatury.
Wpływ temperatury i wilgotności
Narażenie środowiskowe materiałów na bazie epoksydów prowadzi do ich degradacji. Promieniowanie ultrafioletowe, wilgoć i temperatura odgrywają rolę w rozkładaniu matrycy epoksydowej. Kiedy to nastąpi, epoksyd traci swoje użyteczne właściwości mechaniczne, takie jak wytrzymałość na zginanie. Nawet w temperaturze pokojowej, przy 95% względnej wilgotności, żywica epoksydowa uplastycznia się i pęcznieje, a to rośnie wraz z temperaturą. W umiarkowanych temperaturach i niskiej wilgotności względnej żywica epoksydowa pozostaje niezmienna. Powodem tego efektu jest to, że kompozyty polimerowe pochłaniają wilgoć z powietrza. Stopień absorpcji wilgoci, który ma wpływ na epoksydy, zależy od użytego utwardzacza i sposobu utwardzenia epoksydu. W wysokich temperaturach proces uplastyczniania przebiega znacznie szybciej. Niska wilgotność pozwala na sieciowanie, co poprawia właściwości mechaniczne epoksydu.
Nowoczesne właściwości kompozytów epoksydowych
Pomimo tych problemów, nowoczesne epoksydy można wzmocnić przez dodanie pewnych utwardzaczy, aby wytrzymać wysokie temperatury. Żywice epoksydowe o strukturze prętowej lepiej znoszą ekstremalne temperatury niż te o strukturze elastycznej. Żywice epoksydowe z atomami bromu wykazują właściwości zmniejszające palność. Kompozyty epoksydowe wzmocnione włóknem węglowym mogą wytrzymać znacznie wysokie temperatury (nawet 1500 stopni Celsjusza), co czyni je cennymi dla komponentów samolotów. Powłoki, takie jak tytan, stanowią barierę dla ciepła i wilgoci oraz wydłużają żywotność materiałów epoksydowych.