Inhoud
- TL; DR (te lang; niet gelezen)
- Hoge hitte-effecten
- Temperatuur- en vochtigheidseffecten
- Moderne epoxy samengestelde eigenschappen
Epoxies zijn polymere chemicaliën die uitharden in harde oppervlakken. Epoxy kan worden gebruikt als onderdeel van lijmen of als coatings voor oppervlakken. Epoxy is lichtgewicht, corrosiewerend en bezit andere nuttige mechanische eigenschappen waardoor het een waardevol materiaal is voor gebruik in vliegtuigen, auto's, de bouw, reparatie van betonnen oppervlakken, versterking van waterkrachtconstructies en elektronische apparaten. Epoxyharsen werken goed als bindmiddelen voor metalen, hout, kunststoffen en andere materialen. Hoewel epoxy onder de meeste dagelijkse omstandigheden duurzaam blijft, kan degradatie van de polymeermatrix optreden als gevolg van hoge hitte en warmte in combinatie met vocht.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Epoxy wordt gebruikt in veel moderne vliegtuigen, voertuigen, structuren en elektronische apparaten. Terwijl epoxy op zichzelf afbreekt bij hoge temperaturen en vochtigheid, helpen moderne coatings en mengsels het bestand tegen extreme hitte.
Hoge hitte-effecten
Veel epoxies behouden hun duurzame eigenschappen zoals breuktaaiheid vanaf lage temperaturen, wanneer ze het hardst zijn, tot kamertemperatuur. De visco-elastische eigenschappen van epoxy worden echter duidelijk bij de introductie van hoge hitte. De temperatuur waarbij warmtevervorming optreedt, varieert tussen 20 en 90 graden Celsius (68-195 F). Naarmate de temperatuur stijgt, neemt een significante hoeveelheid buig- en druksterkte van epoxy af. Wanneer de temperatuur stijgt tot 60 graden Celsius, bereikt epoxy de Heat Distortion Temperature (HDT) en begint het te vervormen. De HDT van een epoxy correleert met zijn glasovergangstemperatuur. De voortdurende stijging van de temperatuur tot 90 graden C leidt tot meer ductiel gedrag. De temperatuurstijging leidt ook tot verlies van draagvermogen en stijfheid. Epoxies zijn daarom gevoelig voor temperatuurstijgingen.
Temperatuur- en vochtigheidseffecten
De blootstelling van materialen op epoxybasis aan het milieu leidt tot hun degradatie. Ultraviolette straling, vocht en temperatuur spelen allemaal een rol bij het afbreken van de matrix van een epoxy. Wanneer dat gebeurt, verliest de epoxy zijn nuttige mechanische eigenschappen zoals buigsterkte. Zelfs bij kamertemperatuur met 95 procent relatieve vochtigheid weekt en zwelt epoxy op, en dit neemt toe met de temperatuur. Bij gematigde temperaturen en lage relatieve vochtigheid blijft epoxy standvastig. De reden voor dit effect is dat polymeercomposieten vocht uit de lucht absorberen. De hoeveelheid vochtabsorptie die epoxies beïnvloedt, is afhankelijk van welke verharder wordt gebruikt en hoe de epoxy wordt uitgehard. Bij hoge temperaturen verloopt het weekmakingsproces veel sneller. Lage luchtvochtigheid zorgt voor verknoping, wat de mechanische eigenschappen van de epoxy verbetert.
Moderne epoxy samengestelde eigenschappen
Ondanks deze problemen kunnen moderne epoxy's worden versterkt door de toevoeging van bepaalde hardingsmiddelen om hoge temperaturen te weerstaan. Epoxyharsen met een staafstructuur zijn doorgaans beter bestand tegen extreme temperaturen dan die met flexibele structuren. Epoxyharsen met broomatomen vertonen vlamvertragend vermogen. Met koolstofvezel versterkte epoxycomposieten zijn bestand tegen aanzienlijk hoge hitte (tot 1500 graden Celsius), waardoor ze waardevol zijn voor vliegtuigonderdelen. Coatings zoals titanium zorgen voor een barrière tegen hitte en vochtigheid en verlengen de levensduur van de epoxy-materialen.