Bij TU Wien is een speciale formule voor epoxyharsen ontwikkeld, die kunnen worden gebruikt voor vezelversterkte composieten in de ruimtevaart, scheepsbouw en automobielindustrie, of zelfs voor onderwaterrenovatie. Dit wordt alleen bereikt door een deel van de hars met licht te bestralen.

Binnen enkele seconden kan het nieuwe materiaal volledig worden getransformeerd. aanvankelijk, het materiaal is transparant en in vloeibare of pastavorm; dan, wanneer een deel ervan wordt bestraald met het juiste licht, de hele hars begint te stollen en krijgt een donkere kleur. De speciale epoxyhars formule die dit mogelijk maakt is gepatenteerd door TU Wien. Nutsvoorzieningen, onderzoekers hebben het proces zelfs met succes onder water uitgevoerd. Dit betekent dat de nieuwe epoxyhars kan worden gebruikt voor klussen die, tot nu toe, was zeer moeilijk uit te voeren, zoals het vullen van scheuren onder water in brugpijlers of dammen, of het repareren van leidingen tijdens lopend bedrijf.

Als een verdere noviteit, de speciale formule kan worden toegepast in combinatie met koolstofvezels en koolstofvezelmatten. Er ontstaan ​​veel mogelijkheden voor toepassingen in de lucht- en ruimtevaarttechniek, windturbines, scheepsbouw of auto-industrie - op elk gebied waar de hoogste mechanische eigenschappen moeten worden gecombineerd met een lichtgewicht ontwerp.

Gewoon materiaal met een buitengewone toevoeging

Epoxyharsen zijn standaardmaterialen die in de industriële sector voor veel verschillende doeleinden worden gebruikt, zoals het isoleren van elektronische componenten of het vastzetten van mechanische onderdelen. De onderzoeksgroep onder leiding van professor Robert Liska (Instituut voor Toegepaste Synthetische Chemie, TU Wien) ontwikkelt additieven die aan gewone epoxyhars worden toegevoegd om de eigenschappen ervan aan te passen en gerichte uitharding met een druk op de knop mogelijk te maken.

"We ontwikkelen speciale verbindingen waarin licht een chemische reactie op gang brengt", legt Robert Liska uit. "Dit kan een felle flits van zichtbaar licht zijn, maar we hebben ook verbindingen die alleen reageren op UV-licht." Op het punt waar het licht de hars raakt, er wordt een reactie gestart waarbij warmte vrijkomt. Deze warmte verspreidt zich en zet elders een chemische cascade op gang totdat alle hars is uitgehard.

"Het belangrijkste voordeel van deze methode is dat het niet nodig is om de hele hars te verlichten zoals bij andere lichtuithardende materialen", legt Liska uit. "Het is voldoende om elk deel van de hars met licht te bestralen. De rest hardt dan uit, zelfs als het diep in een donkere spleet zit die je wilt opvullen."

Interesse in de industriële sector

Partnerbedrijven uit de industrie hebben gevraagd of dit proces ook mogelijk zou zijn in aanwezigheid van "donkere" vulstoffen of vezels, aangezien zelfuithardende epoxyhars uitermate nuttig zou zijn voor sommige van deze moeilijkere toepassingen. "Op het oppervlak, dit idee is in tegenspraak met alle theorieën", denkt Lisa. "Het licht heeft een zeer lage penetratiediepte in het materiaal omdat het sterk wordt geabsorbeerd door de koolstofvezels", still-experimenten aan de TU Wien lieten het werkproces op indrukwekkende wijze zien.

Ook de efficiënte uitharding onder water is in tegenspraak met de theorie. "Aanvankelijk dachten we niet dat het mogelijk zou zijn. Je zou eerst verwachten dat het water chemisch zou reageren met de componenten van de hars, en ook dat het de warmte zou verwijderen die nodig is om de reactie in stand te houden." echter, het door licht geactiveerde zelfuithardingsproces kon nog steeds onder water plaatsvinden.

"Een belangrijke reden hiervoor is dat de chemische reactie het water aan de kook brengt", legt Robert Liska uit. "Er vormt zich dan een dun beschermend laagje waterdamp tussen de uithardende hars en het omringende water."

Onderzoekers zijn nu op zoek naar andere gebruikers uit de industrie om het potentieel van deze speciale hars te verkennen. Naast de toepassing van glas- en koolstofvezelversterkte composieten in de ruimtevaart, scheepsbouw en automobielindustrie, de restauratie van gebouwen is een bijzonder interessant gebied. Bijvoorbeeld, je zou scheuren in gebouwen die in water zijn gebouwd kunnen opvullen met stroperige hars en ze vervolgens genezen met een lichtflits. Het onderhoud van leidingen is een andere klus die vaak moeilijk uit te voeren is – ook hier zou het gebruik van de nieuwe hars geschikt kunnen zijn. "Er zijn veel mogelijkheden en we hopen op een aantal interessante nieuwe ideeën", zegt Robert Liska.