エポキシに対する高温の影響

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著者: John Stephens
作成日: 28 1月 2021
更新日: 17 5月 2024
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エポキシは、硬化して硬い表面になるポリマー化学物質です。エポキシは、接着剤の一部として、または表面のコーティングとして使用できます。エポキシは軽量で防食性があり、航空機、自動車、建設、コンクリート表面の修理、水力構造の補強、および電子機器で使用するための貴重な材料となる他の有用な機械的特性を備えています。エポキシ樹脂は、金属、木材、プラスチック、その他の材料の接着剤として機能します。エポキシは、ほとんどの日常的な条件下で耐久性を維持しますが、高熱と水分と結合した熱により、ポリマーマトリックスの劣化が発生する可能性があります。

TL; DR(長すぎる;読まなかった)

エポキシは、多くの現代の航空機、車両、構造物、および電子機器で使用されています。エポキシ自体は高温高湿で劣化しますが、最新のコーティングと混合物は極端な熱に耐えるのに役立ちます。

高熱効果

多くのエポキシは、低温から最も硬いとき、室温までの破壊靭性などの耐久性を保持します。ただし、エポキシの粘弾性特性は、高熱の導入によって明らかになります。熱変形が発生する温度は、摂氏20〜90度(68〜195 F)です。温度が上昇すると、エポキシのかなりの曲げ強度と圧縮強度が低下します。温度が摂氏60度に上昇すると、エポキシは熱変形温度(HDT)に達し、変形し始めます。エポキシのHDTは、ガラス転移温度と相関しています。温度が90℃まで上昇し続けると、より延性のある挙動が得られます。温度が上昇すると、耐荷重能力と剛性も低下します。したがって、エポキシは温度上昇の影響を受けやすくなります。

温度と湿度の影響

エポキシベースの材料が環境にさらされると、劣化します。紫外線、水分、温度はすべてエポキシのマトリックスを分解する役割を果たします。その場合、エポキシは曲げ強度などの有用な機械的特性を失います。相対湿度が95%の室温でも、エポキシは可塑化して膨張し、これは温度とともに増加します。適度な温度と低い相対湿度では、エポキシは不動のままです。この効果の理由は、ポリマー複合材料が空気から水分を吸収するためです。エポキシに影響する吸湿量は、使用する硬化剤とエポキシの硬化方法によって異なります。高温では、可塑化のプロセスがはるかに急速に進行します。低湿度では架橋が可能になり、エポキシの機械的特性が向上します。

現代のエポキシ複合材料の品質

これらの問題にもかかわらず、現代のエポキシは、高温に耐えるために特定の硬化剤を添加することで強化できます。ロッド構造のエポキシ樹脂は、柔軟性のある構造のエポキシ樹脂よりも極端な温度に耐える傾向があります。臭素原子を含むエポキシ樹脂は難燃性を示します。炭素繊維強化エポキシ複合材料は、非常に高い熱(摂氏1500度)に耐えることができるため、航空機のコンポーネントに有用です。チタンなどのコーティングは、熱と湿度に対するバリアを提供し、エポキシ材料の寿命を延ばします。