W kompozycie włókna przenoszą obciążenia, ale to żywica decyduje o tym, jak dobrze współpracują ze sobą, jak element znosi temperaturę, wilgoć i chemikalia oraz jak wygląda jego powierzchnia. Wybór żywicy do laminowania jest więc równie ważny jak wybór tkaniny. Poniżej porównanie trzech najczęściej stosowanych rodzajów żywic.
Żywica poliestrowa
Najtańsza i najpowszechniejsza żywica w laminatach szklanych — w łodziach, zbiornikach, osłonach, elementach budowlanych. Utwardza się po dodaniu inicjatora, którego ilość (w pewnym zakresie) pozwala regulować czas żelowania. Ma jednak wyraźne wady: stosunkowo duży skurcz przy utwardzaniu (co może powodować „przebijanie” wzoru tkaniny na powierzchnię), słabsze przyleganie do włókna węglowego i zawartość styrenu, który wymaga dobrej wentylacji.
Żywica winyloestrowa
Chemicznie pośrednia między poliestrem a epoksydem. Jest bardziej odporna na chemikalia i wodę niż poliester i mniej krucha, dlatego stosuje się ją w zbiornikach, instalacjach chemicznych, kadłubach i jako warstwę barierową pod żelkotem. Podobnie jak poliester zawiera styren i utwardza się z użyciem inicjatora.
Żywica epoksydowa
Standard przy włóknie węglowym i w elementach o wysokich wymaganiach. Ma najlepsze właściwości mechaniczne, bardzo dobrą przyczepność do włókien, mały skurcz i dobrą odporność zmęczeniową. Utwardza się z utwardzaczem w ściśle określonej proporcji — tu nie „reguluje się” czasu ilością utwardzacza, tylko dobiera odpowiedni utwardzacz. Wadą jest wyższa cena i słaba odporność na promieniowanie UV — elementy z widocznym splotem trzeba zabezpieczać lakierem z filtrem UV.
Porównanie żywic
| Cecha | Poliestrowa | Winyloestrowa | Epoksydowa |
|---|---|---|---|
| Cena | najniższa | średnia | najwyższa |
| Właściwości mechaniczne | podstawowe | dobre | najlepsze |
| Skurcz przy utwardzaniu | duży | średni | mały |
| Przyczepność do włókna węglowego | słaba | średnia | bardzo dobra |
| Odporność chemiczna i na wodę | średnia | bardzo dobra | dobra |
| Styren (emisja, zapach) | tak | tak | nie |
| Typowe zastosowanie | laminaty szklane, osłony, łodzie | zbiorniki, chemia, kadłuby | carbon, elementy konstrukcyjne, sport, lotnictwo |
Temperatura pracy i dotwardzanie
Każda żywica ma temperaturę zeszklenia (Tg) — powyżej niej laminat mięknie i traci sztywność. Żywica utwardzona w temperaturze pokojowej ma zwykle stosunkowo niską Tg. Dotwardzanie w podwyższonej temperaturze, według zaleceń producenta, podnosi Tg i poprawia właściwości mechaniczne. Ma to duże znaczenie przy elementach pracujących w cieple — np. w komorze silnika, blisko układu wydechowego albo na nasłonecznionej, ciemnej powierzchni.
Żywice do różnych zadań
- żywice laminacyjne — do laminowania ręcznego, o lepkości dobranej do przesycania pędzlem i wałkiem,
- żywice infuzyjne — o bardzo niskiej lepkości, do infuzji,
- żywice powierzchniowe i żelkoty — tworzą zewnętrzną warstwę elementu,
- żywice narzędziowe — do wykonywania form, o małym skurczu i podwyższonej odporności cieplnej (więcej: materiały na formy).
Bezpieczeństwo pracy
Żywice i utwardzacze wymagają ostrożności: rękawic, ochrony oczu i dobrej wentylacji. Epoksydy mogą uczulać przy kontakcie ze skórą, a żywice poliestrowe i winyloestrowe emitują styren. Zawsze warto korzystać z karty charakterystyki produktu.
Najczęstsze pytania
Czy do włókna węglowego można użyć żywicy poliestrowej?
Technicznie tak, ale zwykle się tego nie robi. Poliester słabiej wiąże się z włóknem węglowym, a jego duży skurcz pogarsza wygląd powierzchni. Przy carbonie standardem jest żywica epoksydowa.
Dlaczego elementy z carbonu żółkną na słońcu?
Żywica epoksydowa nie jest odporna na promieniowanie UV. Bez lakieru z filtrem UV jej powierzchnia z czasem żółknie i matowieje.
Co to jest temperatura zeszklenia (Tg)?
To temperatura, powyżej której utwardzona żywica przechodzi ze stanu sztywnego w bardziej elastyczny. Element nie powinien pracować w temperaturach zbliżonych do Tg swojej żywicy.