Hærdning med et tryk på en knap - kulfiberkompositter og undervandsklæbemidler

En speciel formel til epoxyharpikser er blevet udviklet på TU Wien, som kan bruges til fiberforstærkede kompositter i rumfart, skibsbygning og bilfremstilling, eller endda til undervandsrenovering. Dette opnås blot ved at bestråle enhver del af harpiksen med lys.

Inden for få sekunder kan det nye materiale transformeres fuldstændigt. I første omgang, materialet er gennemsigtigt og enten i flydende eller pastaform; derefter, når en del af det bestråles med passende lys, hele harpiksen begynder at størkne og får en mørk farve. Den specielle epoxyharpiksformel, der gør dette muligt, er patenteret af TU Wien. Nu, forskere har endda med succes gennemført processen under vandet. Det betyder, at den nye epoxyharpiks kan bruges til opgaver, indtil nu, har været meget vanskelig at gennemføre, udfyldning af undervandsrevner i bropiller eller dæmninger, eller reparation af rør under igangværende drift.

Som en yderligere nyhed, den specielle formel kan anvendes i kombination med kulfiber og kulfibermåtter. Der opstår mange muligheder for applikationer inden for rumfartsteknik, vindturbine, skibsbygning eller bilindustri – på alle områder, hvor de højeste mekaniske egenskaber skal kombineres med letvægtsdesign.

Almindelig materiale med en ekstraordinær tilføjelse

Epoxyharpikser er standardmaterialer, der bruges i den industrielle sektor til mange forskellige formål, såsom isolering af elektroniske komponenter eller sikring af mekaniske dele. Forskergruppen ledet af professor Robert Liska (Institute of Applied Synthetic Chemistry, TU Wien) udvikler tilsætningsstoffer, der tilsættes almindelig epoxyharpiks for at justere dens egenskaber og muliggøre målrettet hærdning med et tryk på en knap.

"Vi udvikler specielle forbindelser, hvor lys udløser en kemisk reaktion", forklarer Robert Liska. "Dette kan være et stærkt glimt af synligt lys, men vi har også forbindelser, der kun reagerer på UV-lys." På det punkt, hvor lyset rammer harpiksen, der startes en reaktion, der frigiver varme. Denne varme spredes og starter en kemisk kaskade andre steder, indtil al harpiksen er hærdet.

"Den vigtigste fordel ved denne metode er, at det ikke er nødvendigt at belyse hele harpiksen som med andre lyshærdende materialer", forklarer Liska. "Det er tilstrækkeligt at bestråle en hvilken som helst del af harpiksen med lys. Resten hærder derefter, selvom den ligger dybt i en mørk revne, som du vil udfylde."

Industriel sektorinteresse

Partnervirksomheder fra industrien har spurgt, om denne proces også ville være mulig i tilstedeværelse af "mørke" fyldstoffer eller fibre, da selvhærdende epoxyharpiks ville være yderst nyttig til nogle af disse mere vanskelige anvendelser. "På overfladen, denne idé modsiger alle teorier", tænker Liska. "Lyset har en meget lav indtrængningsdybde i materialet, fordi det absorberes kraftigt af kulfibrene", stadig eksperimenter på TU Wien viste på imponerende vis arbejdsprocessen.

Også den effektive undervandshærdning modsiger teorien. "I første omgang troede vi ikke, det ville være muligt. Man skulle først forvente, at vandet ville reagere kemisk med komponenterne i harpiksen, og også at det ville fjerne den varme, der kræves for at opretholde reaktionen." Overraskende nok, imidlertid, det var stadig muligt for den lysudløste selvhærdende proces at finde sted under vandet.

"En hovedårsag til dette er, at den kemiske reaktion bringer vandet i kog", forklarer Robert Liska. "Der dannes derefter et tyndt beskyttende lag af vanddamp mellem den hærdende harpiks og det omgivende vand."

Forskere leder nu efter yderligere brugere fra industrien til at udforske potentialet i denne specielle harpiks. Udover anvendelsen af ​​glas- og kulfiberforstærkede kompositter i rumfart, skibsbygning og bilfremstilling, restaurering af bygninger er et særligt interessant område. For eksempel, du kan udfylde revner i bygninger, der er bygget i vand med tyktflydende harpiks og derefter helbrede dem med et lysglimt. Vedligeholdelse af rørledninger er en anden opgave, som ofte er svær at udføre – her kunne brugen af ​​den nye harpiks også være velegnet. "Der er mange muligheder, og vi håber på nogle interessante nye ideer", siger Robert Liska.