V kompozitních materiálech je hlavní funkcí pryskyřice přenášet napětí mezi vyztužujícími vlákny a působit jako role při fixaci vláken k sobě, chránící vlákna před mechanickým poškozením a poškozením prostředí. Pryskyřičná matrice obecně používaná k vyztužení polymerních kompozitů je termoplast nebo termoset. Tento článek stručně představí vlastnosti několika běžných termosetových pryskyřičných matric.
Většina kompozitních materiálů používá ve výrobním procesu termosetové pryskyřice a jsou přeměňovány z kapaliny na pevnou látku pomocí procesu zvaného polymerace nebo zesíťování. Pokud se termosetické pryskyřice používají při výrobě hotových výrobků, jsou „vytvrzovány“ pomocí katalyzátorů, tepla nebo jejich kombinace. Vytvrzenou termosetovou pryskyřici nelze převést zpět do původní kapalné formy. Běžnými termosetovými plasty jsou polyester, vinylester, epoxid a polyurethan.
Nenasycená polyesterová pryskyřice
Nenasycená polyesterová pryskyřice (UPR) je hlavní silou v průmyslu kompozitních materiálů a představuje přibližně 75% celkové použité pryskyřice. Existuje celá řada surovin a technik zpracování, které lze použít k formulaci nebo zpracování požadovaných vlastností polyesterových pryskyřic. Polyestery jsou univerzální, protože je lze v procesu vytváření polymerních řetězců upravit nebo přizpůsobit. Jsou užitečné téměř ve všech oblastech průmyslu kompozitních materiálů.
Hlavní výhodou těchto pryskyřic je dosažení rovnováhy mezi výkonem (včetně mechanického, chemického a elektrického), rozměrovou stabilitou, cenou a snadnou manipulací nebo zpracováním. Výrobci polyesterů mohou poskytovat pryskyřice s nezbytnými vlastnostmi, aby vyhovovaly potřebám konkrétních koncových uživatelů.
Epoxidová pryskyřice
Epoxidovou pryskyřici lze použít v různých kompozitních dílech, konstrukcích a opravách betonu. Zlepšením struktury pryskyřice lze vyrobit mnoho produktů s různými úrovněmi výkonu. Ve srovnání s nenasycenou polyesterovou pryskyřicí je hlavní výhodou epoxidové pryskyřice její menší smrštění.
Epoxidové pryskyřice mohou být také formulovány z různých materiálů nebo smíchány s jinými epoxidovými pryskyřicemi, aby se získaly specifické funkční vlastnosti. Epoxidové pryskyřice se používají hlavně k výrobě vysoce výkonných kompozitních materiálů, které mají vynikající mechanické vlastnosti, odolnost proti korozi, vynikající elektrické vlastnosti, dobrý výkon při vysokých teplotách, dobrou přilnavost k podkladům nebo kombinaci těchto výhod. Epoxidová pryskyřice však nemá zvlášť dobrou odolnost proti UV záření.
Vinylester
Vývoj vinylesterů kombinuje výhody epoxidových pryskyřic s lepší manipulací / rychlejším vytvrzováním, což je typický rys nenasycených polyesterových pryskyřic. Tyto pryskyřice se připravují reakcí epoxidové pryskyřice s kyselinou akrylovou nebo methakrylovou. To poskytuje místa nenasycení, velmi podobná místům vytvořeným v polyesterových pryskyřicích, když se používá anhydrid kyseliny maleinové. Výsledný materiál byl rozpuštěn ve styrenu za vzniku kapaliny podobné polyesterové pryskyřici.
Vinylestery lze také vytvrzovat běžnými organickými peroxidy používanými s polyesterovými pryskyřicemi. Vinylester má mechanickou houževnatost a vynikající odolnost proti korozi a těchto vylepšených vlastností lze dosáhnout bez složitého zpracování, manipulace nebo speciálních dílenských operací (obvykle epoxidová pryskyřice).
Fenolické pryskyřice
Fenolové pryskyřice jsou typem pryskyřice, obvykle na bázi fenolu (kyseliny uhličité). Fenolová pryskyřice ztuhne kondenzační reakcí za vzniku vody, proto by měla být během zpracování odstraněna. Aplikace zbarvení je omezena na červenou, hnědou nebo černou.
Fenolové kompozity mají mnoho žádoucích vlastností, včetně vysoké teplotní odolnosti, odolnosti proti tečení, vynikajících tepelných a zvukových izolačních vlastností, odolnosti proti korozi a vynikajících charakteristik toxicity pro oheň / kouř / kouř. Fenolová pryskyřice se používá jako lepidlo nebo matricové lepidlo na konstrukční dřevo (překližka), brzdová obložení, spojkové lamely, desky plošných spojů atd.
Polyurethany
Polyurethany jsou skupinou polymerů se širokou škálou vlastností a použití, které jsou založeny na exotermické reakci organických polyisokyanátů a polyolů (alkoholů obsahujících více než jednu hydroxylovou skupinu). K výrobě celého polyurethanového materiálu lze použít několik základních komponent s různými molekulovými hmotnostmi a funkcemi.
Polyuretan má překvapivě mnoho forem. Tyto materiály jsou všudypřítomné a ve srovnání s jakýmkoli jiným jednotlivým polymerem hrají důležitou roli ve všech aspektech našeho každodenního života. Používají se jako nátěry, elastomery, pěny nebo lepidla. Při použití jako nátěr pro vnější nebo vnitřní povrchové úpravy je polyuretan tvrdý, pružný, chemicky odolný a může rychle vytvrzovat. Polyuretan se používá jako elastomer v pevných pneumatikách, kolech, sestavách nárazníků nebo izolaci.
Existuje mnoho formulací z polyuretanové pěny pro optimalizaci hustoty izolačních materiálů, sendvičových panelů a stavebních prvků. Polyuretan se běžně používá k lepení kompozitních struktur dohromady. Výhodou polyuretanových lepidel je, že mají dobrou odolnost proti nárazu, pryskyřice může rychle vytvrzovat a dobře se lepit na různé povrchy (například beton).
