תוֹכֶן
אפוקסים הם כימיקלים פולימריים שמתרפאים למשטחים קשים. ניתן להשתמש באפוקסי כחלק מדבקים או כציפוי למשטחים. אפוקסי הוא קל משקל, נוגד קורוזיה ובעל תכונות מכניות שימושיות אחרות ההופכות אותו לחומר יקר לשימוש במטוסים, מכוניות, בנייה, תיקון משטח בטון, חיזוק מבנה כוח ומכשירים אלקטרוניים. שרפים אפוקסי עובדים היטב כחומרי מליטה למתכות, עץ, פלסטיקה וחומרים אחרים. בעוד שאפוקסי נותר עמיד בתנאי היומיום ביותר, השפלה של מטריצת הפולימר שלו יכולה להתרחש בגלל חום וחום גבוה בשילוב עם לחות.
TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)
אפוקסי משמש בכלי טיס, רכבים, מבנים ומכשירים אלקטרוניים מודרניים רבים. בעוד שאפוקסי בפני עצמו משפיל את הטמפרטורה והלחות הגבוהה, ציפויים ותערובות מודרניות עוזרים לו לעמוד בחום קיצוני.
אפקטים של חום גבוה
אפוקסים רבים שומרים על תכונותיהם העמידות כמו קשיחות שברים מטמפרטורות נמוכות, כאשר הן הקשות ביותר, לטמפרטורות החדר. עם זאת, התכונות הוויסקואלסטיות של אפוקסי מתגלות עם כניסת חום גבוה. הטמפרטורה בה מתרחש עיוות חום נע בין 20 ל 90 מעלות צלזיוס (68–195 מעלות צלזיוס). עם עליית הטמפרטורה, כמות משמעותית של חוזק הכפיפה והלחץ של אפוקסי יורדת. כאשר הטמפרטורה עולה ל 60 מעלות צלזיוס, אפוקסי מגיע לטמפרטורת עיוות החום (HDT) והיא מתחילה להתעוות. HDT של אפוקסי מתאם לטמפרטורת מעבר הזכוכית שלו. המשך העלייה בטמפרטורות ל 90 מעלות צלזיוס מוביל להתנהגות יותר שברירית. עליית הטמפרטורה מובילה גם לאובדן כושר נשיאת העומס וקשיחות. אפוקסים אפוא רגישים לעליית הטמפרטורה.
השפעות טמפרטורה ולחות
חשיפה סביבתית של חומרים מבוססי אפוקסי מובילה לשפלתם. קרינה אולטרה סגולה, לחות וטמפרטורה - כל אלה משחקים תפקיד בפירוק המטריקס של אפוקסי. כאשר זה קורה, האפוקסי מאבד את תכונותיו המכניות השימושיות כמו חוזק כיפוף. אפילו בטמפרטורת החדר עם 95 אחוזי לחות יחסית, אפוקסי מתייפשת ומתנפחת וזה עולה עם הטמפרטורה. בטמפרטורות בינוניות ולחות יחסית נמוכה, אפוקסי נותרת יציבה. הסיבה לאפקט זה היא שמרוכבים פולימריים סופגים לחות מהאוויר. כמות ספיגת הלחות שמשפיעה על אפוקסי תלויה באיזה מתקשה משמשת וכיצד נרפא האפוקסי. בטמפרטורות גבוהות תהליך הפלסטליזציה מתרחש במהירות רבה הרבה יותר. לחות נמוכה מאפשרת חיבור מקושר, מה שמשפר את התכונות המכניות של האפוקסי.
תכונות מורכבות אפוקסי מודרניות
למרות סוגיות אלה, ניתן לחזק אפוקסים מודרניים על ידי תוספת של חומרי ריפוי מסוימים לעמוד בטמפרטורות גבוהות. שרפים אפוקסי בעלי מבנה מוט נוטים לעמוד בקצוות טמפרטורה טובים יותר מאלו עם מבנים גמישים. שרפים אפוקסי עם אטומי ברום מראים יכולת מעכבת בעירה. מרוכבים אפוקסי מחוזקים בסיבי פחמן יכולים לעמוד בחום גבוה באופן משמעותי (גבוה עד 1500 מעלות צלזיוס), מה שהופך אותם לבעלי ערך עבור רכיבי המטוס. ציפויים כמו טיטניום מספקים מחסום לחום ולחות ומאריכים את אורך חיי חומרי האפוקסי.