Epoxier är polymerkemikalier som härdar i hårda ytor. Epoxi kan användas som en del av lim eller som beläggningar för ytor. Epoxi är lätt, korrosionsskyddande och har andra användbara mekaniska kvaliteter som gör den till ett värdefullt material för användning i flygplan, bilar, konstruktion, betongytreparation, hydropower-förstärkning och elektroniska apparater. Epoxihartser fungerar som bindemedel för metaller, trä, plast och andra material. Medan epoxi förblir hållbar under de flesta vardagliga förhållanden kan nedbrytningen av polymermatrisen uppstå på grund av hög värme och värme i kombination med fukt.

TL; DR (för länge, läste inte)

Epoxi används i många moderna flygplan, fordon, konstruktioner och elektroniska apparater. Medan epoxi i sig själv bryts ned med hög temperatur och luftfuktighet, hjälper moderna beläggningar och blandningar den att motstå extrem värme.

Högvärmeffekter

Många epoxier bibehåller sina hållbara egenskaper som fraktur seghet från låga temperaturer, när de är svåraste, till rumstemperaturer. De viskoelastiska egenskaperna hos epoxi blir dock uppenbara med införandet av hög värme. Temperaturen vid vilken värmeförvrängning uppstår varierar mellan 20 och 90 grader Celsius (68-195 F). När temperaturen ökar minskar en betydande mängd böjnings- och kompressionsstyrkan hos epoxi. När temperaturen ökar till 60 grader Celsius når epoxi värmeförvrängningstemperaturen (HDT) och det börjar deformeras. HDT av en epoxi korrelerar till dess glasövergångstemperatur. Den fortsatta ökningen av temperaturer till 90 grader C leder till mer duktilt beteende. Temperaturökningen leder också till förlust av bärkraft och styvhet. Epoxier är därför mottagliga för temperaturökningar.

Temperatur- och fuktighetseffekter

Miljöexponering av epoxibaserade material leder till nedbrytning. Ultraviolett strålning, fukt och temperatur spelar en roll för att bryta ner en epoxys matris. När det uppstår, förlorar epoxin dess användbara mekaniska egenskaper såsom böjhållfasthet. Även vid rumstemperatur med 95 procent relativ luftfuktighet epoxi mjukar och sväller, och detta ökar med temperatur. Vid måttliga temperaturer och låg relativ fuktighet förblir epoxi stadigt. Anledningen till denna effekt är att polymerkompositer absorberar fukt från luften. Mängden fuktabsorption som påverkar epoxier beror på vilken härdare som används och hur epoxiden härdas. Vid höga temperaturer fortskrider processen för mjukning mycket snabbare. Låg luftfuktighet möjliggör tvärbindning, vilket förbättrar epoxiets mekaniska egenskaper.

Moderna epoxikompositkvaliteter

Trots dessa problem kan moderna epoxier stärkas genom tillsats av vissa härdare till tåla höga temperaturer. Epoxihartser med en stavkonstruktion tenderar att motstå extremiteter i temperaturen bättre än de med flexibla strukturer. Epoxihartser med bromatomer uppvisar flamskyddsmotstånd. Kolfiberförstärkta epoxikompositer kan tåla betydligt hög värme (så hög som 1500 grader Celsius), vilket gör dem värdefulla för flygplansdelar. Beläggningar som titan ger upphov till värme och fuktighet och förlänger epoximaterialets livslängd.