エポキシ樹脂は何に使われていますか？

エポキシは本来の目的を超えて広く採用されてきました

ショーン・ギャラップ/ゲッティイメージズニュース/ゲッティイメージズ

用語 エポキシ 繊維強化ポリマー複合材の本来の用途を超えて、多くの用途に広く適応されています。今日、エポキシ接着剤は地元の金物店で販売されており、エポキシ樹脂はカウンタートップのバインダーや床のコーティングとして使用されています.エポキシの無数の用途は拡大し続けており、エポキシ樹脂が使用される産業や製品に適合するように、エポキシの変種が絶えず開発されています。

• 汎用接着剤
• セメントおよびモルタルの結合剤
• 硬質フォーム
• 滑り止めコーティング
• 石油掘削における砂地表面の凝固
• 工業用塗料
• ポッティングおよびカプセル化媒体
• 繊維強化プラスチック

繊維強化の領域でポリマー、またはプラスチックの場合、ファイバーを効率的に所定の位置に保持するために樹脂マトリックスとしてエポキシが使用されます。グラスファイバー、カーボンファイバー、アラミド、玄武岩など、一般的なすべての強化繊維と互換性があります。

繊維強化エポキシの共通製品

エポキシで一般的に製造される製品は、製造プロセス別に次のとおりです。

フィラメント巻き

• 圧力容器
• パイプ
• ロケットハウジング
• レクリエーション機器

引抜成形

• 絶縁棒
• アローシャフト

圧縮成形

• 航空機部品
• スキーとスノーボード
• スケートボード
• 回路基板

プリプレグとオートクレーブ

• 航空宇宙部品
• 自転車フレーム
• ホッケースティック

真空注入

• ボート
• 風力タービンブレード

これらの各プロセスに同じエポキシ樹脂を使用することはおそらくできません。エポキシ樹脂は、目的の用途と製造プロセスに合わせて微調整されています。たとえば、突出および圧縮成形エポキシ樹脂は熱活性化されますが、インフュージョン樹脂は常温硬化で粘度が低い場合があります。

従来の他のものと比較すると 熱硬化性または熱可塑性樹脂 、エポキシ樹脂には、次のような明確な利点があります。

• 硬化時の低収縮
• 優れた耐湿性
• 優れた耐薬品性
• 良好な電気特性
• 機械的および疲労強度の向上
• 耐衝撃性
• VOC（揮発性有機化合物）ゼロ
• 長い貯蔵寿命

化学

エポキシは、樹脂分子に 1 つ以上のエポキシド基が含まれる熱硬化性ポリマー樹脂です。の化学最終用途の必要に応じて、分子量または粘度を完全に調整することができます。エポキシには、主にグリシジルエポキシと非グリシジルの 2 種類があります。グリシジルエポキシ樹脂はさらに、グリシジルアミン、グリシジルエステル、またはグリシジルエーテルのいずれかとして定義することができます。非グリシジルエポキシ樹脂は、脂肪族または脂環式樹脂のいずれかです。

最も一般的なグリシジル エポキシ樹脂の 1 つは、ビスフェノール A (BPA) を使用して作成され、エピクロロヒドリンとの反応で合成されます。他の頻繁に使用されるタイプのエポキシは、ノボラックベースのエポキシ樹脂として知られています。

エポキシ樹脂は、一般に硬化剤と呼ばれる硬化剤を加えて硬化させます。おそらく、最も一般的なタイプの硬化剤はアミンベースです。ポリエステルまたはビニルエステル樹脂とは異なり、樹脂が触媒の少量 (1 ～ 3%) の添加で触媒化されますが、エポキシ樹脂は通常、硬化剤に対する樹脂の比率がはるかに高く、多くの場合 1:1 で硬化剤を添加する必要があります。 1 または 2:1。エポキシ樹脂は、熱可塑性ポリマーの添加により「強化」することができます。

プリプレグ

エポキシ樹脂は変更され、繊維に含浸され、いわゆる B ステージに入る可能性があります。これがプリプレグの作成方法です。

エポキシプリプレグの場合、樹脂は粘着性がありますが、硬化しません。これにより、プリプレグ材料の層を切断し、積み重ねて、金型に入れることができます。次に、熱と圧力を加えることで、プリプレグを固めて硬化させることができます。エポキシ プリプレグとエポキシ B ステージ フィルムは、早期硬化を防ぐために低温に保つ必要があります。そのため、プリプレグを使用する企業は、材料を低温に保つために冷蔵または冷凍庫に投資する必要があります。