W czym stosuje się żywicę epoksydową?
Epoksyd został szeroko zaadaptowany poza swój pierwotny cel
Sean Gallup/Getty Images Wiadomości/Getty Images
Termin żywica epoksydowa został szeroko zaadaptowany do wielu zastosowań wykraczających poza jego pierwotne zastosowanie do kompozytów polimerowych wzmacnianych włóknami. Obecnie kleje epoksydowe są sprzedawane w lokalnych sklepach z narzędziami, a żywica epoksydowa jest używana jako spoiwo w blatach lub powłokach podłogowych. Niezliczone zastosowania żywic epoksydowych stale się rozszerzają, a warianty żywic epoksydowych są stale opracowywane, aby pasowały do branż i produktów, w których są używane. Oto kilka rzeczy, w których stosuje się żywicę epoksydową:
- Kleje ogólnego przeznaczenia
- Spoiwo w cemencie i zaprawach
- Pianki sztywne
- Powłoki antypoślizgowe
- Zestalanie piaszczystych powierzchni w wierceniu naftowym
- Powłoki przemysłowe
- Media do zalewania i hermetyzacji
- Tworzywa sztuczne wzmocnione włóknami
W sferze wzmocnionej włóknempolimery, lub tworzywa sztuczne, żywica epoksydowa jest stosowana jako matryca żywicy, aby skutecznie utrzymywać włókno na miejscu. Jest kompatybilny ze wszystkimi popularnymi włóknami wzmacniającymi, w tym włóknem szklanym, włóknem węglowym, aramidem i bazaltem.
Typowe produkty dla żywic epoksydowych wzmocnionych włóknem
Produkty powszechnie wytwarzane z żywic epoksydowych, wymienione według procesu produkcyjnego, to:
Uzwojenie żarnika
- Zbiorniki ciśnieniowe
- Rury
- Obudowy rakiet
- Sprzęt rekreacyjny
pultruzja
- Pręty izolacyjne
- Wały strzał
Formowanie kompresyjne
- Części samolotu
- Narty i deski snowboardowe
- Deskorolki
- Płytki drukowane
Prepreg i autoklaw
- Komponenty lotnicze
- Ramy rowerowe
- Kije hokejowe
Infuzja próżniowa
- Łodzie
- Łopaty turbin wiatrowych
Ta sama żywica epoksydowa prawdopodobnie nie może być używana w każdym z tych procesów. Epoksydy są precyzyjnie dostrojone do żądanego zastosowania i procesu produkcyjnego. Na przykład, żywice epoksydowe do formowania wypukłego i tłoczenia są aktywowane ciepłem, podczas gdy żywica infuzyjna może być utwardzana w temperaturze otoczenia i mieć niższą lepkość.
W porównaniu do innych tradycyjnych żywice termoutwardzalne lub termoplastyczne , żywice epoksydowe mają wyraźne zalety, w tym:
- Niski skurcz podczas utwardzania
- Doskonała odporność na wilgoć
- Doskonała odporność chemiczna
- Dobre właściwości elektryczne
- Zwiększona wytrzymałość mechaniczna i zmęczeniowa
- Odporny na uderzenia
- Brak LZO (lotnych związków organicznych)
- Długi okres trwałości
Chemia
Epoksydy to termoutwardzalne żywice polimerowe, w których cząsteczka żywicy zawiera jedną lub więcej grup epoksydowych. Thechemiamożna dostosować w celu udoskonalenia masy cząsteczkowej lub lepkości zgodnie z wymaganiami końcowego zastosowania. Istnieją dwa podstawowe typy epoksydów: epoksydowa glicydylowa i epoksydowa nieglicydylowa. Żywice glicydylowo-epoksydowe można dalej zdefiniować jako glicydyloaminę, ester glicydylowy lub eter glicydylowy. Żywice epoksydowe nieglicydylowe są żywicami alifatycznymi lub cykloalifatycznymi.
Jedna z najpopularniejszych żywic glicydylowo-epoksydowych jest tworzona przy użyciu Bisfenolu A (BPA) i jest syntetyzowana w reakcji z epichlorohydryną. Innym często używanym rodzajem żywicy epoksydowej jest żywica epoksydowa na bazie nowolaku.
Żywice epoksydowe są utwardzane z dodatkiem utwardzacza, potocznie zwanego utwardzaczem. Być może najczęstszym rodzajem utwardzacza jest amina. W przeciwieństwie do żywic poliestrowych lub winyloestrowych, gdzie żywica jest katalizowana niewielkim (1-3%) dodatkiem katalizatora, żywice epoksydowe zwykle wymagają dodania utwardzacza przy znacznie wyższym stosunku żywicy do utwardzacza, często 1: 1 lub 2:1. Żywicę epoksydową można „utwardzić” dodatkiem polimerów termoplastycznych.
Prepregi
Żywice epoksydowe mogą być modyfikowane i impregnowane we włókna i znajdować się w tzw. fazie B. Tak powstają prepregi.
W przypadku prepregów epoksydowych żywica jest lepka, ale nie utwardzona. Pozwala to na cięcie, układanie w stosy i umieszczanie w formie warstw materiałów prepregowych. Następnie, pod wpływem ciepła i ciśnienia, prepreg można skonsolidować i utwardzić. Prepregi epoksydowe i folia epoksydowa w fazie B muszą być przechowywane w niskiej temperaturze, aby zapobiec przedwczesnemu utwardzaniu, dlatego firmy używające prepregów muszą zainwestować w urządzenia chłodnicze lub zamrażarki, aby utrzymać materiał w niskiej temperaturze.