Strukturelles Epoxidharz EP40:Bewährte Leistung bei der Bindung von Schiffsstahl

Weißbuch:Luft- und Raumfahrt

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Forscher von CITENI und CITIC entwickelten eine neuartige Methode zur Bewertung der Klebstoffalterung auf Schiffsstahlsubstraten unter maritimen Bedingungen. Unter Verwendung von Master Bond EP40, einem Hochleistungs-Strukturepoxidharz, untersucht die Studie die Bindungsintegrität bei Einwirkung von Meerwasser und geht auf wichtige Aspekte wie Feuchtigkeitsbeständigkeit und Temperaturwechsel ein. Laden Sie die Fallstudie herunter, um mehr zu erfahren.

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Übersicht

Diese Fallstudie von Master Bond Inc. bewertet die Leistung von EP40, einem zweiteiligen, bei Raumtemperatur aushärtenden Strukturepoxidharz zum Verkleben von Schiffsstahl in Schiffsanwendungen. EP40 wurde zum Kleben, Abdichten, Beschichten und Einkapseln mit einem Mischungsverhältnis von 1:1 entwickelt und zeigt eine starke Haftung auf Marinestahl, einem Schlüsselmaterial im Schiffbau.

Da der Schwerpunkt zunehmend auf der Reduzierung der Umweltauswirkungen der Schifffahrt liegt, erforschen Forscher Klebeverbindungen, um herkömmliche Schweiß- und Nietverbindungen zu ersetzen und möglicherweise leichtere, treibstoffeffizientere Schiffe mit geringeren Emissionen zu ermöglichen. Allerdings stehen Klebstoffe aufgrund der Alterung durch Feuchtigkeit, hohe Temperaturen und UV-Einstrahlung vor Herausforderungen, weshalb ein Verständnis ihres Langzeitverhaltens in Meeresumgebungen erforderlich ist.

Die Studie der Forschungszentren CITENI und CITIC entwickelte eine neuartige Methode zur Charakterisierung der adhäsiven Alterung mithilfe von EP40 auf Schiffsstahlsubstraten. Diese umfassende Bewertung umfasste Schertests über eine Runde, Zughaftungstests an Klebeverbindungen und Massenklebstofftests zur Bewertung der mechanischen, thermischen und chemischen Eigenschaften vor und nach der beschleunigten Alterung in Meerwasser.

Die Proben wurden sorgfältig unter Verwendung von Aluminiumformen gemäß ASTM-Standards vorbereitet, um eine kontrollierte Dicke der Klebstoffschicht und eine Aushärtung unter Druck für mehr als 72 Stunden bei Raumtemperatur sicherzustellen. Die thermische Analyse ergab, dass EP40 bis zu ~294 °C stabil ist und keine nennenswerte Verschlechterung auftritt, was seine Eignung für typische Meerestemperaturbereiche bestätigt. Mechanische Tests ergaben eine durchschnittliche Zugfestigkeit von 14,36 MPa in der Masse von EP40 und 9,71 MPa in geklebten Stahlverbindungen, was auf eine starke Bindungsfähigkeit mit überwiegend kohäsivem Versagen innerhalb der Epoxidschicht hinweist.

Bei den Alterungssimulationen wurden EP40-verklebte Verbindungen ohne Belastung und unter einer konstanten Belastung von 6 % der Zugfestigkeit über längere Zeiträume (bis zu 522 Stunden) in Meerwasser getaucht. Die Ergebnisse zeigten, dass die Meerwasserabsorption aufgrund des Fickschen Diffusionsverhaltens ein Plateau unter 5 % erreichte. Obwohl die Zugfestigkeit nach der Alterung abnahm, vor allem unter Belastung, blieb sie auch nach längerer Einwirkung von Meerwasser unter Belastung über 4 MPa, was auf eine robuste Beibehaltung der mechanischen Integrität hinweist.

Die Autoren kamen zu dem Schluss, dass EP40 ein brauchbarer Strukturklebstoff für Meeresumgebungen ist, der seine Leistung unter realistischen Alterungsbedingungen aufrechterhalten kann. Die entwickelte Testmethodik unter Verwendung von EP40 bietet einen zuverlässigen Ansatz zur Bewertung von Schiffsklebstoffen und bietet eine wertvolle Grundlage für zukünftige Studien, die darauf abzielen, traditionelle Schiffbauverbindungen durch fortschrittliche Klebstofftechnologien zu ersetzen. Diese Forschung unterstützt den Übergang zu leichteren, nachhaltigeren Meeresbaupraktiken.

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