בסביבה הקרובה של Marine Composite Matrix Resins

בנייה ימית מציבה דרישות קיצוניות על חומרים: חשיפה מתמדת למים מלוחים, קרינת UV, טעינה מחזורית מגלים, והשפעה של חומרי פסולת. Composite - באופן חד-משמעי סיבים חוזרים (משקפיים, פחמן או ארמידי) מוטבעת במשט פולימרקטי, מקבל את עמוד השדרה של בניית סירה מודרנית, עגינה ותשתיות ימיות.

כימיה ותיקון מכניזם

ההבדלים היסודיים בין epoxy לבין פוליסטר חוזר מתחילים ברמה המולקולרית.

תגית: Eoxy Resins

משככי אפיקס הם פולימרים מורכבים שנוצרו על ידי התגובה של epoxide resin עם קשיח (סוכן תיקון), בדרך כלל amine או ahydride. epoxy מכיל קבוצות epoxide תגובתי כי פתוח וקשר עם הדחיסות קשה, יצירת רשת צפופה מאוד, 3-ממדית זה תהליך מרפא הוא תגובה - לא על ידי חומרים כמו מים או לא יעיל הם משחררים את דיוק פנימי, כמו חום אחד, 000 חזק.

Polyester Resins

חזרות פוליסטר הן גם thermosetting, אבל הן מרפאות באמצעות מנגנון רדיקלי חופשי. Unsaturated פוליסטר (UPR) מומס מונומר תגובתי, בדרך כלל סטיילן.כאשר זרז (למשל, methyl ethyl ketone peroxide) ו accelerator (למשל, cobaltolhnate) הם הוסיפו, עצלן (למשל, נזלת חום) עם תרכובות חום חנקן 6 צלעות).

המונחים:

תוספת של פולימריזציה של אפיקסי מעניקה לו כווץ נמוך יותר, אין פליטות VOC במהלך הריפוי, וגמישות רבה יותר.התרופה הרדיקלית של פוליסטר היא מהירה וזולה יותר, אך מגיעה עם פליטות מכווץ גבוה יותר וסטיילניות, הדורשת אוורור תקין וציוד הגנה אישי (PPE).

כוח מכני ויציבות

במבנים ימיים, תכונות מכניות - כוח רב עוצמה, מודלים גמישים, כוח אטרמלינר, והתנגדות עייפות - להשפיע באופן ישיר על הבטיחות והתוחלת החיים של הכלי או הרכיב.

תכונות מכניות השוואתיות

  • (FLT:0) ⁇ כוח:FLT:1; אפריקס מלשמידים בדרך כלל להציג 20-30% יותר כוח רבן מאשר שווה פוליסטר עבור אותו סוג של סיבים ושבריר נפח.לדוגמה, תקן E-משקפיים / פפקסי מורכב יכול להגיע 450-500 MPa, בעוד זכוכית / polyester לעתים קרובות למעלה על 350-400 MPa.
  • (FLT:0)Flexural Modulus:FLT:1 אפיקסי מסטרים לספק מודולולוס גבוה יותר (stiffness), במיוחד בסביבות רטובות.
  • (FLT:0) Interlaminar כוח (ILSS): ⁇ FLT 1:1 של אפריקס סיבים מייצרת ערכי ILSS 40–50% גבוה יותר מאשר פוליסטר.זה מפחית את הסיכון של דלמנטום תחת עומס מחזורי, מצב כשל משותף במפרקי ים ימיים.
  • (FLT:0)Fatigue Resistance: 1FLT תחת לחץ חוזר (גלימה גלית גלים, רטט מנוע), תרכובות גרפיות לשמור כוח יותר זמן. מחקרים מראים כי ליבות epoxy יכולות לסבול 10× יותר מחזורי עומס בהשוואה לעמיתים פוליסטרים באותו רמת הלחץ.

תנאי ארוך

רשת הקישור הדחוס של אפיקסי מתנגדת להשפלה הידרוליטית - ההתמוטטות הכימית של מולקולות מים.גם לאחר שנים של סיבולת, ריפאוקס מרפא כראוי שומרת 85–90% מהתכונות המכניות היבשות שלה. Polyester, מצד שני, סופגת יותר לחות (עד 0.5-1.0% במשקל לעומת <0.2% עבור epoxy), אשר מחלחלת ומפחיתה את המעבר של זכוכית (Tgoutd) באופן קבוע, כמו 30 גרם ל-btol-hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh

התנגדות סביבתית וכימיקלית

סביבות ימיות לתקוף ממולות מרובות: מים מלוחים, דלק, שמן, מפתקים, קרינה UV, ו ביופוחיות.

מים והתנגדות כימית

  • (FLT:0)Epoxy:FLT:1 התנגדות טובה למים טריים ומלחים, רוב המעצורים (גזוליין, דיזל, נוזל הידראולי), וחומצות חלשות / אלקלקליס משמשים לעתים קרובות עבור מיכלי אחסון כימיים וציפוי משב רוח.
  • (FLT:0)Polyester:FLT:1 התנגדות טובה למים וכימיקלים קלים, אבל רגיש לנפיחות ולהתקפה על ידי פותרים חזקים והרתעה גבוהה. Osmosis - היווצרות של blisters תחת ג'לקוט - הוא בעיה ידועה עם פוליסטרים ב ⁇ ממושכת.

UV ומזג אוויר התנגדות

הן epoxies ופוליסטרים מתפרעים תחת אור השמש הישיר אלא אם כן מוגן. צהובים epoxy ו chalks לאחר כמה חודשים של חשיפה UV, אם כי הכוח המבני נשאר שלם במידה רבה לחלוטין. Polyester degrads מהר יותר ועמוק יותר, מאבד מבריק והופכת לערעור.בפרקטיקה, כל המסובבים הימיים מצופים עם ג'לקואטיקיסט של UV, צבע או צלול יותר עבור ספקטרום של אפילפסיה.

התנגדות אש

epoxies סטנדרטי ופוליסטרים הם גם דליים.עם זאת, epoxy יכול להיות מנוסחת עם הלהבה retardant תוספים (שנוה או מבוסס זרחן) ביעילות רבה יותר ללא שילוב תכונות מכניות. Polyester מסובבים נוטים לשרוף עם עשן שחור צפוף עשוי טפטוף רזין. עבור יישומים ימיים כי חייב לעמוד בתקנות החברה המעמדית (למשל, SOL) כמו חדרים מבוססי אש.

עיבוד, Curing והפקה מהירות

עלויות זמן הייצור ועלויות העבודה מושפעות מאוד ממאפיינים של עיבוד שרף.

פוליסטר: מהיר ומוכר

  • זמן קצר:0 (FLT:1) פוליסטר קטזד עם MEKP יכול לג'ל בתוך 15-30 דקות והדגמה ב 2-4 שעות בטמפרטורת החדר.
  • (ב) ⁇ :0) , ⁇ (ב"ב) ,"הרבי" (ב"ב) ,"הרבי" (ב"ב) ,"ב"ב) ,"ה', "התחילה" (ב"ב)
  • (ב) ,0) ,"הפוליסטר" דורש השקעה מינימלית - גלקוט, רזין, זרז, ומברשת / רולרים פשוטים.
  • (FLT:0)Odor/VOC: FLT:1 תוכן styrene גבוה (30-50%) יוצר ריח חזק ודורש שימוש באוורור ונשימה. אזורים רבים כיום כופים מגבלות VOC מחמירות שהופכות את הפולסטר הישן פחות אטרקטיבי.

Eoxy: Slower but more controlled

  • החיים של אפריקס:0 (FLT:1) זמן העבודה של אפיקס משתנה מ 5 דקות (מקשה מהיר) ל 60 דקות (מקשה נמוכה) מפעילי יכול להתאים את חיי הסיר לגודל חלק וטמפרטורה מחממת.
  • (FLT:0)Post-curemia: 1FLT:1 רבים epoxies ימיים דורשים פוסט-cure ב 50-80 מעלות צלזיוס כדי להשיג תכונות מכניות מלאות ו- Tg. זה מוסיף זמן תנור ועלויות אנרגיה.
  • (ב) ⁇ :0) ,5 ,5 איגרות חוב באופן יוצא דופן כדי לרפא מסובכים, עץ, מתכת וקצף, מה שהופך אותו סטנדרטי עבור תיקונים, חיבור משני, ואת ליבת הכריך.
  • שיקולים של בריאות:0 (Educer): ⁇ FLT:1 ,Efoxy hardeners יכול להיות רגישנים (אלרגיות מגע דומות), אבל ניסוחים מודרניים הם פחות מרגיזים מאשר פוליסטר מבוסס סטיילן.

Infusion and Prepreg Compatibility

עבור מרכיבים ימיים איכותיים - הפעלת יאכטות, hulls superyacht, או כלי שיט ימיים -vacuum infusion ו prepreg עיבוד הם העדיפו.Efoxy resinsins לשלוט תהליכים אלה בגלל חוסר עקבי שלהם בתקופות של היתוך, פעילות מבוקרת, ויכולת לייצר ליבות ללא פיגור.

ניתוח מחירים: Upfront vs. Lifetime

ההבדל בין epoxy ופוליסטר הוא משמעותי לקילוגרם, אבל העלות הכוללת של מחזור החיים לעתים קרובות מעדיף epoxy עבור יישומים תובעניים.

עלויות Raw

  • (ב) ויקרא: ויקרא: ויקרא י"א: ויקרא י"א: ויקרא י"ד: ).
  • (ב) [15] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

תגית: Cost Factors

  • (FLT:0)Labor:cioFLT:1) של אפיקס מאריך את שעות העבודה לחלק אם שכבות מרובות נדרשות באופן זמני.
  • (FLT:0) ,Overling:BuildFLT:1 , Polyester כלי (זקנים) ללבוש מהר יותר ועשויים להחליף לאחר 50-100 משיכה.Efoxy כלי נמשך יותר - לעתים קרובות 200-500 משיכה - בשל קשיות פני השטח גבוהה ויציבות תרמית.
  • (FLT:0)Repairs ותחזוקה:FLT:1 תיקונים אפיקסי חזקים יותר, מהר יותר לרפא, וחיבור טוב יותר לנשמות קיימות.מעל חיי כלי 20 שנה, עלויות תיקון הכוללות למבנה מורכב יכול להיות 30–50% גבוה יותר עם פוליסטר עקב תיקון שלפוחית השתן, תיקון דיפאון צבע כשלים.

מחיר מוחלט של בעלות

עבור ייצור של 100 צוללות זהה 30-ft סירות hulls, פוליסטר עשוי לחסוך 40% בעלות חומרית ו-20% בזמן מחזור. עבור אחד-off 70-ft מתחרה קתמרן או צייד ימי, כוח עליון של epoxy יחס משקל, חיי עייפות, וצמצום תחזוקה להצדיק את העלות העליונה של למעלה.

יישומים בבנייה ימית: השוואה מפורטת

חלקים שונים של מבנה ימי יש דרישות ביצועים שונות.למטה הוא התמוטטות של איפה כל שרף מצטיין.

הילות והגזרות

  • (FLT:0) סירות מפרש וספינות כוח (תחת 40 רגל): FLT:1 פוליסטר עם ג'לקט הוא סטנדרטי. Cost-יעילות ומהיר. Hulls להשתמש czen strand mating ו- ארגז.אם הסירה תישאר בתוך אורכו של מים, מכשול באיכות גבוהה הוא לעתים קרובות מתחת לקו המים.
  • (FLT:0) יאכטות של פורפורמנטליות ומרוצים: FIRLT:1 ;EOoxy (לעתים קרובות עם פחמן או E-glass) הוא הכלל. משקל נמוך, נוקשות גבוהה יותר, והתנגדות השפעה טובה יותר מאפשרת לדלנים - עם מאות קילוגרמים. Vacuum-infused epoxy hulls גם להראות טוב יותר לדבקות הליבה של קצף או balsa.
  • (FLT:0) Superyachts ו- מותאם אישית בונים:EfLT:1 ,Efoxy כמעט אוניברסלי עבור מבנים גדולים (מעל 50 מ') חיי הסיר ארוכים מאפשרים שטח גדול של שקעים, והמכניקה העליונה תומכת בעומסים גבוהים וריכוזי מתח במגרעות.

המונחים: non-Structural Components

פוליסטר הוא לעתים קרובות מספיק עבור ראשי פנים, לוחות פנים, קליפות מושב, ובוטות - בתנאי שהם לא סובלים מעומס.עבור כל חלק שצריך לשאת צוות או משקל ציוד, epoxy מומלץ.

תשתיות הנחתים: דוקים, פונטונים, ופיללאטיס

מרכיבים פולימרים מאוישים (FRP) עבור עציפים, ים ופלטפורמות צף בדרך כלל משתמשים פוליסטר או ויניל אסטר (שובה היברידית) מסיבות עלות.עם זאת, כרמים מסחריים גבוהים ו piers צבאיים יותר לציין epoxy-baseds המבוססים על שירותם הארוך יותר והתנגדות טובה יותר להקפיא אופניים ושפך כימי.

תיקונים ותיקון

תיקון יצירות - בין אם לגוון חור בג'לקט, לגלגל ראש מפונק, או לחבר מפרש חדש - דרישה epoxy. ⁇ ה העליון שלו לפוליסטר הישן, עץ ומתכת, בשילוב עם פחת נמוך, מונע ריכוזים ריכוזים שעלולים להמריץ נזק.

בריאות, בטיחות ושיקולים סביבתיים

VOC Emissions ו- Hazards

התוכן של סטריאוטיפ גבוה של פוליסטר הוא סיכון משמעותי לכיבוש. Styrene הוא חשד carcinogen, irritant, ו unapor. Open-molding של פוליסטר בחללים מעוותים גרועה יכול לעלות על גבולות החשיפה המותרים (PELs) שנקבעו על ידי OSHA (50 ppm) וסוכנויות אחרות עכשיו לאכוף פליטות סטייליות קפדניות, capreineds to reconated תהליכים (Ricerd) או recons) odme) סגור (D).

אפיקס, בעוד שאין לה סטיילרן, משתמשת במשככי עיניים שיכולים לגרום לדלקת מגע אלרגית עור תקין (כפפות טרייל, שמנת מחסום) ואוורור טוב הם חובה.

דיסposal and Recycling

שני ריצינים תרמוסט קשה לשחזר.דיסקרד סירה מורכב פסולת פסולת פסולת ובזבוז הייצור לעתים קרובות בסופו של דבר על הקרקעות. תוחלת החיים ארוכה של אפיקסי מפחיתה נפח פסולת לאורך זמן. חלק המחקרים מתמקד מחזור כימי של פוליסטרים (למשל, גליגליוזיס) ופסורות, אבל לא פתרון כלכלי בקנה מידה גדול עדיין קיים.

מגמות עתידיות ב- Marine Matrix Resins

התעשייה הימית מתפתחת תחת לחץ מתקנות סביבתיות, דרישות ביצועים ותחרות עלות.

  • (FLT:0)Low-VOC חלופות: ⁇ 1) Modified polyesters לא רווי (למשל, באמצעות dicyclopentadiene או isophthalic חומצה) להפחית את התוכן הסטיילרן ל 30% או פחות. כמה תרופות ביולוגיות חדשות יותר משתמשות מונומרים צמחיים.
  • (FLT:0)Epoxy קשיחות וגרסאות מהירות של תיקון מהיר: FLT:1 פורמולות חדש epoxy משלבות תרופה מהירה (5 דקות להרס לחלקים קטנים) עם טיג גבוה וקשוחה, צמצום הפער עם פוליסטר בזמן מחזור.
  • (FLT:0) ויניל אסטר resinsinsins: ⁇ 1 ; A האמצעי בין פוליסטר ו-epoxy. Vinyl ester מציע עמידות קורוזיה טובה יותר וכוח מאשר פוליסטר בעלות קרוב יותר ל-epoxy. זה נפוץ עבור מציפוי טנקים כימיים וכמה מבנים ימיים בעלי שם גבוה, למרות שחיי העייפות שלו עדיין נופלים קצרים של oxyepoxy.
  • (FLT:0) Recyclable and bio-based thermosets:FLT ( 1 מחקר ברשתות דינמיות קוהור (Wirimers) ו- ביו-פיקס מ lignin או צמחי שמן עשוי בסופו של דבר להניב תרכובות ימיות שניתן לעבד או לתקן בקלות רבה יותר.

למידע מפורט יותר על כימיה וביצועים של שרף, מתייחס ל- 0 (המדריך לרישום:0) ל-NetComposites' Resin Resincioph FLT:1 או ל-FLT:2 תוך השוואת תעשיית השוואת חומרים

מסקנה: לעשות את הבחירה הנכונה

בחירת בין epoxy לבין פוליסטר מטריקס לבנייה ימית אינה אחת בגודל של דיוק-תועלת-כל ההחלטה. Polyester נשאר סוס עבודה עבור סירות מובנות המונים ורכיבים שאינם מבניים שבו עלות ומהירות עולים על הביצועים האולטימטיביים.Efoxy מספקת כוח עליון, עמידות, אג"ח דבקה והתנגדות סביבתית, מה שהופך אותו הכרחי עבור ביצועים גבוהים, קריטיים, אלמנטים מבניים, ותיקון חיים ארוכים, ותיקון, ותיקון, אופטימיזציה, על ידי שיפור איכות חיים גבוהה, ושינויים סביבתיים, ושינויים, אופטימיזציה, ושינויים סביבתיים, ושינויים, אופטימיזציה, אופטימיזציה, ושינויים סביבתיים, אופטימיזציה, אופטימיזציה, על ידי שיפור איכות חיים, אופטימיזציה, אופטימיזציה, על ידי שיפור איכות חיים, ושינויים סביבתיים, ושינויים סביבתיים, אופטימיזציה של כלי רכב, והצלחה גבוהה, אופטימיזציה, אופטימיזציה, על ידי שיפור איכות חיים, אופטימיזציה של כוח, ושינויים סביבתיים, ושינויים סביבתיים, ושינויים סביבתיים, ושינויים סביבתיים, על ידי שיפור איכות חיים, והצלחה, והצלחה גבוהה, אופטימיזציה של כלי רכב, אופטימיזציה של כלי רכב, שמירה על ידי שיפור איכות הסביבה, והצלחה גבוהה, שמירה על ידי שיפור איכות חיים גבוהה, והצלחה גבוהה, שמירה על ידי שינוי איכות חיים גבוהה, שמירה על ידי שיפור