Alla Vienna University of Technology è stata sviluppata una formula speciale per una resina epossidica. Può essere utilizzato per compositi rinforzati con fibre nell'industria aeronautica, automobilistica o navale ed è adatto anche per il risanamento subacqueo. In pochi secondi, il nuovo materiale può cambiare completamente:
All'inizio è trasparente, può essere liquido o pastoso. Se la irradi con la giusta luce in qualsiasi punto, l'intera resina speciale inizia a solidificarsi e assume un colore scuro. La speciale formula di resina epossidica che lo rende possibile è stata brevettata. Ora è stato persino possibile eseguire questo processo sott'acqua. Ciò significa che la nuova resina epossidica può essere utilizzata per attività che in precedenza erano molto difficili da risolvere, ad esempio per riempire fessure in moli di ponti o dighe sott'acqua o per riparare tubi mentre il sistema è in funzione.
Un'altra novità è che questa speciale resina epossidica può essere utilizzata anche in combinazione con fibre di carbonio o stuoie in fibra di carbonio. Ciò si traduce in una vasta gamma di applicazioni nella costruzione di aeromobili, turbine eoliche, costruzione di navi e imbarcazioni o nell'industria automobilistica, ovunque si voglia combinare le più alte proprietà meccaniche con un design particolarmente leggero.
Materiale ordinario con un'aggiunta insolita
Le resine epossidiche sono tra i materiali standard utilizzati nell'industria per molti scopi diversi, ad esempio per isolare componenti elettronici o per fissare parti meccaniche. Il gruppo di ricerca guidato dal Prof. Robert Liska (Institute for Applied Synthetic Chemistry, TU Wien) sviluppa additivi che vengono aggiunti alla resina epossidica ordinaria per adattarne le proprietà e consentire una polimerizzazione mirata con la semplice pressione di un pulsante.
"Sviluppiamo composti speciali in cui la luce innesca una reazione chimica", spiega Robert Liska. "Può essere un lampo luminoso di luce visibile, abbiamo anche composti che reagiscono solo alla luce UV". Nel punto in cui la luce colpisce la resina, viene avviata una reazione che rilascia calore. Questo calore si diffonde e mette in moto la cascata chimica anche altrove, finché l'intera resina non si indurisce in breve tempo.
"Il vantaggio decisivo di questo metodo è che non è necessario illuminare l'intera resina come con altri materiali fotopolimerizzabili", spiega Liska. “È sufficiente colpire qualsiasi punto con la luce. Il resto poi si indurisce anche se si trova in profondità in un vuoto oscuro che si desidera colmare. ”Fino ad ora, le formulazioni bicomponenti sono state utilizzate principalmente per tali aree di applicazione. Vengono prima faticosamente mescolati insieme in loco e poi devono essere lavorati molto rapidamente prima che si induriscano da soli.
Interesse del settore
Le aziende partner del settore hanno chiesto se questo processo fosse possibile anche in presenza di cariche o fibre "scure", poiché la resina epossidica autoindurente sarebbe estremamente utile per applicazioni così difficili. "In superficie, questa idea contraddice qualsiasi teoria", dice Liska. "La luce viene assorbita molto bene dalle fibre di carbonio nero, quindi non può penetrare molto nel materiale". Tuttavia, esperimenti presso l'Università di tecnologia di Vienna hanno dimostrato in modo impressionante che funziona molto bene.
Anche l'indurimento sott'acqua contraddice ogni teoria. "Ci si aspetterebbe che l'acqua reagisse chimicamente con i componenti della resina durante il processo di polimerizzazione e che portasse via anche il calore necessario per mantenere la reazione." Sorprendentemente, tuttavia, il processo di autoindurimento innescato dalla luce è avvenuto anche sott'acqua lasciare. "Una delle ragioni principali di ciò è che la reazione chimica porta l'acqua a ebollizione", spiega Robert Liska. "Così si forma un sottile strato protettivo di vapore acqueo tra la resina indurente e l'acqua circostante."
Stiamo ora cercando ulteriori utenti del settore per esplorare le possibilità della resina speciale. Oltre al suo utilizzo come compositi in fibra di vetro e carbonio nella costruzione di aeromobili, navi e automobili, un'area particolarmente interessante è la ristrutturazione degli edifici. Ad esempio, le crepe negli edifici costruiti in acqua potrebbero essere incollate con resina viscosa e quindi polimerizzate con un lampo di luce. Anche la riabilitazione delle condutture è un compito spesso molto difficile da risolvere - anche in questo caso l'uso della nuova resina sarebbe un'opzione. "Ci sono molte possibilità: speriamo nelle nuove idee più interessanti possibili", afferma Robert Liska.