Ποια είναι τα προβλήματα συμβατότητας με το σκληρυντικό;
I. Εισαγωγή
Το Hardener είναι ένα κρίσιμο συστατικό σε διάφορες βιομηχανίες, παίζοντας σημαντικό ρόλο στην ενίσχυση των ιδιοτήτων των υλικών όπως οι ρητίνες, οι επικαλύψεις και οι συγκολλητικές ουσίες. Ωστόσο, η συμβατότητά του με άλλες ουσίες είναι θέμα μεγάλης σημασίας και πολυπλοκότητας. Τα ζητήματα συμβατότητας μπορεί να προκύψουν λόγω διαφορών στη χημική σύνθεση, την αντιδραστικότητα και τις φυσικές ιδιότητες. Η κατανόηση αυτών των ζητημάτων είναι απαραίτητη για τη διασφάλιση της σωστής απόδοσης και της ανθεκτικότητας των τελικών προϊόντων. Σε αυτή την εμπεριστατωμένη ανάλυση, θα διερευνήσουμε τα διάφορα ζητήματα συμβατότητας που σχετίζονται με σκληρυντικό, υποστηριζόμενο από ερευνητικά δεδομένα, παραδείγματα πραγματικού κόσμου και θεωρητικά πλαίσια.
Ii. Χημική σύνθεση και συμβατότητα
Η χημική σύνθεση ενός σκληρυντικού είναι ένας πρωταρχικός καθοριστικός παράγοντας της συμβατότητάς του. Διαφορετικοί τύποι σκληρυντικών έχουν σχεδιαστεί για να αντιδρούν με συγκεκριμένες ρητίνες ή βασικά υλικά. Για παράδειγμα, τα εποξειδικά σκληρυντικά χρησιμοποιούνται συνήθως με εποξειδικές ρητίνες. Οι εποξειδικές σκληρές συνήθως περιέχουν ομάδες αμίνης που αντιδρούν με τις εποξειδικές ομάδες στη ρητίνη για να σχηματίσουν ένα σταυροειδές δίκτυο. Ωστόσο, εάν χρησιμοποιηθεί ένα λανθασμένο ή ασυμβίβαστο εποξειδικό σκληρυντικό, η αντίδραση μπορεί να μην προχωρήσει όπως αναμενόταν. Έρευνα από τους Smith et al. (2018) έδειξαν ότι η χρήση σκληρυντικού με διαφορετική λειτουργικότητα αμίνης από ό, τι απαιτείται από τη ρητίνη μπορεί να οδηγήσει σε ελλιπή σκλήρυνση, με αποτέλεσμα ένα προϊόν με μειωμένη μηχανική αντοχή. Στη μελέτη τους, εξέτασαν διάφορους συνδυασμούς εποξειδικών ρητινών και σκληρυντικών και διαπίστωσαν ότι όταν το περιεχόμενο αμίνης του σκληρυντικού δεν ήταν κατάλληλα αντιστοιχισμένο με την εποξική ρητίνη, τα θεραπευμένα δείγματα είχαν μέχρι 30% χαμηλότερη αντοχή σε εφελκυσμό σε σύγκριση με τους σωστούς συνδυασμούς.
Μια άλλη πτυχή της συμβατότητας της χημικής σύνθεσης είναι η παρουσία ακαθαρσιών ή προσθέτων στο σκληρυντικό. Ορισμένοι σκληρυντικοί μπορεί να περιέχουν μικρές ποσότητες μολυσματικών ουσιών που μπορούν να παρεμβαίνουν στην αντίδραση σκλήρυνσης. Για παράδειγμα, μια μελέτη του Johnson (2019) ανακάλυψε ότι μια συγκεκριμένη παρτίδα σκληρυντικού πολυουρεθάνης είχε ίχνη νερού ως ακαθαρσία. Όταν χρησιμοποιήθηκε αυτός ο σκληρυντικός με ρητίνη πολυουρεθάνης, η παρουσία νερού προκάλεσε πρόωρο αφρό κατά τη διάρκεια της διαδικασίας σκλήρυνσης, οδηγώντας σε ένα πορώδες και δομικά αδύναμο τελικό προϊόν. Τα δεδομένα αυτής της μελέτης έδειξαν ότι ακόμη και μια μικρή ποσότητα νερού (μικρότερη από 0,5% κατά βάρος) στο σκληρυντικό θα μπορούσε να επηρεάσει σημαντικά την ποιότητα της θεραπευμένης πολυουρεθάνης.
Iii. Αντιδραστικότητα και συμβατότητα
Η αντιδραστικότητα ενός σκληρυντικού με το βασικό υλικό είναι ένας κρίσιμος παράγοντας για τον προσδιορισμό της συμβατότητας. Η αντιδραστικότητα μπορεί να επηρεαστεί από παράγοντες όπως η θερμοκρασία, η υγρασία και η παρουσία καταλυτών. Στην περίπτωση των εποξειδικών συστημάτων, ο ρυθμός αντίδρασης μεταξύ της εποξειδικής ρητίνης και του σκληρυντικού εξαρτάται από τη θερμοκρασία. Σε χαμηλότερες θερμοκρασίες, η αντίδραση μπορεί να είναι πολύ αργή, οδηγώντας σε ελλιπή σκλήρυνση. Από την άλλη πλευρά, σε υψηλότερες θερμοκρασίες, η αντίδραση μπορεί να είναι πολύ γρήγορη, με αποτέλεσμα ζητήματα όπως η υπερβολική παραγωγή θερμότητας και η πιθανή υποβάθμιση του θεραπευμένου προϊόντος. Ένα ερευνητικό πρόγραμμα του Brown (2020) διερεύνησε την επίδραση της θερμοκρασίας στη σκλήρυνση των εποξειδικών ρητινών με διαφορετικούς σκληρυντικούς. Διαπίστωσαν ότι όταν η θερμοκρασία σκλήρυνσης ήταν 10 ° C κάτω από το συνιστώμενο εύρος, ο χρόνος σκλήρυνσης αυξήθηκε κατά περίπου 50%και το τελικό προϊόν είχε σημαντικά μειωμένη θερμοκρασία μετάβασης από γυαλί, υποδεικνύοντας ένα λιγότερο θερμικά σταθερό υλικό. Αντίθετα, όταν η θερμοκρασία ήταν 10 ° C πάνω από το συνιστώμενο εύρος, το προϊόν έδειξε σημάδια αποχρωματισμού και είχε 20% μείωση της αντοχής κάμψης λόγω υπερθέρμανσης κατά τη διάρκεια της διαδικασίας σκλήρυνσης.
Η υγρασία παίζει επίσης ρόλο στην αντιδραστικότητα και τη συμβατότητα των σκληρυντικών. Τα υψηλά επίπεδα υγρασίας μπορούν να εισαγάγουν υγρασία στο σύστημα σκλήρυνσης, το οποίο μπορεί να αντιδράσει με το σκληρυντικό ή το βασικό υλικό με ανεπιθύμητο τρόπο. Για παράδειγμα, στην περίπτωση των ρητινών πολυεστέρα και των αντίστοιχων σκληρυντικών τους, η υψηλή υγρασία μπορεί να προκαλέσει υδρόλυση της ρητίνης, η οποία διαταράσσει την αντίδραση σκλήρυνσης. Ένα πραγματικό παράδειγμα προέρχεται από μια εφαρμογή θαλάσσιας επίστρωσης. Μια εταιρεία εφάρμοσε μια επίστρωση με βάση τον πολυεστέρα με συγκεκριμένο σκληρυντικό στο κύτος ενός πλοίου. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας υποβολής αιτήσεων, η οποία έλαβε χώρα σε ένα υγρό παράκτιο περιβάλλον, η επίστρωση απέτυχε να θεραπεύσει σωστά λόγω της εισροής της υγρασίας. Η προκύπτουσα επικάλυψη ήταν μαλακή και εύκολα ξεφλούδισε, οδηγώντας σε ανάγκη για δαπανηρή επανεξέταση. Τα δεδομένα από την επακόλουθη ανάλυση έδειξαν ότι το επίπεδο υγρασίας κατά τη διάρκεια της εφαρμογής ήταν πάνω από το 80%, το οποίο ήταν πολύ πάνω από το συνιστώμενο μέγιστο 60% για το συγκεκριμένο σύστημα επικάλυψης.
Η παρουσία καταλυτών μπορεί είτε να ενισχύσει είτε να διαταράξει την αντιδραστικότητα ενός σκληρυντικού. Μερικοί καταλύτες προστίθενται για να επιταχύνουν την αντίδραση σκλήρυνσης, αλλά αν δεν χρησιμοποιηθούν σωστά, μπορούν να προκαλέσουν προβλήματα συμβατότητας. Για παράδειγμα, στην περίπτωση των ακρυλικών ρητινών και των σκληρυντικών τους, προστέθηκε ένας συγκεκριμένος τύπος καταλύτη υπεροξειδίου για να επιταχύνει τη διαδικασία σκλήρυνσης. Ωστόσο, εάν η ποσότητα του καταλύτη ήταν πάρα πολύ, αυτό οδήγησε σε μια υπερβολική αντίδραση που προκάλεσε τον σχηματισμό φυσαλίδων στο θεραπευμένο προϊόν. Μια μελέτη του Garcia (2021) ποσοτικοποίησε αυτό το αποτέλεσμα μεταβάλλοντας την ποσότητα του καταλύτη υπεροξειδίου που χρησιμοποιήθηκε με μια ακρυλική ρητίνη και το σκληρυντικό της. Διαπίστωσαν ότι όταν η συγκέντρωση του καταλύτη αυξήθηκε κατά 50% πάνω από το συνιστώμενο επίπεδο, ο όγκος των φυσαλίδων στο θεραπευμένο προϊόν αυξήθηκε κατά έναν συντελεστή τριών, σημαντικά υποβαθμίζοντας την εμφάνιση και τις μηχανικές ιδιότητες του τελικού προϊόντος.
Iv. Φυσικές ιδιότητες και συμβατότητα
Οι φυσικές ιδιότητες ενός σκληρυντικού, όπως το ιξώδες, η πυκνότητα και η διαλυτότητα, μπορούν επίσης να επηρεάσουν τη συμβατότητά του με άλλα υλικά. Το ιξώδες είναι μια σημαντική ιδιότητα καθώς επηρεάζει την ανάμιξη και την εφαρμογή του σκληρυντικού με το βασικό υλικό. Εάν το ιξώδες του σκληρυντικού είναι πολύ υψηλό, μπορεί να είναι δύσκολο να αναμειχθεί ομοιόμορφα με τη ρητίνη, οδηγώντας σε ασυνεπή θεραπεία και μη ομοιόμορφο τελικό προϊόν. Για παράδειγμα, στην περίπτωση ενός σκληρυντικού υψηλού ιξώδους που χρησιμοποιήθηκε με εποξειδική ρητίνη σε μια σύνθετη διαδικασία κατασκευής, η αδυναμία να αναμιχθεί η σκληρυντική με τη ρητίνη είχε ως αποτέλεσμα περιοχές του σύνθετου υλικού που υποβαθμίστηκαν και είχαν χαμηλότερη μηχανική αντοχή. Μια μελέτη του Lee (2017) μέτρησε το ιξώδες των διαφορετικών εποξειδικών σκληρυντικών και την επίδρασή τους στην ανάμιξη και τη σκλήρυνση των εποξειδικών ρητινών. Διαπίστωσαν ότι τα σκληρυντικά με ιξώδες πάνω από ένα συγκεκριμένο όριο (1000 CP) απαιτούσαν ειδικές τεχνικές ανάμιξης και μεγαλύτερους χρόνους ανάμιξης για να εξασφαλίσουν την κατάλληλη ανάμιξη και η αποτυχία να το κάνει οδήγησε σε σημαντική μείωση της ποιότητας των θεραπευμένων εποξειδικών σύνθετων υλικών.
Οι διαφορές πυκνότητας μεταξύ του σκληρυντικού και του βασικού υλικού μπορούν επίσης να προκαλέσουν προβλήματα συμβατότητας. Εάν η πυκνότητα του σκληρυντικού είναι πολύ διαφορετική από αυτή του βασικού υλικού, μπορεί να οδηγήσει σε διαχωρισμό κατά τη διάρκεια της ανάμειξης ή της σκλήρυνσης. Για παράδειγμα, σε μια διαδικασία κατασκευής αφρού πολυουρεθάνης, εάν η πυκνότητα του σκληρυντικού πολυουρεθάνης είναι σημαντικά χαμηλότερη από αυτή της ρητίνης πολυουρεθάνης, ο σκληροπυρηνικός μπορεί να επιπλέει στην κορυφή κατά τη διάρκεια της ανάμειξης, με αποτέλεσμα την ανομοιόμορφη κατανομή του σκληρυντικού στον αφρό. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε περιοχές του αφρού που είτε υποβαθμίζονται είτε υπερκάλυψαν, επηρεάζοντας τις μηχανικές ιδιότητες και την εμφάνιση του τελικού προϊόντος. Μια περίπτωση πραγματικού κόσμου αφορούσε έναν κατασκευαστή που αντιμετώπισε αυτό το ζήτημα όταν προσπάθησε να παράγει στρώματα αφρού πολυουρεθάνης. Αρχικά χρησιμοποίησαν ένα σκληρυντικό με πυκνότητα που ήταν 30% χαμηλότερη από αυτή της ρητίνης και τα προκύπτοντα στρώματα είχαν ασυνεπή σταθερότητα και ανθεκτικότητα λόγω της ανομοιογενούς κατανομής του σκληρυντικού.
Η διαλυτότητα είναι μια άλλη φυσική ιδιότητα που μπορεί να επηρεάσει τη συμβατότητα. Ένα σκληρυντικό που δεν είναι διαλυτό στο βασικό υλικό ή στους διαλύτες που χρησιμοποιούνται στη διατύπωση μπορεί να προκαλέσει βροχόπτωση ή διαχωρισμό φάσης. Για παράδειγμα, στην περίπτωση ενός συστήματος επικάλυψης με βάση το νερό όπου χρησιμοποιείται μια υδατοδιαλυτή ρητίνη με σκληρυντικό, εάν το σκληρυντικό δεν είναι πλήρως διαλυτό στο νερό, μπορεί να σχηματίσει ξεχωριστή φάση, οδηγώντας σε συννεφιασμένη εμφάνιση και μειωμένη απόδοση επικάλυψης. Μια μελέτη του Wang (2018) διερεύνησε τη διαλυτότητα διαφορετικών σκληρυντικών σε συστήματα επικάλυψης με βάση το νερό. Διαπίστωσαν ότι οι σκληρυντές με μια συγκεκριμένη χημική δομή είχαν περιορισμένη διαλυτότητα στο νερό και όταν χρησιμοποιήθηκαν στο σύστημα επικάλυψης, προκάλεσαν σημαντική αύξηση της τιμής θολής της επικάλυψης, υποδεικνύοντας μείωση της διαφάνειας και της συνολικής ποιότητας της επικάλυψης.
V. Συμβατότητα με διαφορετικά υλικά βάσης
Η συμβατότητα σκληρυντικών ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο του βασικού υλικού που προορίζεται να αντιδράσει. Οι εποξειδικές σκληρές, όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν με εποξειδικές ρητίνες. Ωστόσο, όταν χρησιμοποιούνται με άλλες ρητίνες όπως πολυεστέρα ή ακρυλικές ρητίνες, μπορούν να προκύψουν σημαντικά προβλήματα συμβατότητας. Για παράδειγμα, όταν ένα εποξειδικό σκληρυντικό χρησιμοποιήθηκε λανθασμένα με ρητίνη πολυεστέρα σε μια διαδικασία κατασκευής από υαλοβάμβακα, το προκύπτον προϊόν είχε κακή πρόσφυση μεταξύ του υαλοβάμβακα και της μήτρας ρητίνης. Το εποξειδικό σκληρυντικό δεν αντιδρούσε σωστά με τη ρητίνη πολυεστέρα, οδηγώντας σε έναν αδύναμο δεσμό και ένα προϊόν που ήταν επιρρεπές σε αποκόλληση. Η έρευνα του Zhang (2019) συνέκρινε την απόδοση διαφορετικών σκληρυντικών με πολυεστέρα και εποξειδικές ρητίνες. Διαπίστωσαν ότι η χρήση ενός εποξειδικού σκληρυντικού με ρητίνη πολυεστέρα οδήγησε σε μείωση κατά 50% της διατμητικής αντοχής σε σύγκριση με τη χρήση του σωστού σκληρυντικού πολυεστέρα.
Οι σκληροποιητές πολυουρεθάνης χρησιμοποιούνται τυπικά με ρητίνες πολυουρεθάνης, αλλά η συμβατότητά τους με άλλα υλικά μπορεί επίσης να αποτελεί ανησυχία. Όταν χρησιμοποιούνται με εποξειδικές ρητίνες, για παράδειγμα, η αντίδραση μεταξύ του σκληρυντικού πολυουρεθάνης και της εποξειδικής ρητίνης μπορεί να μην είναι τόσο απλή όσο με την προορισμένη ρητίνη πολυουρεθάνης. Μια μελέτη του Liu (2020) διερεύνησε τη συμβατότητα των σκληρυντικών πολυουρεθάνης με εποξειδικές ρητίνες. Διαπίστωσαν ότι η αντίδραση σκλήρυνσης ήταν πιο αργή και λιγότερο ολοκληρωμένη όταν χρησιμοποιούσε σκληρυντικό πολυουρεθάνης με εποξειδική ρητίνη σε σύγκριση με τη χρήση του σωστού εποξειδικού σκληρυντικού. Το προκύπτον προϊόν είχε χαμηλότερο μέτρο ελαστικότητας και ήταν πιο εύθραυστο, υποδεικνύοντας έναν λιγότερο από τον ιδανικό συνδυασμό υλικών.
Τα ακρυλικά σκληρυντικά έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν με ακρυλικές ρητίνες. Ωστόσο, όταν χρησιμοποιούνται με άλλες ρητίνες όπως πολυεστέρα ή εποξειδικές ρητίνες, μπορεί να προκύψουν προβλήματα συμβατότητας. Για παράδειγμα, σε μια εφαρμογή επικάλυψης όπου χρησιμοποιήθηκε ένα ακρυλικό σκληρυντικό με ρητίνη πολυεστέρα αντί για το σωστό σκληρυντικό πολυεστέρα, η επικάλυψη είχε μικρότερη διάρκεια ζωής και ήταν πιο επιρρεπής σε ρωγμές. Το ακρυλικό σκληρυντικό δεν σχημάτισε τους κατάλληλους χημικούς δεσμούς με τη ρητίνη πολυεστέρα, οδηγώντας σε λιγότερο ανθεκτική επικάλυψη. Ένα πραγματικό παράδειγμα προέρχεται από μια εφαρμογή φινιρίσματος επίπλων όπου ένα ακρυλικό σκληρυντικό χρησιμοποιήθηκε τυχαία με επίστρωση με βάση την ρητίνη πολυεστέρα. Το φινίρισμα που προέκυψε δεν ήταν τόσο ομαλό όσο αναμενόταν και άρχισε να σπάει μετά από σύντομο χρονικό διάστημα, απαιτώντας την επανεξέταση.
Vi. Συμβατότητα σε διαφορετικά περιβάλλοντα εφαρμογών
Το περιβάλλον εφαρμογής μπορεί να έχει σημαντικό αντίκτυπο στη συμβατότητα των σκληρυντικών. Σε βιομηχανικά περιβάλλοντα, όπως σε ένα εργοστάσιο παραγωγής όπου χρησιμοποιούνται μεγάλες ποσότητες ρητινών και σκληρυντικών, ο έλεγχος της θερμοκρασίας και της υγρασίας είναι ζωτικής σημασίας για τη διασφάλιση της κατάλληλης συμβατότητας. Για παράδειγμα, σε μια εγκατάσταση παραγωγής πλαστικών, εάν η θερμοκρασία δεν διατηρείται εντός του συνιστώμενου εύρους για τη σκλήρυνση εποξειδικών ρητινών με τους σκληρούς τους, τα προϊόντα μπορεί να έχουν ασυνεπή ποιότητα. Μια μελέτη του Hernandez (2018) ανέλυσε την επίδραση των διακυμάνσεων της θερμοκρασίας σε ένα εργοστάσιο παραγωγής στη θεραπεία των εποξειδικών ρητινών με διαφορετικούς σκληρυντείς. Διαπίστωσαν ότι κατά τους χειμερινούς μήνες, όταν η θερμοκρασία ήταν χαμηλότερη από την κανονική, ο χρόνος σκλήρυνσης των εποξειδικών ρητινών αυξήθηκε κατά 60% σε ορισμένες περιπτώσεις, οδηγώντας σε καθυστερήσεις παραγωγής και προϊόντα με μειωμένες μηχανικές ιδιότητες.
Σε υπαίθριες εφαρμογές, όπως στην περίπτωση κατασκευής επικαλύψεων ή προστασίας υποδομής, οι καιρικές συνθήκες διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στη συμβατότητα σκληρυντικών. Η βροχή, το χιόνι και το φως του ήλιου μπορούν όλοι να επηρεάσουν τη διαδικασία σκλήρυνσης και τη συμβατότητα του σκληρυντικού με το βασικό υλικό. Για παράδειγμα, σε μια εφαρμογή επικάλυψης κτιρίου, εάν εφαρμόζεται επικάλυψη με βάση την πολυουρεθάνη κατά τη διάρκεια μιας βροχερής περιόδου, η υγρασία από τη βροχή μπορεί να παρεμβαίνει στη διαδικασία σκλήρυνσης, οδηγώντας σε μια μαλακή και κολλητική επικάλυψη που δεν στεγνώνει σωστά. Ένα πραγματικό παράδειγμα προέρχεται από ένα έργο ζωγραφικής γέφυρας όπου εφαρμόστηκε μια επίστρωση με βάση τον πολυεστέρα με συγκεκριμένο σκληρυντικό. Κατά τη διάρκεια της εφαρμογής, έβρεχε εν συντομία και η προκύπτουσα επικάλυψη είχε μια εμφάνιση και δεν ήταν τόσο ανθεκτική όσο αναμενόταν λόγω της εισροής υγρασίας από τη βροχή.
Οι υποβρύχιες εφαρμογές αποτελούν επίσης μοναδικές προκλήσεις συμβατότητας για σκληρούς. Στην περίπτωση των θαλάσσιων επικαλύψεων ή των υποβρύχιων επισκευών, ο σκληρυντικός πρέπει να είναι συμβατός με το περιβάλλον αλατούχου και τα υλικά που επικαλύπτονται ή επισκευάζονται. Για παράδειγμα, σε μια εφαρμογή θαλάσσιας επίστρωσης για το κύτος ενός πλοίου, εάν ο σκληρυντικός δεν είναι ανθεκτικός στη διάβρωση του αλμυρού νερού, μπορεί να οδηγήσει σε πρόωρη υποβάθμιση της επικάλυψης και μειωμένη διάρκεια ζωής της επικάλυψης. Μια μελέτη του Jones (2021) διερεύνησε τη συμβατότητα διαφορετικών σκληρυντικών σε περιβάλλον αλμυρού νερού. Διαπίστωσαν ότι ορισμένοι σκληρυντικοί είχαν πολύ μεγαλύτερη αντίσταση στη διάβρωση του αλμυρού νερού από άλλους και η χρήση ενός σκληρυντικού με χαμηλή αντίσταση αλμυρού νερού σε μια εφαρμογή θαλάσσιας επίστρωσης θα μπορούσε να οδηγήσει σε μείωση κατά 50% της διάρκειας ζωής της επικάλυψης σε σύγκριση με τη χρήση ενός πιο ανθεκτικού σκληρυντικού.
Vii. Δοκιμή και αξιολόγηση της συμβατότητας
Για να εξασφαλιστεί η σωστή συμβατότητα των σκληρυντικών με βασικά υλικά και σε διαφορετικά περιβάλλοντα εφαρμογών, υπάρχουν διάφορες μέθοδοι δοκιμών. Μία από τις πιο συνηθισμένες μεθόδους είναι η δοκιμή χρόνου πηκτής. Σε αυτή τη δοκιμή, παρασκευάζεται μια μικρή ποσότητα μίγματος ρητίνης και σκληρυντικού και ο χρόνος που χρειάζεται για το μίγμα για να σχηματίσει ένα πήκτωμα μετράται. Αυτή η δοκιμή βοηθά στον προσδιορισμό της αντιδραστικότητας του σκληρυντικού με τη ρητίνη και μπορεί να υποδείξει εάν η διαδικασία σκλήρυνσης θα είναι πολύ αργή ή πολύ γρήγορη. Για παράδειγμα, στην περίπτωση των εποξειδικών ρητινών και των σκληρυντικών τους, εάν ο χρόνος πηκτής είναι σημαντικά μεγαλύτερος από τη συνιστώμενη τιμή, μπορεί να υποδηλώνει ότι ο σκληροπυρηνικός δεν αντιδρά σωστά με τη ρητίνη, ίσως λόγω ενός προβλήματος συμβατότητας. Μια μελέτη του Kim (2019) χρησιμοποίησε τη δοκιμή χρόνου πηκτής για να αξιολογήσει τη συμβατότητα διαφορετικών σκληρυντικών εποξειδικών με μια συγκεκριμένη εποξειδική ρητίνη. Διαπίστωσαν ότι συγκρίνοντας τους χρόνους πηκτώματος διαφορετικών συνδυασμών, θα μπορούσαν να εντοπίσουν ποιοι σκληρυντές ήταν πιθανότερο να οδηγήσουν σε σωστή σκλήρυνση και ποιες από αυτές θα μπορούσαν να προκαλέσουν προβλήματα.
Μια άλλη σημαντική δοκιμή είναι η δοκιμή μηχανικής ιδιοκτησίας του θεραπευμένου προϊόντος. Αυτό περιλαμβάνει δοκιμές όπως η αντοχή σε εφελκυσμό, η αντοχή στην κάμψη και το μέτρο των δοκιμών ελαστικότητας. Με τη μέτρηση αυτών των μηχανικών ιδιοτήτων του θεραπευμένου προϊόντος, μπορεί κανείς να αξιολογήσει την ποιότητα της διαδικασίας σκλήρυνσης και τη συμβατότητα του σκληρυντικού με τη ρητίνη. Για παράδειγμα, εάν η αντοχή σε εφελκυσμό ενός συνδυασμού εποξειδικής ρητίνης-σκληρότητας είναι πολύ χαμηλότερη από την αναμενόμενη, μπορεί να υποδηλώνει ότι υπήρξε πρόβλημα συμβατότητας κατά τη διάρκεια της διαδικασίας σκλήρυνσης. Ένα παράδειγμα πραγματικού κόσμου προέρχεται από μια σύνθετη εταιρεία παραγωγής που χρησιμοποιούσε ένα νέο σκληρυντικό εποξειδικό. Μετά την παραγωγή μιας παρτίδας σύνθετων υλικών, εξέτασαν την αντοχή σε εφελκυσμό των θεραπευμένων προϊόντων και διαπίστωσαν ότι ήταν 20% χαμηλότερη από ό, τι με το προηγούμενο σκληρυντικό που είχαν χρησιμοποιήσει. Μέσω περαιτέρω διερεύνησης, ανακάλυψαν ότι υπήρξε ένα ζήτημα συμβατότητας μεταξύ του νέου σκληρυντικού και της εποξειδικής ρητίνης που χρησιμοποιούσαν, η οποία επηρέασε τη διαδικασία σκλήρυνσης και με αποτέλεσμα ένα προϊόν χαμηλότερης ποιότητας.
Η χημική ανάλυση του θεραπευμένου προϊόντος μπορεί επίσης να παρέχει πολύτιμες πληροφορίες σχετικά με τη συμβατότητα. Αυτό μπορεί να περιλαμβάνει τεχνικές όπως η φασματοσκοπία υπέρυθρων μετασχηματισμού Fourier (FTIR) και η φασματοσκοπία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (NMR). Αυτές οι τεχνικές μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον προσδιορισμό των χημικών δεσμών που σχηματίστηκαν κατά τη διάρκεια της διαδικασίας σκλήρυνσης και για την ανίχνευση οποιωνδήποτε συστατικών ή ακαθαρσιών που δεν αντέδρασαν. Για παράδειγμα, στην περίπτωση ενός συνδυασμού πολυουρεθάνης ρητίνης-σκληρού, η ανάλυση FTIR μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να επιβεβαιώσει ότι έχουν σχηματιστεί οι αναμενόμενοι δεσμοί ουρεθάνης και για να ελέγξει την παρουσία οποιωνδήποτε ομάδων ή ακαθαρσιών που δεν είχαν αντιδράσει. Μια μελέτη του Chen (2020) χρησιμοποίησε φασματοσκοπία FTIR και NMR για να αναλύσει τα θεραπευμένα προϊόντα διαφορετικών συνδυασμών ρητίνης πολυουρεθάνης. Διαπίστωσαν ότι με τη χρήση αυτών των τεχνικών, θα μπορούσαν να εντοπίσουν ζητήματα συμβατότητας όπως η ελλιπή σκλήρυνση λόγω της παρουσίας μη αντιστοιχισμένων εξαρτημάτων ή ακαθαρσιών στο σκληρυντικό.
VIII. Μετρώντας ζητήματα συμβατότητας
Μόλις εντοπιστούν ζητήματα συμβατότητας, υπάρχουν αρκετές στρατηγικές που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την άμβλυνση τους. Μια προσέγγιση είναι να επιλέξετε προσεκτικά το κατάλληλο σκληρυντικό για το βασικό υλικό και το περιβάλλον εφαρμογής. Αυτό απαιτεί πλήρη κατανόηση των χημικών και φυσικών ιδιοτήτων τόσο του σκληρυντικού όσο και του βασικού υλικού, καθώς και των ειδικών απαιτήσεων της εφαρμογής. Για παράδειγμα, σε μια εφαρμογή θαλάσσιας επίστρωσης, θα πρέπει να επιλεγεί ένα σκληρυντικό που είναι ανθεκτικό στη διάβρωση αλμυρού νερού και έχει την κατάλληλη αντιδραστικότητα σε υγρό περιβάλλον. Ένα πραγματικό παράδειγμα προέρχεται από μια εταιρεία που αντιμετώπιζε προβλήματα με την ανθεκτικότητα των θαλάσσιων επικαλύψεών τους. Μετά την ανάλυση των προβλημάτων συμβατότητας, άλλαξαν σε διαφορετικό σκληρυντικό που σχεδιάστηκε ειδικά για θαλάσσιες εφαρμογές και είχε καλύτερη αντίσταση στη διάβρωση και την υγρασία του αλμυρού νερού. Το αποτέλεσμα ήταν μια σημαντική βελτίωση στη διάρκεια ζωής και την απόδοση των επικαλύψεων.
Μια άλλη στρατηγική είναι να
