Härdning av kolfiberkompositer och undervattenslim med en knapptryckning

Vid Wien University of Technology utvecklades en särskild formel för ett epoxiharts. Den kan användas för fiberförstärkta kompositer i flygplan, bil eller varvsindustrin och är även lämplig för undervattensreparation. Inom några sekunder kan det nya materialet ändras helt:

I början är den genomskinlig, den kan vara flytande eller degig. Om du bestrålar den med rätt ljus när som helst börjar hela specialhartset stelna och får en mörk färg. Den speciella epoxihartsformeln som gör detta möjligt har patenterats. Nu har det varit möjligt att till och med låta denna process ske under vatten. Det gör att det nya epoxihartset kan användas för uppgifter som tidigare varit mycket svåra att lösa – till exempel att täta sprickor i bropelare eller dammar under vatten, eller att reparera rör under pågående drift.

Nytt är också att detta speciella epoxiharts även kan användas i kombination med kolfiber eller kolfibermattor. Detta öppnar upp för ett brett spektrum av möjliga applikationer inom flygplanskonstruktion, vindkraftverk, fartygs- och båtkonstruktion eller inom fordonsindustrin – var du än vill kombinera de högsta mekaniska egenskaperna med särskilt lätt konstruktion.

Vanligt material med ett ovanligt tillägg

Epoxihartser är ett av standardmaterialen som används inom industrin för många olika ändamål – till exempel för att isolera elektroniska komponenter eller för att fixera mekaniska delar. Forskargruppen till prof. Robert Liska (Institutet för tillämpad syntetisk kemi, Wiens tekniska universitet) utvecklar tillsatser som kan tillsättas vanlig epoxiharts för att anpassa dess egenskaper och möjliggöra målinriktad härdning med en knapptryckning.

– Vi utvecklar speciella föreningar där ljus utlöser en kemisk reaktion, förklarar Robert Liska. "Det kan vara en stark blixt av synligt ljus, vi har också föreningar som bara reagerar på UV-ljus." När ljuset träffar hartset startas en reaktion som frigör värme. Denna värme sprider sig och sätter igång den kemiska kaskaden någon annanstans – tills hela hartset härdat på kort tid.
"Den största fördelen med den här metoden är att du inte behöver belysa hela hartset som du gör med andra ljushärdande material", förklarar Liska. "Det räcker att träffa vilken punkt som helst med ljus. Resten stelnar också när det ligger djupt i en mörk lucka som man vill fylla.” Hittills har tvåkomponentsformuleringar mest använts för sådana användningsområden. De blandas först mödosamt ihop på plats och måste sedan bearbetas mycket snabbt innan de härdar av sig själva.

Intresse från industrin

Partnerföretag från branschen frågade om denna process också skulle vara möjlig i närvaro av "mörka" fyllmedel eller fibrer, eftersom självhärdande epoxiharts skulle vara extremt användbart, särskilt för så svåra applikationer. – På ytan motsäger den här idén teorin, säger Liska. "Ljuset absorberas mycket väl av de svarta kolfibrerna, så det kan inte tränga långt in i materialet." Ändå har experiment vid Wiens tekniska universitet imponerande visat att detta fungerar mycket bra.

Härdning under vatten strider också mot varje teori. "Man skulle förvänta sig att vattnet å ena sidan reagerar kemiskt med hartsets komponenter under härdningen och å andra sidan att det transporterar bort den värme som behövs för att upprätthålla reaktionen." startade självhärdande process kunde också ske under vatten låten. – En viktig orsak till detta är att den kemiska reaktionen får vattnet att koka, förklarar Robert Liska. "Ett tunt skyddande lager av vattenånga bildas mellan det härdande hartset och det omgivande vattnet."

Vi söker nu andra användare från industrin för att utforska möjligheterna med det speciella hartset. Utöver användningen som glas- och kolfiberkompositer i flyg-, fartygs- och bilkonstruktioner är renovering av byggnader ett särskilt intressant område. Till exempel kan du limma sprickor i byggnader byggda i vatten med trögflytande harts och sedan härda dem med en ljusblixt. Renovering av rörledningar är också en uppgift som ofta är mycket svår att lösa - användningen av det nya hartset skulle också vara användbart här. – Det finns många möjligheter – vi hoppas på så intressanta nya idéer som möjligt, säger Robert Liska.

Ett annat bidrag till tillverkaren