Termin żywica epoksydowa został szeroko dostosowany do wielu zastosowań poza pierwotnym zastosowaniem do kompozytów polimerowych wzmacnianych włóknami. Obecnie kleje epoksydowe są sprzedawane w lokalnych sklepach ze sprzętem, a żywica epoksydowa jest używana jako spoiwo w blatach lub powłokach podłogowych. Niezliczone zastosowania epoksydów stale się rozwijają, a warianty epoksydów są stale rozwijane, aby pasowały do branż i produktów, w których są stosowane. Oto niektóre rzeczy, w których stosuje się żywicę epoksydową:
- Kleje ogólnego zastosowania
- Spoiwo w cemencie i zaprawach
- Sztywne pianki
- Powłoki niepoślizgowe
- Zestalanie piaszczystych powierzchni podczas wierceń naftowych
- Powłoki przemysłowe
- Środki do zalewania i kapsułkowania
- Tworzywa sztuczne wzmocnione włóknem
W sferze wzmocnionej włóknem polimerylub tworzyw sztucznych, żywica epoksydowa jest stosowana jako matryca żywicy w celu skutecznego utrzymywania włókna na miejscu. Jest kompatybilny ze wszystkimi popularnymi włóknami wzmacniającymi, w tym włóknem szklanym, włóknem węglowym, aramidem i bazaltem.
Wspólne produkty do żywicy epoksydowej wzmocnionej włóknem
Produkty powszechnie wytwarzane z żywicy epoksydowej, wymienione według procesu produkcyjnego, to:
Uzwojenie filamentu
- Zbiorniki ciśnieniowe
- Rury
- Obudowy rakiet
- Sprzęt rekreacyjny
Pultruzja
- Pręty izolacyjne
- Wały strzałowe
Formowanie kompresyjne
- Części samolotu
- Narty i snowboardy
- Deskorolki
- Płytki drukowane
Prepreg i autoklaw
- Komponenty lotnicze
- Ramy rowerowe
- Kije hokejowe
Infuzja próżniowa
- Łodzie
- Łopaty turbin wiatrowych
Tej samej żywicy epoksydowej prawdopodobnie nie można użyć do każdego z tych procesów. Żywice epoksydowe są dostosowane do pożądanego procesu aplikacji i produkcji. Na przykład żywice epoksydowe do formowania tłocznego i tłocznego są aktywowane termicznie, podczas gdy żywica infuzyjna może być utwardzana w otoczeniu 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
- Bez LZO (lotne związki organiczne)
- Długi okres trwałości
Chemia
Epoksydy to termoutwardzalne żywice polimerowe, w których cząsteczka żywicy zawiera jedną lub więcej grup epoksydowych. The chemia może być dostosowywany w celu udoskonalenia masy cząsteczkowej lub lepkości zgodnie z wymaganiami zastosowania końcowego. Istnieją dwa podstawowe rodzaje epoksydów: epoksyd glicydylowy i nieglicydylowy. Żywice epoksydowe glicydylowe można dalej definiować jako glicydyloaminę, ester glicydylowy lub eter glicydylowy. Nieglicydylowe żywice epoksydowe są żywicami alifatycznymi lub cykloalifatycznymi.
Jedna z najczęstszych żywic epoksydowych glicydylowych powstaje przy użyciu bisfenolu A (BPA) i jest syntetyzowana w reakcji z epichlorohydryną. Innym często stosowanym rodzajem żywicy epoksydowej jest żywica epoksydowa na bazie nowolaku.
Żywice epoksydowe są utwardzane przez dodanie środka utwardzającego, zwanego zwykle utwardzaczem. Być może najczęstszym rodzajem utwardzacza jest amina. W przeciwieństwie do żywic poliestrowych lub estrów winylowych, w których żywica jest katalizowana niewielkim (1-3%) dodatkiem katalizatora, żywice epoksydowe zwykle wymagają dodania utwardzacza w znacznie wyższym stosunku żywicy do utwardzacza, często 1: 1 lub 2:1. Żywica epoksydowa może być „hartowana” z dodatkiem polimerów termoplastycznych.
Prepregs
Żywice epoksydowe można modyfikować i impregnować we włóknie i znajdować się w tak zwanym etapie B. Tak powstają prepregi.
W przypadku prepregów epoksydowych żywica jest lepka, ale nie utwardzona. Pozwala to na cięcie, układanie i umieszczanie warstw materiałów prepreg. Następnie, po dodaniu ciepła i ciśnienia, prepreg można skonsolidować i utwardzić. Pasty epoksydowe i epoksydowa warstwa B muszą być przechowywane w niskiej temperaturze, aby zapobiec przedwczesnemu utwardzeniu, dlatego firmy używające prepregów muszą inwestować w urządzenia chłodnicze lub zamrażarki, aby zachować materiał fajne.