Yüksek sıcaklık epoksi

Yüksek sıcaklık epoksi, Endüstri Teknik tarafından yalnızca oda sıcaklığındaki yapışma dayanımı yüksek olan bir yapıştırıcı olarak değerlendirilmez. Isıya maruz kalan metal, kompozit veya elektronik parça bağlantılarında epoksinin camsı geçiş sıcaklığı, çalışma sıcaklığındaki mekanik dayanımı, kürleme programı, yüzey hazırlığı ve uzun süreli ısıl yaşlanma davranışı birlikte incelenmelidir. Oda sıcaklığında yüksek dayanım gösteren bir epoksi, sıcaklık yükseldiğinde modülünü ve yük taşıma kabiliyetini belirgin biçimde kaybedebilir. Bu nedenle seçim yalnızca ambalaj üzerinde yer alan “ısıya dayanıklı” ifadesine göre yapılmamalıdır.

Epoksi yapıştırıcının sıcaklık altındaki performansı, reçinenin yanmaması veya akmamasıyla sınırlı değildir. Yapıştırma hattı belirli sıcaklıklarda sert ve rijit davranırken sıcaklık yükseldikçe daha esnek hâle gelebilir. Bağlantı aynı anda çekme, kesme, soyulma, titreşim ve termal genleşme yükleri taşıyorsa reçinenin bu değişimi bağlantı ömrünü doğrudan etkiler.

Metallerin, plastiklerin ve kompozitlerin termal genleşme katsayıları birbirinden farklıdır. İki farklı malzeme epoksiyle birleştirildiğinde sıcaklık yükselmesi her yüzeyin farklı miktarda uzamasına neden olabilir. Yapıştırma hattı bu hareketi karşılayamazsa kenarlarda soyulma gerilimi, iç bölgelerde ise kesme gerilimi yoğunlaşabilir. Bu nedenle yüksek sıcaklık uygulamalarında yalnızca yapıştırıcının kendi dayanımı değil, bağlantının geometrisi de doğru planlanmalıdır.

Endüstri Teknik, ürün seçiminde normal çalışma sıcaklığını, kısa süreli sıcaklık zirvesini, ısıtma-soğutma çevrimlerini, malzeme çiftini ve bağlantının maruz kalacağı kimyasalları birlikte değerlendirir. Böylece oda sıcaklığında güçlü görünen fakat gerçek proses koşullarında hızla yumuşayan veya yüzeyden ayrılan ürünlerin kullanılmasının önüne geçilmesi amaçlanır.

Yüksek sıcaklık epoksi nedir?

Yüksek sıcaklık epoksi, normal epoksi sistemlerine göre sıcak ortamda mekanik özelliklerini daha uzun süre koruyacak reçine, sertleştirici ve gerektiğinde dolgu bileşenleriyle formüle edilen bir yapıştırıcı veya döküm sistemidir. Ancak ürünün bu sınıfta değerlendirilmesi için yalnızca maksimum sıcaklık değerine bakılması yeterli değildir. Belirli bir sıcaklıkta ölçülen kesme dayanımı, elastik modül, camsı geçiş sıcaklığı ve ısıl yaşlanma sonuçları birlikte incelenmelidir.

İki bileşenli epoksilerde reçine ile sertleştirici belirlenen oranda karıştırıldığında kimyasal reaksiyon başlar. Bu reaksiyon sonucunda üç boyutlu çapraz bağlı bir polimer yapı meydana gelir. Çapraz bağ yoğunluğu, kürleme sıcaklığı ve formül içindeki bileşenler nihai ısı dayanımını etkiler.

Kürleme işlemi oda sıcaklığında gerçekleştirilebilir veya bağlantı daha yüksek sıcaklıkta belirli süre bekletilebilir. Isıtmalı kürleme, bazı epoksilerde reaksiyonun daha ileri seviyeye ulaşmasını ve camsı geçiş sıcaklığının yükselmesini sağlayabilir. Bununla birlikte daha yüksek fırın sıcaklığının her zaman daha iyi sonuç vereceği düşünülmemelidir. Parça malzemesi, yapıştırma hattı ve ürün için tanımlanan kür programı esas alınmalıdır.

Yüksek sıcaklık ifadesi de uygulamaya göre değişir. Elektronik bir muhafazada 80°C önemli kabul edilirken motor çevresindeki bir metal bağlantı daha yüksek sıcaklıklarla karşılaşabilir. Yapıştırıcı teknik dokümanında gösterilen sıcaklık testi, sürekli çalışma sınırı olarak yorumlanmadan önce test süresi ve yük koşulları incelenmelidir.

Bir epoksinin kısa süreli olarak yüksek sıcaklıkta kesme dayanımı göstermesi, aynı sıcaklıkta yıllarca çalışabileceği anlamına gelmez. Uzun süreli maruziyet oksidasyon, çapraz bağ yapısındaki değişim, gevrekleşme ve arayüz bozulması oluşturabilir. Bu nedenle ısıl yaşlanma verileri ürün seçiminde kritik öneme sahiptir.

Camsı geçiş sıcaklığı neden önemlidir?

Camsı geçiş sıcaklığı, epoksi yapının sert ve camsı davranıştan daha hareketli, kauçuksu davranışa geçmeye başladığı sıcaklık bölgesini ifade eder. Bu değer genellikle Tg kısaltmasıyla gösterilir. Tg, epoksinin erime noktası değildir ve yapıştırıcının bu sıcaklığa ulaştığı anda tamamen işlevini kaybettiği anlamına gelmez. Bununla birlikte mekanik modül ve yük taşıma davranışında önemli değişimlerin başladığı teknik bir referanstır.

Epoksi Tg değerinin altında daha sert ve yüksek modüllü davranabilir. Sıcaklık Tg bölgesine yaklaştığında polimer zincirlerinin hareketliliği artar ve malzeme yumuşamaya başlar. Kesme dayanımı belirli ölçüde devam edebilse bile deformasyon miktarı, sünme ve bağlantının yük altında yer değiştirmesi artabilir.

Araldite 2014-2 teknik dokümanının üçüncü sayfasında, farklı kürleme programlarının camsı geçiş sıcaklığı üzerindeki etkisi gösterilmektedir. Ürün 40°C’de 16 saat kürlendiğinde Tg değeri yaklaşık 69°C olarak verilirken, 23°C’de 24 saatlik kürün ardından 80°C’de bir saat ilave kür uygulandığında yaklaşık 85°C değerine ulaşmaktadır. Bu sonuç, kürleme programının epoksinin sıcaklık davranışını değiştirebildiğini açıkça göstermektedir.

Burada önemli bir ayrım yapılmalıdır. Yaklaşık 85°C’lik camsı geçiş sıcaklığı, ürünün 85°C üzerinde hiçbir dayanım göstermeyeceği anlamına gelmez. Aynı teknik dokümandaki sıcaklığa bağlı kesme dayanımı grafiğinde daha yüksek sıcaklıklarda da belirli mekanik dayanımın sürdüğü görülmektedir. Ancak Tg aşıldığında modülün azalması ve yapıştırma hattındaki deformasyonun artması beklenmelidir.

Teknik dokümandaki kesme modülü verileri bu değişimi daha net gösterir. Ürünün 40°C’de 16 saat kürlenmiş numunesinde 50°C’de yaklaşık 1,2 GPa olan kesme modülü, 75°C’de yaklaşık 32 MPa seviyesine düşmektedir. 100°C ve 125°C’de ise modül sırasıyla yaklaşık 25 MPa ve 22 MPa olarak verilmektedir. Bu değerler sıcaklık yükseldiğinde yapıştırıcının tamamen yok olmadığını, fakat çok daha esnek bir davranışa geçtiğini gösterir.

Bu nedenle camsı geçiş sıcaklığı tek başına “maksimum çalışma sıcaklığı” olarak yazılmamalıdır. Tasarımcı; sürekli yükü, bağlantı geometrisini, emniyet katsayısını, çevrim sayısını ve kabul edilebilir deformasyonu birlikte değerlendirmelidir. Rijit konum koruması gereken bağlantılarda çalışma sıcaklığının Tg değerine çok yaklaşması sakıncalı olabilir.

yüksek sıcaklık epoksi seçiminde camsı geçiş sıcaklığı nasıl yorumlanır?

Yüksek sıcaklık epoksi seçiminde camsı geçiş sıcaklığı, bağlantının hangi sıcaklıkta ne kadar rijit kalması gerektiği dikkate alınarak yorumlanmalıdır. Düşük yük taşıyan geniş yüzeyli bir bağlantıyla yüksek kuvvet altında hassas konum koruması gereken dar bir bağlantı aynı Tg gereksinimine sahip değildir.

Bağlantı yalnızca kısa süreli sıcaklık zirvelerine maruz kalıyorsa sıcaklıktaki geçici modül kaybı kabul edilebilir olabilir. Parça soğuduğunda epoksi yeniden daha sert davranışa dönebilir. Ancak sıcaklık sırasında yapıştırma hattı aşırı deformasyona uğrarsa bu değişim tamamen geri dönmeyebilir.

Sürekli yük altında çalışan epoksilerde sünme dikkate alınmalıdır. Sıcaklık Tg bölgesine yaklaştığında yapıştırıcı zaman içinde yük yönünde daha fazla şekil değiştirebilir. İlk gün sağlam görünen bağlantı, haftalar veya aylar içinde konum kaybı ya da kenar ayrılması gösterebilir.

Kür programı da tasarımın parçası olmalıdır. Araldite 2014-2 verilerinde ilave 80°C kürün Tg değerini yaklaşık 69°C’den 85°C’ye yükseltmesi, fırın veya kontrollü ısıtma imkânının ürün performansını geliştirebildiğini gösterir. Ancak bu program, bağlanacak parçaların 80°C’ye dayanabildiği ve sıcaklığın bütün bağlantıya homojen biçimde ulaştığı uygulamalarda kullanılmalıdır.

Kalın metal parçalar fırın havasıyla aynı anda hedef sıcaklığa ulaşmaz. İlave kür süresi belirlenirken yalnızca fırın göstergesi değil, yapıştırma hattının gerçek sıcaklığı dikkate alınmalıdır. Aksi hâlde dış yüzey ısınırken bağlantının iç bölümü yeterli kür seviyesine ulaşmayabilir.

Elektronik bileşenler, plastik muhafazalar ve kompozit yüzeyler ilave kür sıcaklığından zarar görebilir. Böyle bir durumda daha düşük sıcaklıkta daha uzun kür veya ürünün oda sıcaklığındaki performansı üzerinden tasarım yapılması gerekebilir.

Dolgulu epoksi ne anlama gelir?

Dolgulu epoksi, reçine ve sertleştirici sistemine mineral, metalik, lifli veya farklı işlevsel parçacıkların eklenmesiyle hazırlanan epoksi yapısını ifade eder. Dolgular kıvamı, akma davranışını, boşluk doldurma yeteneğini, ısıl genleşmeyi, ısı iletimini veya mekanik özellikleri değiştirmek amacıyla kullanılabilir.

Bütün dolgu maddeleri aynı görevi görmez. Bazı dolgular epoksinin akmasını azaltarak düşey yüzeylerde kalmasını sağlar. Bazıları kalın yapıştırma aralıklarının doldurulmasına yardımcı olurken bazıları termal genleşme katsayısını düşürebilir. Metalik veya ısı iletken dolgular ise ısının bağlantı içinde daha hızlı dağılmasını destekleyebilir.

Dolgu eklenmesi otomatik olarak daha yüksek sıcaklık dayanımı sağlamaz. Epoksinin sıcaklık altındaki temel davranışı reçine-sertleştirici ağının kimyasal yapısına bağlıdır. Dolgu, genleşmeyi ve boyutsal kararlılığı iyileştirse bile bağlayıcı matris Tg bölgesine ulaştığında yumuşama gösterebilir.

Dolgulu epoksi ile esnek epoksi arasındaki seçim de bağlantının hareketine göre yapılmalıdır. Yüksek dolgu oranına sahip rijit ürün, metal-metal geniş yüzeylerde güçlü sonuç verebilirken farklı genleşme katsayılarına sahip parçaların birleştirilmesinde kenar gerilimlerini yükseltebilir.

Araldite 2014-2 teknik veri sayfası ürünün iki bileşenli, tiksotropik, gri bir epoksi pasta olduğunu; boşluk doldurduğunu ve 5 mm kalınlığa kadar sarkma yapmadan uygulanabildiğini belirtmektedir. Bu özellik ürünü montaj boşluklarını doldurabilen pasta yapılı bir epoksi hâline getirir. Teknik dokümanda kullanılan dolgu maddelerinin kimyasal türü açıklanmadığı için ürüne belirli bir mineral veya metal dolgu atfedilmemelidir.

Boşluk doldurma özelliği, geniş yapıştırma aralığının her durumda daha güçlü olduğu anlamına gelmez. Aynı teknik doküman normal uygulamalarda en yüksek bindirme kesme dayanımının yaklaşık 0,05–0,10 mm yapıştırıcı tabakasında elde edildiğini belirtmektedir. Bu nedenle ürün 5 mm’ye kadar sarkmadan boşluk doldurabilse de yüksek mekanik dayanım hedeflenen bağlantıda gereksiz kalınlık oluşturulmamalıdır.

Yüksek sıcaklık epoksi ve dolgulu epoksi arasındaki ilişki

Yüksek sıcaklık epoksi ile dolgulu epoksi aynı tanım değildir. Bir ürün dolgulu olduğu hâlde yüksek sıcaklık altında yeterli mekanik dayanım göstermeyebilir. Başka bir ürün düşük dolgu oranına sahip olmasına rağmen reçine kimyası sayesinde daha yüksek camsı geçiş sıcaklığına ulaşabilir.

Dolgu, termal genleşme katsayısını düşürerek metal yüzeylerle epoksi arasındaki hareket farkını azaltabilir. Bu özellik ısıtma-soğutma çevrimlerinde bağlantının boyutsal kararlılığına katkı sağlayabilir. Ancak dolgunun şekli, oranı ve yüzeyle uyumu doğru değilse reçine içinde gerilim yoğunlaşması meydana gelebilir.

Kalın boşlukları dolduran epoksilerde kür sırasında oluşan sıcaklık ve hacim değişimi de dikkate alınmalıdır. Büyük miktarda karıştırılan iki bileşenli epoksi reaksiyon sırasında daha fazla ısı üretebilir. Bu durum çalışma süresini kısaltabilir ve bağlantı içinde sıcaklık farklılığı oluşturabilir.

Tiksotropik pasta yapısı, yapıştırıcının düşey yüzeyden akmasını sınırlandırır. Bununla birlikte ürün kartuş veya karıştırma ekipmanından çıkarılırken belirli basınç gerektirir. Seri üretimde dozajlama sistemi, karışım oranını ve iki bileşenin homojenliğini koruyacak biçimde seçilmelidir.

Dolgu içeren veya pasta kıvamındaki epoksiler yüzeydeki büyük işleme kusurlarını düzeltmek amacıyla kullanılmamalıdır. Eğilmiş parça, yanlış tolerans veya hizasızlık yapıştırıcıyla gizlendiğinde bağlantı kalınlığı düzensiz olur ve yük belirli bölgelerde yoğunlaşabilir.

Isıl yaşlanma nedir?

Isıl yaşlanma, kürlenmiş epoksinin belirli sıcaklıkta uzun süre tutulması sonucunda mekanik ve kimyasal özelliklerinde meydana gelen değişimdir. Bu süreç polimer yapısındaki ilave kürlenme, oksidasyon, gevrekleşme, renk değişimi ve arayüz yapışmasının bozulması gibi farklı sonuçlar oluşturabilir.

Bazı epoksi sistemlerinde ilk ısıl maruziyet tamamlanmamış reaksiyonları ilerleterek dayanımı veya Tg değerini artırabilir. Bu nedenle kısa süreli yaşlanma testinde başlangıç değerinden daha yüksek dayanım görülebilir. Daha uzun sürede ise kimyasal bozunma ve gevrekleşme baskın hâle gelebilir.

Isıl yaşlanma testi yorumlanırken test sıcaklığı, toplam süre, numune yüzeyi, kür programı ve testin hangi sıcaklıkta gerçekleştirildiği bilinmelidir. Numunenin 70°C’de yaşlandırılıp daha sonra 23°C’de test edilmesiyle doğrudan 70°C’de yük altında çalıştırılması aynı durum değildir.

Araldite 2014-2 teknik veri sayfasının beşinci sayfasındaki grafikte, alüminyum numunelerin 70°C’de 30, 60 ve 90 gün yaşlandırılmasının ardından oda sıcaklığında ölçülen bindirme kesme dayanımı gösterilmektedir. Başlangıç değeri yaklaşık 18 MPa seviyesindeyken 30 günlük maruziyet sonrasında sınırlı artış görülmekte, 60 ve 90 günlük sonuçlarda ise başlangıç değerine yakın dayanım korunmaktadır. Bu veriler ürünün belirtilen test şartlarında ısıl yaşlanmaya karşı kararlı bir davranış gösterdiğini destekler.

Bu sonuç, ürünün bütün sıcaklıklarda ve bütün bağlantılarda 90 gün boyunca aynı davranışı göstereceği anlamına gelmez. Test alüminyum yüzeylerde, belirli yüzey hazırlığı ve kür programıyla yapılmıştır. Farklı metal, farklı yapıştırma kalınlığı, sürekli mekanik yük veya kimyasal temas sonucu değiştirebilir.

Tropikal yaşlandırma grafiğinde de 40°C ve yüzde 92 bağıl nem şartlarında 30, 60 ve 90 günlük maruziyet sonrasında bindirme kesme dayanımının korunduğu görülmektedir. Bu sonuç ürünün sıcaklık ile yüksek nemin birlikte bulunduğu kontrollü laboratuvar koşullarındaki dayanımını destekler.

Yüksek sıcaklık epoksi ısıl yaşlanmaya göre nasıl seçilir?

yüksek sıcaklık epoksi ısıl yaşlanmaya göre seçilirken yalnızca yaşlandırma sonrasındaki dayanım değerine değil, yaşlandırmanın nasıl gerçekleştirildiğine bakılmalıdır. Numunenin sürekli yük altında olup olmadığı ve testin yaşlandırma sıcaklığında mı yoksa soğutulduktan sonra mı yapıldığı mutlaka anlaşılmalıdır.

Bağlantı 70°C’de yıllarca sürekli yük taşıyacaksa oda sıcaklığında yapılan son test tek başına yeterli olmayabilir. Sünme ve sıcaklık altındaki gerçek kesme dayanımı ayrıca değerlendirilmelidir.

Isıtma ve soğutma çevrimleri sabit sıcaklıkta bekletmeden daha ağır koşullar oluşturabilir. Metal ile epoksinin farklı genleşmesi her çevrimde yapıştırma hattına kesme ve soyulma gerilimi uygular. Bu nedenle otomotiv, elektronik ve açık saha ekipmanlarında termal çevrim testi yapılması gerekebilir.

Kimyasal ortam da yaşlanma sürecini değiştirebilir. Teknik dokümanda Araldite 2014-2’nin su, yağlayıcı yağ, yakıt ve çeşitli kimyasal ortamlardaki bindirme kesme dayanımları gösterilmektedir. Belirli sıvılarda 30, 60 ve 90 günlük maruziyet sonrasında yüksek dayanımın korunduğu görülse de gerçek proses sıvısının konsantrasyonu ve sıcaklığı ayrıca doğrulanmalıdır.

Yaşlanma sonrasında yalnızca maksimum dayanım değil, kırılma biçimi de incelenmelidir. Kopma yapıştırıcının içinde mi, yüzey ile yapıştırıcı arasında mı, yoksa bağlanan malzemede mi gerçekleşiyor sorusu yüzey hazırlığının ve epoksinin yaşlanma davranışının anlaşılmasına yardımcı olur.

Yüzey hazırlığı neden sıcaklık dayanımını etkiler?

Epoksinin sıcaklık altındaki performansı yalnızca reçine sistemine bağlı değildir. Yapıştırıcı metal yüzeye yeterince bağlanmadıysa sıcaklık yükseldiğinde arayüz daha kolay ayrılabilir. Yüzeyde kalan yağ, oksit ve kir, bağlantının en zayıf bölgesini oluşturur.

Araldite 2014-2 teknik dokümanı yüzeylerin yağ, gres ve kirden tamamen arındırılmasını; en güçlü ve dayanıklı bağlantılar için yüzeyin mekanik aşındırma veya uygun kimyasal işlemle hazırlanmasını önerir. Aşındırma işleminden sonra ikinci bir yağdan arındırma yapılması gerektiği de belirtilmektedir.

Alüminyum, paslanmaz çelik, galvanizli çelik, bakır ve pirinç aynı yüzey hazırlama prosedürüne sahip değildir. Metal üzerinde doğal olarak oluşan oksit tabakası yapışmayı etkileyebilir. Yüzey işlemi metal türüne ve bağlantının servis şartlarına göre hazırlanmalıdır.

Kumlama uygulanıyorsa kullanılan aşındırıcı temiz olmalı ve yüzeye yağ taşımamalıdır. Aşındırma sonrasında yüzey uzun süre açıkta bırakılırsa yeniden oksitlenebilir veya tozla kirlenebilir.

Temizlenen yüzeye çıplak elle dokunulmamalıdır. Parmağın bıraktığı çok ince yağ tabakası bile yüksek sıcaklık ve nem altında arayüz yapışmasını olumsuz etkileyebilir.

Yapıştırıcı uygulandıktan sonra parçalar belirtilen çalışma süresi içinde birleştirilmeli ve hareket etmeyecek şekilde sabitlenmelidir. Kür sırasında parçaların kayması, yapıştırma hattının bir bölgede incelip başka bir bölgede kalınlaşmasına neden olabilir.

Yapıştırma kalınlığı nasıl belirlenmelidir?

Yapıştırma hattı, yüzeyler arasındaki yük aktarımını sağlayacak kadar sürekli olmalı, fakat gereksiz derecede kalın bırakılmamalıdır. Çok ince tabaka yüzey düzensizliklerini tam olarak dolduramayabilir. Aşırı kalın tabaka ise bağlantının rijitliğini ve yük dağılımını değiştirebilir.

Araldite 2014-2 teknik dokümanı normal bindirme bağlantılarında yaklaşık 0,05–0,10 mm tabakanın en yüksek kesme dayanımını sağladığını belirtmektedir. Ürünün sarkmadan 5 mm’ye kadar boşluk doldurabilmesi, bütün bağlantıların 5 mm kalınlıkta hazırlanması gerektiği anlamına gelmez.

Geniş boşlukların doldurulduğu bağlantılarda sıcaklık altındaki genleşme ve deformasyon daha belirgin olabilir. Kalın epoksi hacmi, iki metal yüzey arasındaki termal hareketi daha fazla üstlenmek zorunda kalır.

Yapıştırma kalınlığının sabit tutulması için cam boncuk, mekanik mesafe elemanı veya bağlantı tasarımına uygun başka bir yöntem kullanılabilir. Ancak yabancı dolgu veya boncuk ürün içine gelişigüzel eklenmemelidir. Formülün karışım oranı ve mekanik özellikleri değiştirilebilir.

Bindirme uzunluğunu gereğinden fazla artırmak da her zaman orantılı dayanım artışı sağlamaz. Kesme gerilimleri bağlantı uçlarında yoğunlaşabilir. Tasarımda keskin soyulma yükleri azaltılmalı ve mümkün olduğunca geniş, düzgün yük aktarımı sağlanmalıdır.

Kürleme süresi sıcaklığa göre nasıl değişir?

İki bileşenli epoksilerin kürlenme hızı sıcaklık yükseldikçe artar. Araldite 2014-2 için teknik dokümanda 23°C’de yaklaşık 110 dakikalık karışım ömrü verilmektedir. Bu süre standart laboratuvar koşullarındaki belirli miktara aittir; büyük miktarda karıştırılan ürün reaksiyon ısısı nedeniyle daha kısa çalışma süresi gösterebilir.

Teknik tablodaki minimum kesme dayanımına ulaşma süreleri sıcaklığın etkisini açıkça göstermektedir. Yaklaşık 1 MPa dayanım için 10°C’de 13 saat, 23°C’de 5 saat, 40°C’de 90 dakika, 60°C’de 20 dakika ve 100°C’de yaklaşık 5 dakika verilmektedir.

Yaklaşık 10 MPa kesme dayanımı için ise 10°C’de 25 saat, 23°C’de 8 saat, 40°C’de 2 saat, 60°C’de 30 dakika ve 100°C’de yaklaşık 6 dakika belirtilmektedir. Bu değerler üretim hattında parçanın ne zaman taşınabileceği veya fikstürden çıkarılabileceği konusunda başlangıç bilgisi sağlar; tam nihai performans olarak değerlendirilmemelidir.

Düşük ortam sıcaklığında kürleme önemli ölçüde yavaşlayabilir. Soğuk metal yüzey, atölye havasından daha düşük sıcaklıkta olabilir. Bu nedenle yalnızca ortam termometresine bakmak yerine parça sıcaklığı kontrol edilmelidir.

Fırınla hızlandırılmış kür yapılacaksa parçanın tamamı hedef sıcaklığa ulaşmalıdır. Kalın metal parçalar, fırın havasından daha geç ısınır. Kür süresinin yalnızca fırın kapağı kapatıldığı anda başlatılması eksik kür oluşturabilir.

Çözüm: Araldite 2014-2

Metal, elektronik bileşen, cam elyaf takviyeli yapı ve farklı endüstriyel parçaların birleştirilmesinde yüksek sıcaklık, kimyasal ortam, su dayanımı ve boşluk doldurma birlikte aranıyorsa Endüstri Teknik, gerçek servis şartları doğrulandıktan sonra Araldite 2014-2 ürününü teknik çözüm seçenekleri arasında değerlendirir.

Araldite 2014-2, iki bileşenli, oda sıcaklığında kürlenebilen, tiksotropik epoksi pasta yapıştırıcıdır. Teknik veri sayfasında yüksek mekanik dayanım, yüksek sıcaklık ve kimyasal direnç, suya ve geniş bir kimyasal grubuna karşı dayanım ile 5 mm kalınlığa kadar sarkmadan boşluk doldurma temel özellikleri arasında gösterilmektedir.

Ürün metal, elektronik bileşen ve cam elyaf takviyeli yapılar dâhil olmak üzere normalin üzerinde sıcaklık veya agresif çevre şartlarının bulunduğu bağlantılar için tanımlanmaktadır. Bu kullanım açıklaması, ürünü genel amaçlı oda sıcaklığı epoksisinden ayıran temel yönlerden biridir.

Reçine ve sertleştirici karışım oranı ağırlıkça 100’e 50, hacimce 100’e 50 olarak verilmektedir. Karışmış ürün gri, tiksotropik bir pasta oluşturur; yaklaşık özgül ağırlığı 1,6 ve 25°C’deki karışım ömrü yaklaşık 110 dakikadır. Karışım oranının bozulması kürlenmeyi, Tg değerini ve kimyasal dayanımı olumsuz etkileyebilir.

Teknik tabloda 25°C’de bindirme kesme dayanımı 14 MPa’nın üzerinde belirtilmektedir. Metal bağlantı grafiğinde, doğru yüzey hazırlığı ve 40°C’de 16 saat kür sonrasında farklı metallerde yaklaşık 17–23 MPa aralığında tipik bindirme kesme sonuçları gösterilmektedir. Bu değerler belirli numune geometrisine ve yüzey hazırlığına aittir; gerçek parçanın garanti edilen taşıma kapasitesi olarak kullanılmamalıdır.

Ürünün sıcaklığa bağlı kesme dayanımı grafiğinde, kürleme programına göre oda sıcaklığı ile yaklaşık 60°C arasında yüksek dayanımın korunduğu; daha yüksek sıcaklıklarda dayanımın kademeli biçimde azaldığı görülmektedir. Yaklaşık 100°C seviyesinde hâlâ belirli kesme dayanımı bulunurken 120–140°C bölgesinde değer daha düşük seviyelere inmektedir. Bu grafik kısa süreli test davranışını gösterir ve sürekli servis sıcaklığı garantisi olarak yorumlanmamalıdır.

Camsı geçiş sıcaklığı, 40°C’de 16 saat kür için yaklaşık 69°C; oda sıcaklığında kürün ardından 80°C’de bir saat ilave kür uygulandığında yaklaşık 85°C olarak verilmektedir. Bağlantının rijitliğinin yüksek sıcaklıkta korunması gerekiyorsa ilave kür programı ve gerçek çalışma sıcaklığı birlikte değerlendirilmelidir.

Isıl yaşlanma grafiğinde 70°C’de 30, 60 ve 90 günlük bekletmenin ardından oda sıcaklığında ölçülen kesme dayanımının başlangıç değerine yakın kaldığı görülmektedir. Bu sonuç ürünün tanımlanan laboratuvar şartlarında uzun süreli ısı maruziyetine karşı kararlılığını destekler.

Ürün su, nem ve farklı kimyasal ortamlarda da test edilmiştir. Teknik grafiklerde belirli yakıt, yağ, solvent, asit çözeltisi, parafin ve farklı sıcaklıklardaki su maruziyetleri sonrasında bindirme kesme dayanımının önemli bölümünün korunduğu gösterilmektedir. Nihai kullanım kararı gerçek kimyasal, konsantrasyon, sıcaklık ve temas süresine göre verilmelidir.

Satın alma öncesinde Endüstri Teknik’e bağlanacak malzemeler, normal ve tepe sıcaklıkları, bağlantı boşluğu, mekanik yük, yüzey hazırlığı, kimyasal temas ve uygulanabilecek kür programı iletilmelidir. Bu bilgiler üzerinden Araldite 2014-2 ürününün teknik uygunluğu, yapıştırma kalınlığı ve uygulama yöntemi değerlendirilebilir.

Araldite 2014-2 nasıl uygulanmalıdır?

Uygulama öncesinde bağlanacak yüzeyler yağ, gres, toz, pas ve üretim kalıntılarından tamamen arındırılmalıdır. Yüzey temizleme ürünü buharlaştıktan sonra parçalara çıplak elle temas edilmemelidir.

Yüksek dayanım gereken metal bağlantılarda yüzey uygun yöntemle hafifçe aşındırılmalı ve ardından yeniden yağdan arındırılmalıdır. Aşındırma işlemi metal geometrisini veya ince kaplamaları bozmayacak biçimde yapılmalıdır.

Reçine ve sertleştirici doğru oranla homojen biçimde karıştırılmalıdır. Karışım içinde farklı renk çizgileri veya karışmamış bölgeler bırakılmamalıdır.

Ürün bağlantı yüzeyine kesintisiz biçimde yayılmalıdır. Hava boşluğu, kuru bölge veya yalnızca bir kenarda yoğunlaşan yapıştırıcı tabakası bırakılmamalıdır.

Normal yüksek dayanımlı bindirme bağlantılarında mümkün olduğunca ince ve kontrollü yapıştırma hattı oluşturulmalıdır. Geniş boşluk doldurulması gerekiyorsa bağlantının sıcaklık altındaki deformasyonu ve mekanik yükü ayrıca doğrulanmalıdır.

Parçalar çalışma süresi içinde birleştirilmeli, hizalanmalı ve kür tamamlanıncaya kadar hareket etmeyecek biçimde sabitlenmelidir. Fikstür kuvveti bütün yapıştırıcıyı bağlantı dışına çıkaracak kadar yüksek olmamalıdır.

Kür süresi ortam ve parça sıcaklığına göre belirlenmelidir. Nihai yüksek sıcaklık performansı için gerekli görülüyorsa ürünün teknik verilerine uygun ilave kür programı uygulanmalıdır.

İlk yükleme düşük seviyede yapılmalı, bağlantı tam kürlenmeden servis yüküne çıkarılmamalıdır. Kritik uygulamalarda numune bağlantılar üzerinde kesme, termal çevrim veya kimyasal dayanım testi yapılmalıdır.

Uygulamada yapılan hatalar

En sık yapılan hata, camsı geçiş sıcaklığını yapıştırıcının kesin maksimum çalışma sıcaklığı olarak kabul etmektir. Tg, modül değişiminin başladığı önemli bir bölgedir; fakat gerçek servis sınırı yük ve bağlantı tasarımına göre belirlenmelidir.

İkinci hata, yüksek sıcaklığa kısa süre dayanabilen ürünün aynı sıcaklıkta sürekli yük taşıyabileceğini düşünmektir. Sürekli servis için sünme ve ısıl yaşlanma incelenmelidir.

Üçüncü hata, dolgulu epoksi ifadesinin otomatik olarak yüksek sıcaklık dayanımı sağladığını varsaymaktır. Dolgu türü ile reçinenin çapraz bağlı yapısı farklı görevler üstlenir.

Dördüncü hata, ürün 5 mm’ye kadar boşluk doldurabildiği için bütün bağlantılarda kalın tabaka kullanmaktır. Teknik veri, en yüksek normal bindirme dayanımının çok daha ince yapıştırma hattında elde edildiğini göstermektedir.

Beşinci hata, yüzeyde yağ veya oksit bırakmaktır. Güçlü epoksi zayıf hazırlanmış yüzeye bağlandığında arayüzden ayrılabilir.

Altıncı hata, karışım oranını göz kararı belirlemektir. Yanlış oran tam kürlenmeme, düşük Tg, zayıf kimyasal direnç ve yüzeyde yapışkanlık oluşturabilir.

Yedinci hata, ısıl yaşlanma testini doğrudan gerçek servis ömrü olarak yorumlamaktır. Laboratuvar numunesi, gerçek bağlantı geometrisi ve sürekli yük koşullarını tamamen temsil etmeyebilir.

Sekizinci hata, fırın sıcaklığı hedefe ulaştığında yapıştırma hattının da aynı sıcaklığa geldiğini varsaymaktır. Kalın metal parçaların ısınma süresi ayrıca dikkate alınmalıdır.

Endüstri Teknik ile doğru epoksi seçimi

Endüstri Teknik, sıcak ortamda çalışan yapıştırma bağlantılarında yalnızca ilk gün elde edilen dayanım değerine odaklanmaz. Camsı geçiş sıcaklığı, çalışma sıcaklığındaki kesme dayanımı, dolgulu epoksi yapısı, ısıl yaşlanma, kimyasal temas ve yüzey hazırlığı aynı teknik değerlendirmede ele alınır.

yüksek sıcaklık epoksi doğru seçildiğinde metal ve kompozit parçalar kaynak veya mekanik bağlantı olmadan birleştirilebilir, farklı malzemeler arasındaki yük daha geniş yüzeye dağıtılabilir ve uygun tasarımda kimyasal çevreye karşı dayanıklı bağlantı oluşturulabilir. Bunun için yapıştırma hattının kalınlığı, kür programı ve yüzey hazırlığı standartlaştırılmalıdır.

Araldite 2014-2; yüksek sıcaklık ve kimyasal direnç, boşluk dolduran tiksotropik yapısı, suya dayanımı ve farklı metallerdeki güçlü kesme performansıyla uygun endüstriyel yapıştırma uygulamalarında değerlendirilebilir. Nihai kullanım kararı gerçek parça üzerinde gerçekleştirilecek sıcaklık, yük ve çevresel dayanım doğrulamasına dayanmalıdır.

Endüstri Teknik İletişim

Metal parçalar, elektronik muhafazalar, kompozit yapılar, pompa ekipmanları ve sıcak kimyasal ortamlardaki yapıştırma uygulamaları için uygun epoksi sistemini Endüstri Teknik ile değerlendirebilirsiniz.

Adres
Aşağı Yahyalar Mah. 995/1. Sokak No:5, 7. Kat, Daire:27, Ofis Anadolu, Yenimahalle / Ankara

Telefon
0312 925 54 74

Faks
0312 925 64 84

Bağlanacak malzemeleri, çalışma sıcaklığını, bağlantı boşluğunu, mekanik yükü, kimyasal teması ve uygulanabilecek kür programını paylaşarak Araldite 2014-2 ürününün teknik uygunluğu, uygulama yöntemi, stok durumu ve tedarik seçenekleri hakkında Endüstri Teknik’ten bilgi alabilirsiniz.