維也納工業大學研發適用于水下作業的新型環氧樹脂膠粘材料

核心提示:維也納工業大學研發適用于水下作業的新型環氧樹脂膠粘材料

近日,據外媒報導獲悉,維也納工業大學的研究人員已經開發出了一種環氧樹脂的新型特殊配方,可用于航空航天,造船和汽車制造中的纖維輔助增強膠粘復合材料,甚至可用于水下作業。據悉,該工藝僅僅需要通過特殊光照射樹脂的部分材料來實現。

幾秒鐘內,新材料就可以實現完全的形態轉化。最初,材料是透明的并且呈液體或糊狀;然后,當用適當的光照射它的任意一部分時,整個樹脂開始凝固并呈現深色。目前維也納工業大學(TU Wien)已獲得專利環氧樹脂配方,使其成為可能應用于更廣大范圍的新型膠粘材料。

現在,研究人員已經成功地在水下進行了這一試驗工程。這意味著新的環氧樹脂材料可用于迄今為止都仍然難以實施的工作,例如填充橋梁或水壩中的水下裂縫,或在正在進行的操作期間修復管道。

作為一種可進一步拓展的研發材料,該特殊配方可以與碳纖維和碳纖維墊組合使用。所以在未來,更多行業可以運用該材料:航空航天工程,風力渦輪機,造船、汽車工業等領域,這些要求極高的機械性能行業最需要與輕量化設計相結合。

環氧樹脂是工業領域中可用于許多不同目的的標準材料,例如絕緣電子元件或固定機械部件。 該研究小組由Robert Liska教授(杜維恩應用合成化學研究所)負責開發添加劑,添加到普通環氧樹脂中,以調整其性能,并通過輕觸按鈕實現有針對性的固化。

“我們正在開發一種特殊化合物,其受到光照會引發特殊的化學反應”,Robert Liska解釋說。 “這可能是可見光的明亮閃光,但我們也有只能對紫外光產生反應的化合物。”在光線照射到樹脂上時,會開始反應釋放熱量。 這種熱量在其他地方傳播并啟動化學級聯,直到所有樹脂都被固化。

“這種方法的關鍵優勢在于,不需要像其他光固化材料一樣照亮整個樹脂,”Liska解釋說。 “用光照射樹脂的任何部分就足夠了。 即使它位于你想填補的黑暗裂縫深處,其他部分也能發生反應。“

碳纖維墊可與新型環氧樹脂一起使用 來自工業界的合作公司已經在期待該復合材料:“深色”填料或復合碳纖維墊是否有可能在該新技術基礎下研發出來,因為自固化環氧樹脂在這些更困難的應用中非常有用。 “Liska認為, “光線穿透材料的滲透深度非常低,因為它能被碳纖維強烈吸收”,維也納工業大學的實驗仍然在往這方面努力。

另一方面,有效的水下固化與該理論也是相矛盾的。 “最初我們不認為這是可能的。 人們首先會預期水會與樹脂組分發生化學反應,并且會消除維持反應所需的熱量。“然而令人驚訝的是,光觸發自固化過程仍然可以在水下發生。““關鍵的原因是化學反應會使水沸騰”,Robert Liska解釋道。 “然后在硬化樹脂和周圍的水之間形成一層薄薄的水蒸氣保護層。”

研究人員正在尋找更多的行業用戶來探索這種特殊樹脂的潛力。 除了玻璃纖維和碳纖維增強復合材料在航空航天,造船和汽車制造中的應用,建筑物的修復是一個特別有趣的領域。 例如,用粘性樹脂填充水中建筑物的裂縫,然后用閃光燈進行固化。 管線的維護是另一項通常難以實施的工作,這里使用新樹脂也可能是合適的。 “有很多可能性,我們希望有一些有趣的新想法”,Robert Liska說。



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