X-Style
4 februari 2010
· 10 Inlägg
Laminat
Epoxi tillsammans med glasfiber, kevlar (aramidfiber), kolfiber och polyesterfiber. På grund av den goda vätförmågan blir fibrerna i respektive armeringsmaterial genomvätta och man åstadkommer mycket starka laminat. Vakuumsuger man laminatet så blir det ännu bättre, på grund av att mikroblåsor av luft sugs bort ur laminatet. Ett epoxilaminat är mycket starkare än t.ex. ett polyesterlaminat. Man kan därför göra epoxilaminatet tunnare (lättare).
Laminering
Att laminera betyder att tillverka något av flera skikt. Epoxi används i stor utsträckning tillsammans med glas, kol, aramid och polyesterfibrer för tillverkning av laminat. Sådana laminat används dels självständiga t.ex. i bilkarosser, båtar och flygplansdetaljer mm.
Grundprincipen för all laminering med fiber och en matris (t.ex. epoxiplast) är att matrisen skall omsluta varje enskild fiber i fiberknippena. Varje fiberknippe i en glasfiberväv innehåller omkring 400 fibrer med en diameter på ca 10 µ (1 µ = 1/1000 mm). Epoxiplasten måste ha god vätförmåga och en god vidhäftning till fibrerna. För att försäkra sig om att luften i fiberknippena kommit ut, används olika metoder. Olika typer av valsar kan användas för att åstadkomma ett högt punktryck, och på så vis pressa ut innesluten luft. En annan metod är "vakuum bagging" - vilket innebär att en folie läggs över laminatet och luften sugs ur.
Valet av fiber och matris görs utifrån de krav som ställs på laminatet. När det gäller epoxiplast som matris, skiljer man på rumstemperaturhärdande system och system som kräver förhöjd temperatur för att härdningen skall bli fullständig.
De rumstemperaturhärdande systemen är baserade på aminer, aminaddukter eller aminoamider. Potlife kan varieras från några få minuter till flera timmar. Kännetecknande för dessa system är att HDT (Heat Deflection Temperature) blir relativt låg, sällan över 60°C. Viskositeten kan göras mycket låg, vilket gör att det går snabbt att mätta fiberknippena. Elasticitet och därmed brottöjningen kan även varieras, vilket är viktigt för laminat där hög slaghållfasthet prioriteras.
Vissa aminhärdade system kan härdas till ett B-stadium vid rumstemperatur. De är då oftast hårda och spröda. Efterhärdning vid förhöjd temperatur, 80 - 150° C, ger komplett uthärdning och en HDT runt 100 - 150° C.
System som är avsedda att härdas vid förhöjd temperatur ger som regel en hög HDT. Härdare som används är oftast av en annan kemisk sammansättning än de som nämnts tidigare. Exempel är imidazoler, syraanhydrider och bortriflouridkomplex. Den erforderliga härdningstemperaturen och härdningstiden kan variera med olika system. Vissa system kan härdas i t.ex. 70° C i 24 timmar, medan andra härdas på några få minuter i 180° C. Härdningscykler med förgelning vid lägre temperatur är också vanligt. Generellt ger värmehärdande system hög styvhet, hög kemikalieresistens och hög HDT. Krympningen kan vara högre än för rumstemperaturhärdande system.
Valet av fiber i kompositen görs efter de önskade egenskaperna.
Glasfiber är kanske den vanligaste fibern i kompositsammanhang. Den rena fibern har en draghållfasthet på 3400 MPa (E-glas), men glas är i realiteten en mycket högviskös vätska och har en töjbarhet på ca 4,5%. Detta innebär att glasets elasticitetsmodul (E-modul) vid drag blir relativt låg. Ett riktvärde på E-modulen är 75 GPa. Glas har också en relativt hög densitet, ca 2,6 g/cm3.
Aramidfiber har en något lägre draghållfasthet än glas, men töjningen är mindre varför E-modulen för ett laminat med denna fiber blir högre än för glas. Töjningen ligger på ca 2,5% och E-modulen vid drag på 115 GPa. Aramidfiber har en bättre böjlighet än t.ex. glas. Laminat med aramidfiber kännetecknas av en mycket hög slaghållfasthet. Fibern är svår att skära och klippa. Densiteten är ca 1,45 g/cm3.
Kolfiber har blivit mycket populärt i laminat på grund av den mycket höga styvhet som kan uppnås. Kolfiberns töjning ligger mellan 0,6 och 2,1%, och detta sammantaget med en draghållfasthet på ca 4000 MPa, ger en E-modul i storleksordningen 400 GPa. Kolfiber är elektriskt ledande vilket kan vara en nackdel i vissa applikationer. Densiteten är ca 1,77 g/m3.
