tuwien开发了一种特殊的环氧树脂配方,可用于航空航天、造船和汽车制造领域的纤维增强复合材料,甚至可用于水下翻新。这是通过光照射树脂的任何部分来实现的。
几秒钟之内,新材料就能被完全转化。最初,这种材料是透明的,要么是液体,要么是膏状;然后,当它的任何部分被适当的光,整个树脂开始凝固并呈现出深色。特殊的环氧树脂配方使这成为可能,已获得TU Wien的专利。现在,研究人员甚至成功地在水下进行了这一过程。这意味着新的环氧树脂可以用于迄今为止非常难以完成的工作,如填补桥柱或大坝的水下裂缝,或在持续作业中修复管道。
更新颖的是,这种特殊的配方可以与碳纤维和碳纤维垫结合使用。在航空航天工程、风力涡轮机、造船或汽车工业等所有需要将最高机械性能与轻量化设计相结合的领域,都出现了许多应用的可能性。
普通的材料加上非凡的添加物
环氧树脂是工业部门用于许多不同用途的标准材料,如绝缘电子元件或固定机械部件。Robert Liska教授领导的研究小组(德国维也纳工业大学应用合成化学研究所)开发了添加到普通环氧树脂中的添加剂,以调整其性能,并在触摸按钮时实现定向固化。
罗伯特·利斯卡解释说:“我们正在开发一种特殊的化合物,在这种化合物中,光会引发化学反应。”“这可能是一束明亮的可见光,但我们也有只对紫外线起反应的化合物。”当光线照射到树脂上时,就会发生释放热量的反应。这种热量会扩散并在其他地方引发化学反应,直到所有的树脂都固化。
Liska解释说:“这种方法的主要优点是不需要像其他光固化材料那样照亮整个树脂。”“这足以用光照射树脂的任何部分。剩下的即使是深埋在你想要填补的黑暗裂缝中也能治愈。”
来自工业的合作伙伴公司询问,在存在“深色”填料或纤维的情况下,这种工艺是否也可行,因为自固化环氧树脂对于这些更困难的应用非常有用。“从表面上看,这个想法与所有的理论相矛盾”,Liska认为。“由于碳纤维的强烈吸收,光在材料中的穿透深度非常低”,维也纳工业大学的实验令人印象深刻地展示了工作过程。
高效的水下固化也与理论相悖。“最初我们认为这是不可能的。人们首先会认为,水会与树脂的成分发生化学反应,同时它也会去除维持反应所需的热量。”然而,令人惊讶的是,光引发的自固化过程仍然有可能在水下发生。
碳纤维垫可与新型环氧树脂一起使用。图片来源:维也纳理工大学
罗伯特·利斯卡解释说:“一个关键原因是化学反应使水沸腾。”“然后在硬化树脂和周围的水之间形成一层薄薄的水蒸气保护层。”
研究人员现在正在寻找更多的工业用户,以探索这种特殊树脂的潜力。除了玻璃和碳纤维增强复合材料在航空航天、造船和汽车制造中的应用外,建筑的修复也是一个特别有趣的领域。例如,你可以用粘性树脂填充建在水中的建筑物的裂缝,然后用闪光修复它们。管道的维护是另一项通常很难进行的工作-新树脂的使用也可以适用于这里。“有很多可能性,我们希望有一些有趣的新想法,”罗伯特·利斯卡说。
了下:快速原型
