V čom sa používa epoxidová živica?
Epoxid bol široko upravený nad rámec svojho pôvodného účelu
Sean Gallup/Getty Images Novinky/Getty Images
Termín epoxid bol široko prispôsobený na mnohé použitia nad rámec jeho pôvodného použitia pre vláknami vystužené polymérne kompozity. Dnes sa epoxidové lepidlá predávajú v miestnych železiarňach a epoxidová živica sa používa ako spojivo v doskách alebo náteroch na podlahy. Nespočetné využitie epoxidu sa neustále rozširuje a varianty epoxidov sa neustále vyvíjajú, aby vyhovovali odvetviam a produktom, v ktorých sa používajú. Tu je niekoľko vecí, v ktorých sa epoxidová živica používa:
- Lepidlá na všeobecné použitie
- Spojivo v cemente a maltách
- Pevné peny
- Protišmykové nátery
- Tuhnutie pieskových povrchov pri ropných vrtoch
- Priemyselné nátery
- Zalievacie a zapuzdrovacie médiá
- Plasty vystužené vláknami
V ríši vláknami vystuženýchpolyméryalebo plasty, epoxid sa používa ako živicová matrica na efektívne držanie vlákna na mieste. Je kompatibilný so všetkými bežnými výstužnými vláknami vrátane sklenených vlákien, uhlíkových vlákien, aramidu a čadiča.
Bežné produkty pre epoxidy vystužené vláknami
Produkty bežne vyrábané s epoxidom, uvedené podľa výrobného procesu, sú:
Navíjanie vlákna
- Tlakové nádoby
- Rúry
- Raketové kryty
- Rekreačné vybavenie
Pultrúzia
- Izolačné tyče
- Hriadele šípov
Lisovanie lisovaním
- Časti lietadiel
- Lyže a snowboardy
- Skateboardy
- Dosky s plošnými spojmi
Predimpregnovaný laminát a autokláv
- Letecké komponenty
- Rámy bicyklov
- Hokejky
Vákuová infúzia
- Lode
- Lopatky veternej turbíny
Pre každý z týchto procesov pravdepodobne nemožno použiť rovnakú epoxidovú živicu. Epoxidy sú doladené pre požadovanú aplikáciu a výrobný proces. Napríklad epoxidové živice na vytláčanie a lisovanie sú tepelne aktivované, zatiaľ čo infúzna živica môže byť vytvrdzovaná pri okolitom prostredí a má nižšiu viskozitu.
V porovnaní s inými tradičnými termosetové alebo termoplastické živice epoxidové živice majú výrazné výhody, vrátane:
- Nízke zmrštenie počas vytvrdzovania
- Vynikajúca odolnosť proti vlhkosti
- Vynikajúca chemická odolnosť
- Dobré elektrické vlastnosti
- Zvýšená mechanická a únavová pevnosť
- Odolné voči nárazom
- Bez VOC (prchavé organické zlúčeniny)
- Dlhá trvanlivosť
Chémia
Epoxidy sú termosetové polymérne živice, kde molekula živice obsahuje jednu alebo viac epoxidových skupín. Thechémiamožno upraviť tak, aby sa zdokonalila molekulová hmotnosť alebo viskozita podľa požiadaviek konečného použitia. Existujú dva primárne typy epoxidov: glycidylepoxid a neglycidyl. Glycidylepoxidové živice môžu byť ďalej definované buď ako glycidylamín, glycidylester alebo glycidyléter. Neglycidylové epoxidové živice sú buď alifatické alebo cykloalifatické živice.
Jedna z najbežnejších glycidylepoxidových živíc sa vyrába pomocou bisfenolu A (BPA) a syntetizuje sa reakciou s epichlórhydrínom. Ďalší často používaný typ epoxidu je známy ako epoxidová živica na báze novolaku.
Epoxidové živice sa vytvrdzujú pridaním vytvrdzovacieho činidla, bežne nazývaného tužidlo. Snáď najbežnejším typom vytvrdzovacieho činidla je na báze amínu. Na rozdiel od polyesterových alebo vinylesterových živíc, kde je živica katalyzovaná malým (1-3%) prídavkom katalyzátora, epoxidové živice zvyčajne vyžadujú pridanie vytvrdzovacieho činidla v oveľa vyššom pomere živice k tvrdidlu, často 1: 1 alebo 2:1. Epoxidová živica môže byť „vytvrdená“ pridaním termoplastických polymérov.
Prepregs
Epoxidové živice môžu byť zmenené a impregnované do vlákna a môžu byť v takzvanom B-fáze. Takto vznikajú prepregy.
Pri epoxidových predimpregnovaných laminátoch je živica lepkavá, ale nevytvrdzuje. To umožňuje, aby boli vrstvy predimpregnovaných materiálov rezané, stohované a umiestnené do formy. Potom sa pridaním tepla a tlaku môže predimpregnovaný laminát spevniť a vytvrdiť. Epoxidové predimpregnované lamináty a epoxidová B-fólia sa musia uchovávať pri nízkej teplote, aby sa zabránilo predčasnému vytvrdnutiu, a preto spoločnosti používajúce predimpregnované lamináty musia investovať do chladiacich alebo mraziacich jednotiek, aby materiál udržali chladný.