Epoksiji so polimerne kemikalije, ki se trdijo na trdih površinah. Epoksid se lahko uporablja kot del lepil ali kot premaz za površine. Epoksid je lahek, antikoroziven in ima druge uporabne mehanske lastnosti, zaradi katerih je dragocen material uporaba v letalih, avtomobilih, gradbeništvu, popravilu betonske površine, ojačitvi hidroelektrarn in elektroniki naprav. Epoksidne smole dobro delujejo kot vezivna sredstva za kovine, les, plastiko in druge materiale. Medtem ko je epoksid v večini vsakdanjih pogojev trpežen, lahko pride do razgradnje njegove polimerne matrice zaradi visoke toplote in toplote v kombinaciji z vlago.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Epoksid se uporablja v številnih sodobnih letalih, vozilih, konstrukcijah in elektronskih napravah. Medtem ko se epoksid sam razgrajuje z visoko temperaturo in vlago, sodobni premazi in zmesi pomagajo prenesti izjemno toploto.
Visoko-toplotni učinki
Številni epoksi obdržijo svoje trajne lastnosti, kot je žilavost na zlom od najnižjih temperatur do sobnih temperatur. Viskoelastične lastnosti epoksida pa se pokažejo z uvedbo visoke toplote. Temperatura, pri kateri pride do izkrivljanja toplote, se giblje med 20 in 90 stopinjami Celzija (68–195 F). S povečanjem temperature se znatno zmanjša upogibna in tlačna trdnost epoksida. Ko se temperatura poveča na 60 stopinj Celzija, epoksid doseže temperaturo izkrivljanja toplote (HDT) in začne se deformirati. HDT epoksida ustreza temperaturi steklenega prehoda. Stalno zvišanje temperatur na 90 stopinj C vodi do bolj duktilnega vedenja. Povišanje temperature povzroči tudi izgubo nosilnosti in togosti. Epoksiji so zato dovzetni za povišanje temperature.
Učinki temperature in vlažnosti
Izpostavljenost materialov na osnovi epoksida v okolju vodi do njihove razgradnje. Ultravijolično sevanje, vlaga in temperatura igrajo vlogo pri razgradnji epoksidne matrice. Ko se to zgodi, epoksi izgubi uporabne mehanske lastnosti, kot je upogibna trdnost. Tudi pri sobni temperaturi z 95-odstotno relativno vlažnostjo se epoksi plastificira in nabrekne, kar narašča s temperaturo. Pri zmernih temperaturah in nizki relativni vlažnosti ostaja epoksid trden. Razlog za ta učinek je, da polimerni kompoziti absorbirajo vlago iz zraka. Količina absorpcije vlage, ki vpliva na epokside, je odvisna od tega, kateri trdilec je uporabljen in kako je epoksid utrjen. Pri visokih temperaturah postopek plastifikacije poteka veliko hitreje. Nizka vlažnost omogoča zamreženje, kar izboljša mehanske lastnosti epoksida.
Sodobne epoksi kompozitne lastnosti
Kljub tem težavam lahko sodobne epokside okrepimo z dodatkom nekaterih sušilnih sredstev, ki vzdržijo visoke temperature. Epoksidne smole s palično strukturo ponavadi bolje prenašajo temperaturne ekstreme kot tiste s prožnimi strukturami. Epoksidne smole z bromovimi atomi kažejo sposobnost zaviranja gorenja. Epoksidni kompoziti, ojačani z ogljikovimi vlakni, lahko prenesejo znatno visoko toploto (tudi do 1500 stopinj Celzija), zaradi česar so dragoceni za letalske komponente. Premazi, kot je titan, preprečujejo toploto in vlago ter podaljšujejo življenjsko dobo epoksidnih materialov.