L'Université technique de Vienne a mis au point une formulation de résine époxy spéciale pour les composites renforcés de fibres dans les secteurs de l'aérospatiale, de la construction navale et de la construction automobile, y compris pour la rénovation sous-marine. Ceci est réalisé en éclairant n'importe quelle partie de la résine.
En quelques secondes, le nouveau matériau peut être complètement transformé. Initialement, le matériau est transparent et peut être liquide ou pâteux; puis, quand une partie de celle-ci est éclairée avec la lumière appropriée, toute la résine commence à se solidifier et à devenir sombre. TU Wien (Université technique de Vienne) a breveté des formulations spéciales de résines époxydes. Maintenant, les chercheurs ont mené à bien ce processus sous l'eau. Cela signifie que les nouvelles résines époxydes peuvent être utilisées pour des tâches très difficiles à mettre en œuvre jusqu'à présent, telles que le colmatage de fissures sous l'eau dans des ponts ou des barrages, ou la réparation de conduites en cours d'exploitation.
Autre nouveauté, cette formulation spéciale peut être utilisée en combinaison avec des nattes en fibres de carbone et en fibres de carbone. Il existe de nombreuses possibilités d'applications dans les domaines de l'ingénierie aérospatiale, des éoliennes, de la construction navale ou de l'industrie automobile - dans chaque domaine où des performances mécaniques élevées et une conception légère sont requises.
Les résines époxydes sont des matériaux standard utilisés dans le domaine industriel à diverses fins, telles que des composants électroniques isolés ou des composants mécaniques fixes. Une équipe dirigée par le professeur Robert Liska (Institut de chimie de synthèse appliquée au TU Wien) a mis au point des additifs ajoutés aux résines époxydes usuelles afin d’ajuster leurs propriétés et d’obtenir une polymérisation ciblée à l’aide de boutons-poussoirs.
«Nous développons un composé spécial dans lequel la lumière peut déclencher une réaction chimique», explique Robert Liska. "Cela peut être un flash lumineux de lumière visible, mais nous avons aussi des composés qui n'émettent de la lumière que pour la lumière ultraviolette."
Au point où la lumière éclaire la résine, la réaction commence à dégager de la chaleur. Cette chaleur se propage ailleurs et déclenche une cascade de produits chimiques jusqu'à ce que toute la résine soit sèche.
«Le principal avantage de cette approche est qu’il n’est pas nécessaire d’éclairer toute la résine comme d’autres matériaux photodurcissables», explique Liska. «Il suffit d'éclairer n'importe quelle partie de la résine. Le reste peut être guéri même dans les profondeurs des fissures sombres que vous souhaitez combler. ”
Intérêt du secteur industriel
Des entreprises partenaires de l'industrie ont demandé si ce processus pouvait également être effectué en présence de charges ou de fibres "sombres", car les résines époxy autopolymérisables sont très utiles pour certaines de ces applications plus difficiles.
"En apparence, cette idée contredit toutes les théories", a déclaré Liska. «La profondeur de pénétration du matériau transmettant la lumière est très faible car il est fortement absorbé par la fibre de carbone.» L'expérience de TU Wien montre toujours le processus de travail.
Un durcissement sous l’eau efficace est également en contradiction avec la théorie.
«Au départ, nous pensions que c'était impossible. Les gens s'attendent d'abord à ce que l'eau réagisse chimiquement avec les composants de la résine et élimine également la chaleur nécessaire au maintien de la réaction. ”
Étonnamment, cependant, le processus d’auto-durcissement déclenché par la lumière peut toujours être réalisé sous l’eau.
«L'une des principales raisons pour cela est que la réaction chimique va faire bouillir l'eau», explique Robert Liska. "Ensuite, une fine couche de barrière à la vapeur d'eau se forme entre la résine durcie et l'eau environnante."
Les chercheurs recherchent plus d'utilisateurs de l'industrie pour explorer le potentiel de cette résine particulière. Outre la mise en œuvre de composites renforcés de fibre de verre et de carbone dans les secteurs de l'aérospatiale, de la construction navale et de l'automobile, la réparation des bâtiments est un domaine particulièrement intéressant. Par exemple, un utilisateur peut combler une fissure dans un bâtiment construit en eau avec une résine visqueuse, puis les réparer avec une lampe flash. La maintenance du pipeline est un autre travail qui est souvent difficile à mettre en œuvre - il convient également d'utiliser de nouvelles résines ici.
«Les possibilités sont nombreuses et nous espérons avoir de nouvelles idées intéressantes», déclare Robert Liska.
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