一种可在水下固化的环氧树脂

2018-08-10

一种可在水下固化的环氧树脂

维也纳技术大学开发了一种特殊的环氧树脂配方，可用于航空航天，造船和汽车制造中的纤维增强复合材料，甚至用于水下翻新。这是通过用光照射树脂的任何部分来实现的。

几秒钟之内，新材料就可以完全转变。最初，材料是透明的，可以是液体或糊状; 然后，当用适当的光照射它的任何部分时，整个树脂开始凝固并呈现深色。TU Wien（维也纳技术大学）已获得专利的特殊环氧树脂配方。现在，研究人员成功地在水下进行了这一过程。这意味着新的环氧树脂可用于迄今为止非常难以实施的工作，例如填充桥梁或水坝中的水下裂缝，或在正在进行的操作期间修复管道。 

作为进一步的应用，该特殊配方可以与碳纤维和碳纤维垫组合使用。航空航天工程，风力涡轮机，造船或汽车工业中的应用有很多可能性 —— 在每个需要将最高机械性能与轻量化设计相结合的领域都可以得到应用。 

环氧树脂是工业领域中用于许多不同目的的标准材料，例如绝缘电子元件或固定机械部件。由Robert Liska教授（TU Wien应用合成化学研究所）领导的研究小组开发了添加到普通环氧树脂中的添加剂，以便调整其性能并通过“按钮”实现目标固化。

“我们正在开发一种特殊化合物，光会引发其化学反应”，Robert Liska解释说。“引发起化学反应的可以是可见光，也可以是紫外线。”光照射树脂的某一点，便开始反应以释放热量。这种热量在其他地方传播并引发化学级联，直到所有树脂都已固化。

“这种方法的关键优势在于没有必要像其他光固化材料一样照亮整个树脂”，Liska解释说。“用光照射树脂的任何部分就足够了。这样的话，即使你想要填充黑暗裂缝的深处也可以做到。“

来自工业领域的兴趣

来自工业界的合作伙伴公司已经询问这种工艺是否也可以在“深色”填料或纤维存在下进行，因为自固化环氧树脂对于这些更困难的应用中的一些非常有用。

“从表面上看，这个想法与所有理论相矛盾”，Liska认为。“光线穿透材料的渗透深度非常低，因为它被碳纤维强烈吸收”，然而TU Wien的试验仍然成功了。

有效的水下固化也与理论相矛盾。

“最初我们认为不可能。人们首先会认为水将与树脂的组分发生化学反应，并且还会消除维持反应所需的热量。“

然而，令人惊讶的是，光触发的自固化过程仍然可以在水下进行。

“可以成功的一个关键原因是化学反应会使水沸腾”，Robert Liska解释说。“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。”

研究人员正在寻找工业界的更多用户，以探索这种特殊树脂的潜力。除了玻璃纤维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，建筑物的修复也是一个特别有趣的领域。例如，用户可以用粘性树脂填充建在水中的建筑物的裂缝，然后用闪光灯固化它们。管道的维护是另一项通常难以实施的工作 - 在这里使用新树脂也是可以的。

“有很多可能性，我们需要一些有趣的新想法”，Robert Liska说。