Materiały wykorzystywane podczas laminowania

Materiały wykorzystywane podczas laminowania

Podczas produkcji i naprawy spotykamy różnego rodzaju Materiały wykorzystywane podczas laminowania, są to:

Żywice

Najczęściej stosowaną żywicą w przemyśle kompozytów jest żywica poliestrowa. Na bazie tej żywicy produkowane są również żelkoty, kleje oraz szpachlówki. Jest to żywica o dobrych parametrach wytrzymałościowych i łatwym przetwarzaniu. Drugim rodzajem są żywice epoksydowe, które posiadają bardzo dużą odporność na osmozę i dzięki temu zdobywają duże uznanie przy budowie i naprawie sprzętu pływającego mimo wyższej ceny w porównaniu z żywicami poliestrowymi. Posiadają różne rodzaje utwardzaczy pozwalające uzyskać różne własności tej samej żywicy, jednak wymagają dużej dokładności przy dawkowaniu. Stosujemy ten rodzaj żywicy do napraw pod linią wodną.

Systemy utwardzające

Żywice poliestrowe posiadają złożone systemy utwardzające składające się z inicjatora reakcji żelowania oraz przyspieszacza. Żywica konstrukcyjna Sea-Line zawiera przyspieszacz, a przed aplikacją należy tylko dodać inicjator (potocznie nazywany utwardzaczem) w odpowiedniej proporcji  i dokładnie wymieszać. Należy pamiętać, że tak przygotowana żywica nie wysycha /zjawisko fizyczne/ lecz utwardza się podlegając reakcjom chemicznym według zasad opisanych we wstępie.  Należy rozróżnić czas żelowania oraz czas utwardzania. Pierwszy jest to czas, od momentu wymieszania żywicy z inicjatorem, w którym  materiał nadaje się do przetwarzania. Czas ten może wynosić od kilku do kilkudziesięciu minut. Drugi to czas, po którym laminat osiąga parametry wytrzymałościowe umożliwiające np. obróbkę mechaniczną i jest znacznie  dłuższy. Minimalna temperatura pracy z żywicą poliestrową to 10 C, lecz zalecana to zakres 16-23 C, niższa temperatura powoduje wydłużenie czasu żelowania, a po zżelowaniu laminat nie zostanie odpowiednio dotwardzony i nie osiągnie swoich nominalnych parametrów. Drugim ważnym parametrem wpływającym na proces utwardzania to wilgotność. Nie powinna ona przekraczać 70%.

Żywica epoksydowa posiada utwardzacz, którego proporcje mieszania są tu bardzo ważne, gdyż niezwiązane pozostałości żywicy lub utwardzacza mogą reagować później z kolejnymi warstwami nakładanego materiału, jak również zmniejszą się parametry wytrzymałościowe utwardzonej żywicy. To samo dotyczy wszystkich szpachlówek epoksydowych. Należy dokładnie odmierzać porcje składników.

Rodzaje zbrojenia kompozytu

Podstawowym zbrojeniem kompozytu na bazie żywic poliestrowych jest mata szklana emulsyjna.Mata emulsyjna nie powinna być używana z żywicami epoksydowymi. „Lepiszcze” (klej służący do połączenia poszczególnych włókien szklanych) ulega rozpuszczeniu przez składniki żywicy poliestrowej powodując łatwiejsze jej przesączanie. Żywice epoksydowe nie zawierają środków rozpuszczających ten rodzaj „lepiszcza” co powoduje nieprawidłowe przyleganie cząsteczek żywicy epoksydowej do włókien i osłabienie całej konstrukcji.

W przypadku żywic epoksydowych, z uwagi na ich większą wytrzymałość stosuje się głównie tkaniny szklane, tkaniny węglowe oraz maty proszkowe. Maty szklane występują w gramaturach 150, 300, 450 oraz 600 g/m2. Rodzaj gramatury stosuje się w zależności od stopnia skomplikowania kształtu, na którym przesącza się matę.

Laminowanie

Laminowanie rozpoczyna się od zastosowania maty o mniejszej gramaturze, która lepiej się układa i szybciej przesącza. Maty szklane można podzielić ze względu na lepiszcze na:

• emulsyjne – stosowane z żywicami poliestrowymi. Związki chemiczne zawarte w żywicach poliestrowych rozpuszczają lepiszcze emulsyjne, dzięki temu prawidłowe przesączenie wypełnienia szklanego jest łatwiejsze. Z matami emulsyjnymi nie powinno się stosować żywic epoksydowych, gdyż ten rodzaj lepiszcza nie reaguje z żywicami epoksydowymi i nie jest możliwe uzyskanie prawidłowej konstrukcji kompozytu.
• proszkowe – stosowane z żywicami epoksydowymi. Maty proszkowe możemy stosować również z żywicami poliestrowymi jednak ze względu na zastosowanie lepiszcza proszkowego żywice te trudniej przesączają ten rodzaj maty.

Maty szklane emulsyjne są najczęściej spotykane we wszelkich konstrukcjach kompozytowych. Maty szklane proszkowe zalecane są na pierwsze warstwy pod żelkotem nie tylko na jednostkach pływających, ponieważ lepiszcze proszkowe nie zawiera składników higroskopijnych, zmniejszając ryzyko penetracji wody wzdłuż włókien maty do kompozytu.

Tkaniny szklane posiadają różną preparację do zastosowań z żywicami poliestrowymi lub epoksydowymi. Odpowiednio dobrana tkanina po utwardzeniu żywicy nie powinna zostawiać białych śladów włókien w laminacie.

Wytrzymałość konstrukcyjna laminatu.

Najlepsze parametry wytrzymałościowe uzyskujemy stosując zaawansowane technologie produkcyjne jak RTM, worek próżniowy czy infuzja. Technologie te gwarantują uzyskanie odpowiednich parametrów wytrzymałościowych kompozytu (poliestrowego lub epoksydowego) nie tylko w wyniku prawidłowego przesączenia materiału wypełniającego (maty lub tkaniny) żywicą. Pozwalają one w dużej mierze uniknąć (jak w przypadku laminowania ręcznego) nieprawidłowego stosunku żywicy do wypełnienia szklanego. Podstawowym błędem popełnianym podczas laminowania ręcznego jest aplikacja zbyt dużej ilości żywicy w stosunku do wypełnienia szklanego. Zespolony zbyt dużą ilością żywicy kompozyt staje się kruchy i podatny na pękanie. Prawidłowy stosunek wagowy podczas laminowania ręcznego zależy od wybranego rodzaju wypełnienia szklanego.

Podczas laminowania należy 1 kg żywicy (poliestrowej lub epoksydowej) wypełnić :

• 1 kilogramem tkaniny szklanej.

lub

• 0,5 kilograma maty szklanej.

Katalog Sea-Line