Effect of the curing temperature on the properties of epoxy adhesives at high temperatures

Abstract

Los adhesivos epoxi se usan en muchas aplicaciones estructurales en las industrias automotriz y aeroespacial, así como en la construcción. Las propiedades mecánicas de un adhesivo dependen del grado de curado del adhesivo y su Tg [1]. Por otro lado, las propiedades del adhesivo y, por lo tanto, la resistencia de la unión adhesiva, también dependen de la temperatura de servicio y del proceso de unión. Carbas et al [2] estudiaron el comportamiento térmico y mecánico de los adhesivos epoxídicos después del curado a diferentes temperaturas, obteniendo como resultado que, al aumentar la temperatura de curado, aumenta la Tg y también la resistencia y la rigidez, hasta alcanzar un valor máximo de curado temperatura. Las temperaturas de curado más altas conducen a una reducción de las propiedades mecánicas. Durante los últimos años, el interés de los edificios altos construidos con madera laminada ha aumentado notablemente, a pesar del debate generado debido a su comportamiento en caso de incendio. En estos edificios, el tipo de adhesivo utilizado tiene un impacto significativo en su resistencia estructural, así como en las temperaturas del incendio y su propagación [3]. El objetivo de este estudio es cómo las propiedades mecánicas del adhesivo se ven afectadas por las altas temperaturas, después del curado a diferentes temperaturas, así como su relación con la Tg. Sikadur®-30, un adhesivo epóxico con una carga cerámica se utilizó en este estudio. Este adhesivo se utiliza en aplicaciones de construcción, principalmente para refuerzo estructural, unión compuesta a hormigón y madera.

Epoxy adhesives are used in many structural applications in the automotive and aerospace industries, as well as in construction. The mechanical properties of an adhesive depend on the degree of curing of the adhesive and its Tg [1]. On the other hand, the properties of the adhesive and, therefore, the strength of the adhesive joint, also depend on the service temperature and bonding process. Carbas et al [2] studied the thermal and mechanical behavior of epoxy adhesives after curing at different temperatures, obtaining as a result that, increasing the curing temperature, increases the Tg and as well as strength and stiffness, until reaching a maximum value of curing temperature. Higher curing temperatures lead to a reduction of the mechanical properties. During the last years the interest of high buildings built with laminated wood has increased remarkably, in spite of the debate generated due to its behavior in case of fire. In these buildings, the type of adhesive used has a significant impact on its structural strength as well as on the temperatures of the fire and its propagation [3]. The aim of this study is how the mechanical properties of the adhesive are affected by high temperatures, after curing at different temperatures, as well as its relationship with the Tg. Sikadur®-30, an epoxy adhesive with a ceramic filler was used in this study. This adhesive is used in construction applications, mainly for of structural reinforcement, composite bonding to concrete and wood bonding.