L'Università tecnica di Vienna ha sviluppato una speciale formulazione di resina epossidica per compositi rinforzati con fibre nell'industria aerospaziale, cantieristica e automobilistica, anche per il risanamento subacqueo. Ciò si ottiene illuminando qualsiasi parte della resina con la luce.
In pochi secondi, il nuovo materiale può essere completamente trasformato. Inizialmente, il materiale è trasparente e può essere liquido o pastoso; quindi, quando una parte di esso viene illuminata con la luce appropriata, l'intera resina inizia a solidificarsi e appare scura. TU Wien (Università tecnica di Vienna) ha brevettato speciali formulazioni di resine epossidiche. Ora i ricercatori hanno eseguito con successo questo processo sott'acqua. Ciò significa che nuove resine epossidiche possono essere utilizzate per compiti che sono stati molto difficili da attuare fino ad oggi, come il riempimento di crepe sottomarine in ponti o dighe, o la riparazione di tubi durante le operazioni in corso.
Come ulteriore novità, questa speciale formulazione può essere utilizzata in combinazione con fibra di carbonio e tappetini in fibra di carbonio. Ci sono molte possibilità per applicazioni nell'ingegneria aerospaziale, nelle turbine eoliche, nella costruzione navale o nell'industria automobilistica - in ogni area dove sono richieste elevate prestazioni meccaniche e design leggero.
Le resine epossidiche sono materiali standard utilizzati nel campo industriale per molti scopi diversi, come componenti elettronici isolati o componenti meccanici fissi. Un team guidato dal professor Robert Liska (Istituto di chimica sintetica applicata di Vienna) ha sviluppato additivi aggiunti a comuni resine epossidiche per regolare le loro proprietà e ottenere cure mirate attraverso i pulsanti.
"Stiamo sviluppando un composto speciale in cui la luce può scatenare una reazione chimica", spiega Robert Liska. "Questo potrebbe essere un lampo luminoso di luce visibile, ma abbiamo anche composti che emettono solo luce per la luce ultravioletta."
Nel punto in cui la luce illumina la resina, la reazione inizia a rilasciare calore. Questo calore si diffonde altrove e avvia una cascata chimica fino a quando tutta la resina non si è indurita.
"Il vantaggio principale di questo approccio è che non è necessario illuminare l'intera resina come altri materiali fotoincurabili", spiega Liska. "È sufficiente illuminare qualsiasi parte della resina con la luce. Il resto può essere curato anche nelle profondità delle crepe scure che vuoi riempire. "
Interesse del settore industriale
Le aziende partner dell'industria hanno chiesto se questo processo può essere eseguito anche in presenza di riempitivi o fibre "scure", poiché le resine epossidiche autoindurenti sono molto utili per alcune di queste applicazioni più difficili.
"In superficie, questa idea contraddice tutte le teorie", ha detto Liska. "La profondità di penetrazione del materiale che trasmette la luce è molto bassa perché è fortemente assorbita dalla fibra di carbonio." L'esperimento di TU Wien mostra ancora il processo di lavorazione.
L'efficace trattamento sott'acqua è anche in contraddizione con la teoria.
"Inizialmente pensavamo fosse impossibile. La gente prima si aspettava che l'acqua reagisse chimicamente con i componenti della resina ed eliminasse anche il calore necessario per mantenere la reazione. "
Sorprendentemente, tuttavia, il processo di auto-polimerizzazione attivato dalla luce può ancora essere eseguito sott'acqua.
"Uno dei motivi principali per farlo è che la reazione chimica farà ribollire l'acqua", spiega Robert Liska. "Quindi viene formato un sottile strato di barriera al vapore acqueo tra la resina indurita e l'acqua circostante."
I ricercatori stanno cercando più utenti nel settore per esplorare il potenziale di questa particolare resina. Oltre all'applicazione di materiali compositi rinforzati con fibra di vetro e fibra di carbonio nell'industria aerospaziale, navale e automobilistica, la riparazione di edifici è un'area particolarmente interessante. Ad esempio, un utente può riempire una crepa in un edificio costruito in acqua con una resina viscosa e quindi polimerizzare con una lampada flash. La manutenzione della pipeline è un altro lavoro che è spesso difficile da implementare - è anche opportuno utilizzare nuove resine qui.
"Ci sono molte possibilità e speriamo di avere alcune nuove idee interessanti", afferma Robert Liska.
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