Epoxidy sú polymérne chemikálie, ktoré tvrdnú na tvrdý povrch. Epoxid sa môže použiť ako súčasť lepidla alebo ako náter na povrchy. Epoxid je ľahký, antikorózny a má ďalšie užitočné mechanické vlastnosti, vďaka ktorým je cenným materiálom použitie v lietadlách, automobiloch, stavebníctve, opravách betónových povrchov, posilnení hydroenergetických konštrukcií a elektronike zariadenia. Epoxidové živice dobre fungujú ako spojivá pre kovy, drevo, plasty a iné materiály. Zatiaľ čo epoxid zostáva odolný za väčšiny každodenných podmienok, môže dôjsť k degradácii jeho polymérnej matrice v dôsledku vysokého tepla a tepla kombinovaného s vlhkosťou.
TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)
Epoxid sa používa v mnohých moderných lietadlách, vozidlách, konštrukciách a elektronických zariadeniach. Zatiaľ čo epoxid sám o sebe degraduje pri vysokej teplote a vlhkosti, moderné nátery a zmesi mu pomáhajú odolávať extrémnym horúčavám.
Účinky vysokého tepla
Mnoho epoxidov si zachováva svoje trvanlivé vlastnosti, ako je lomová húževnatosť od nízkych teplôt, keď sú najtvrdšie, až po izbové teploty. Viskoelastické vlastnosti epoxidu sa však prejavia zavedením vysokého tepla. Teplota, pri ktorej dochádza k tepelnému skresleniu, sa pohybuje v rozmedzí od 20 do 90 stupňov Celzia (68 - 195 F). So zvyšovaním teploty klesá značné množstvo pevnosti v ohybe a tlaku v epoxide. Keď teplota stúpne na 60 stupňov Celzia, epoxidová voda dosiahne teplotu tepelného skreslenia (HDT) a začne sa deformovať. HDT epoxidu koreluje s jeho teplotou skleného prechodu. Pokračujúce zvyšovanie teplôt na 90 stupňov C vedie k tvárnejšiemu správaniu. Zvýšenie teploty vedie tiež k strate únosnosti a tuhosti. Epoxidy sú preto citlivé na zvyšovanie teploty.
Vplyvy teploty a vlhkosti
Expozícia materiálov na báze epoxidov do životného prostredia vedie k ich degradácii. Ultrafialové žiarenie, vlhkosť a teplota zohrávajú úlohu pri rozklade matice epoxidu. Keď k tomu dôjde, epoxid stratí svoje užitočné mechanické vlastnosti, ako je pevnosť v ohybe. Aj pri izbovej teplote s 95-percentnou relatívnou vlhkosťou epoxid plastifikuje a napučiava, čo sa s teplotou zvyšuje. Pri miernych teplotách a nízkej relatívnej vlhkosti zostáva epoxid stabilný. Dôvodom tohto účinku je, že polymérne kompozity absorbujú vlhkosť zo vzduchu. Miera absorpcie vlhkosti, ktorá ovplyvňuje epoxidy, závisí od použitého tužidla a od spôsobu vytvrdzovania epoxidu. Pri vysokých teplotách proces plastifikácie prebieha oveľa rýchlejšie. Nízka vlhkosť umožňuje zosieťovanie, čo zlepšuje mechanické vlastnosti epoxidu.
Moderné vlastnosti epoxidového kompozitu
Napriek týmto problémom je možné moderné epoxidy posilniť pridaním určitých vytvrdzovacích látok, ktoré odolávajú vysokým teplotám. Epoxidové živice s tyčovou štruktúrou majú tendenciu lepšie odolávať teplotným extrémom ako tie, ktoré majú pružnú štruktúru. Epoxidové živice s atómami brómu vykazujú schopnosť spomaľovať horenie. Epoxidové kompozity vystužené uhlíkovými vláknami odolávajú výrazne vysokému teplu (až 1 500 stupňov Celzia), vďaka čomu sú cenné pre komponenty lietadiel. Povlaky ako titán poskytujú bariéru proti teplu a vlhkosti a predlžujú životnosť epoxidových materiálov.