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¿Hay dos resinas compuestas que toleran más de 1000°C para la fibra de vidrio/carbono?

Soy un entusiasta de los pasatiempos y me encanta jugar con la electrónica, así que mi especialidad no es la química, por lo que espero que este foro sea el lugar adecuado para encontrar ayuda en esta cuestión.

He buscado día tras día, y cuando alguien se refiere a "epoxi" con "tolerancia a la temperatura extremadamente alta" generalmente habla de unos 200-300°C, que para mí no es mucho.

Puedo entender que dependiendo del contexto eso es mucho, pero tiene que haber algo que sea realmente "extremo" en el sentido de que pueda tolerar hasta 1000 °C, ya que los autos de fórmula 1 típicamente golpean alrededor de 1000 °C al final de una línea de ruptura y típicamente el grosor y la dispersión de calor de la configuración no puede soportar más debido a los límites dentro de la FIA.

Así que mi pregunta es, ¿cuál es el término técnico para los epóxicos de alta temperatura y qué otras opciones hay si no?

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lcd Puntos 41

En un entorno que contiene oxígeno, ningún polímero basado en el carbono (que incluye todos los epóxicos) que yo conozca puede tolerar 1000 C, al menos no sin una degradación significativa de la resistencia mecánica.

Hay dos razones para esto:

Una es que los enlaces carbono-carbono comenzarán a romperse en gran número a temperaturas más altas, y como la reacción carbono-carbono a carbono-oxígeno es exotérmica, si hay oxígeno alrededor no habrá vuelta atrás al enfriarse.

La segunda es que aunque el polímero no se degrade químicamente, pasará por una transición de fase física - se derretirá, o al menos se ablandará. Esto puede compensarse reforzándolo con fibra o partículas para hacer un compuesto. Sin embargo, si se ablanda lo suficiente, un compuesto de fibra se "deslaminará" - las uniones físicas que sostienen la resina en el refuerzo se separarán, y el compuesto ya no será un compuesto.

Aquí hay un estudio interesante que habla de ambos mecanismos de degradación, y enumera varios sistemas con sus correspondientes temperaturas de fusión y descomposición térmica. El politetrafluoroetileno tiene la temperatura de descomposición térmica más alta de este estudio, a 775 K (502 C).

Los polímeros no carbonados podrían ser una opción, aunque la contrapartida es que son más débiles y las opciones compuestas son mucho más limitadas. Los polímeros basados en el silicio generalmente soportan temperaturas más altas que los análogos del carbono, pero no pude encontrar ninguno que pueda acercarse a los 1000 C. Los fluoropolímeros son otra posibilidad - como puedes ver en la referencia, tienden a tener una estabilidad mucho mayor en términos de descomposición térmica. Podría haber una resina fluoro-epoxi ahí fuera. Una cosa a tener en cuenta, sin embargo, es que los productos de la descomposición de los fluoropolímeros son particularmente tóxicos y reactivos, por lo que las aplicaciones en las que podrían utilizarse con seguridad a altas temperaturas son probablemente muy, muy limitadas.

Editar en respuesta a las preguntas

Una pregunta relativa al "oxígeno alrededor", ¿incluiría esto también si se aplicaran capas de epoxi como capa adicional sobre el carbono o tendría que ser un vacío completo para prohibir la oxidación?

Si tuvieras un compuesto de carbono/polímero en capas, la reacción química con el oxígeno no comenzaría en la interfaz polímero/carbono, sino en la superficie expuesta al oxígeno. Sin embargo, como la reacción es exotérmica, una vez que empieza a arder, se iría rápidamente. El carbono también se quemaría a estas temperaturas. Una atmósfera inerte impediría esa reacción, pero aún así se descompondría térmicamente - la diferencia sería que con suerte la descomposición no sería tan exotérmica, y por lo tanto iría más lentamente. Ahora para los epóxicos, tienen oxígeno en la estructura del polímero. A altas temperaturas, ese oxígeno reaccionará y el polímero se romperá, tanto si hay una atmósfera inerte como si no.

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dsteinweg Puntos 768

La cetona poliéter éter ( PEEK ) debería ser bueno para subir a 250 °C.

Los polibenzimidazoles ( PBI s) son estables hasta temperaturas de 500 °C, probablemente más. Los trajes protectores para los bomberos están hechos de este material.

Para poder soportar temperaturas más altas (cono de la nariz de un transbordador espacial), carbono reforzado con carbono puede ser usado.

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