Os epóxis são polímeros químicos que curam em superfícies duras. Epóxi pode ser usado como parte de colas ou como revestimentos para superfícies. O epóxi é leve, anticorrosivo e possui outras qualidades mecânicas úteis que o tornam um material valioso para uso em aeronaves, automóveis, construção, reparo de superfícies de concreto, reforço de estruturas de energia hidrelétrica e dispositivos eletrônicos. As resinas epóxi funcionam bem como agentes de ligação para metais, madeira, plásticos e outros materiais. Embora o epóxi permaneça durável na maioria das condições cotidianas, a degradação de sua matriz polimérica pode ocorrer devido ao alto calor e ao calor combinados à umidade.
TL; DR (muito tempo; não leu)
O epóxi é usado em muitas aeronaves, veículos, estruturas e dispositivos eletrônicos modernos. Embora o epóxi por si só se degrada com alta temperatura e umidade, os revestimentos e misturas modernos ajudam a resistir ao calor extremo.
Efeitos de Alto Calor
Muitos epóxis mantêm suas qualidades duráveis, como resistência à fratura a baixas temperaturas, quando eles são mais difíceis de atingir a temperatura ambiente. As propriedades viscoelásticas do epóxi, no entanto, tornam-se aparentes com a introdução de calor elevado. A temperatura na qual ocorre a distorção de calor varia entre 20 e 90 graus Celsius (68–195 F). À medida que a temperatura aumenta, uma quantidade significativa da resistência à flexão e à compressão do epóxi diminui. Quando a temperatura aumenta para 60 graus Celsius, o epóxi atinge a temperatura de distorção de calor (HDT) e começa a se deformar. O HDT de um epóxi está correlacionado à sua temperatura de transição vítrea. O aumento contínuo das temperaturas para 90 graus C leva a um comportamento mais dúctil. O aumento da temperatura também leva à perda de capacidade de carga e rigidez. Os epóxis, portanto, são suscetíveis a aumentos de temperatura.
Efeitos de temperatura e umidade
A exposição ambiental de materiais à base de epóxi leva à sua degradação. A radiação ultravioleta, a umidade e a temperatura desempenham um papel importante na quebra da matriz de um epóxi. Quando isso ocorre, o epóxi perde suas propriedades mecânicas úteis, como resistência à flexão. Mesmo em temperatura ambiente com 95% de umidade relativa, o epóxi plastifica e aumenta, e isso aumenta com a temperatura. Em temperaturas moderadas e baixa umidade relativa, o epóxi permanece firme. A razão para esse efeito é que os compósitos poliméricos absorvem a umidade do ar. A quantidade de absorção de umidade que afeta os epóxi depende de qual endurecedor é usado e como o epóxi é curado. A altas temperaturas, o processo de plastificação prossegue muito mais rapidamente. A baixa umidade permite a reticulação, o que melhora as propriedades mecânicas do epóxi.
Qualidades modernas de compósitos de epóxi
Apesar desses problemas, os epóxis modernos podem ser fortalecidos com a adição de certos agentes de cura para suportar altas temperaturas . As resinas epóxi com estrutura de haste tendem a suportar temperaturas extremas melhor do que aquelas com estruturas flexíveis. As resinas epóxi com átomos de bromo exibem capacidade retardadora de chama. Os compósitos epóxi reforçados com fibra de carbono podem suportar calor significativamente alto (até 1500 graus Celsius), tornando-os valiosos para componentes de aeronaves. Revestimentos como titânio fornecem uma barreira ao calor e à umidade e prolongam a vida útil dos materiais epóxi.
