En TU Wien se ha desarrollado una fórmula especial para resinas epoxi, que se puede utilizar para compuestos reforzados con fibra en la industria aeroespacial, construcción naval y fabricación de automóviles, o incluso para la renovación submarina. Esto se logra simplemente irradiando cualquier parte de la resina con luz.

En cuestión de segundos, el nuevo material se puede transformar por completo. Inicialmente, el material es transparente y en forma líquida o pastosa; luego, cuando cualquier parte se irradia con la luz adecuada, toda la resina comienza a solidificarse y adquiere un color oscuro. La fórmula especial de resina epoxi que lo hace posible ha sido patentada por TU Wien. Ahora, los investigadores incluso han llevado a cabo con éxito el proceso bajo el agua. Esto significa que la nueva resina epoxi se puede utilizar para trabajos que, hasta ahora, había sido muy difícil de llevar a cabo, como rellenar grietas bajo el agua en pilares de puentes o presas, o reparación de tuberías durante la operación en curso.

Como novedad más, la fórmula especial se puede aplicar en combinación con fibras de carbono y esteras de fibra de carbono. Surgen muchas posibilidades para aplicaciones en ingeniería aeroespacial, turbinas de viento, la construcción naval o la industria automotriz, en todos los campos donde las propiedades mecánicas más altas deben combinarse con un diseño liviano.

Material ordinario con una adición extraordinaria

Las resinas epoxi son materiales estándar que se utilizan en el sector industrial para muchos propósitos diferentes, como aislar componentes electrónicos o asegurar piezas mecánicas. El grupo de investigación encabezado por el profesor Robert Liska (Instituto de Química Sintética Aplicada, TU Wien) desarrolla aditivos que se agregan a la resina epoxi común para ajustar sus propiedades y permitir un curado específico con solo tocar un botón.

"Estamos desarrollando compuestos especiales en los que la luz desencadena una reacción química", explica Robert Liska. "Puede ser un destello brillante de luz visible, pero también tenemos compuestos que solo reaccionan a la luz ultravioleta ". En el punto donde la luz incide en la resina, se inicia una reacción que libera calor. Este calor se propaga e inicia una cascada química en otros lugares hasta que toda la resina se ha curado.

"La principal ventaja de este método es que no es necesario iluminar toda la resina como ocurre con otros materiales fotopolimerizables", explica Liska. "Es suficiente irradiar cualquier parte de la resina con luz. El resto luego se cura incluso si está situado profundamente en una grieta oscura que desea rellenar".

Interés del sector industrial

Compañías asociadas de la industria han preguntado si este proceso también sería posible en presencia de cargas o fibras "oscuras", ya que la resina epoxi autopolimerizable sería extremadamente útil para algunas de estas aplicaciones más difíciles. "En la superficie, esta idea contradice todas las teorías ", piensa Liska. "La luz tiene una profundidad de penetración muy baja en el material porque es fuertemente absorbida por las fibras de carbono", Todavía los experimentos en TU Wien mostraron de manera impresionante el proceso de trabajo.

Además, el curado bajo el agua eficiente contradice la teoría. "Inicialmente no pensamos que fuera posible. Primero se esperaría que el agua reaccionara químicamente con los componentes de la resina, y también que eliminaría el calor necesario para mantener la reacción ". Sorprendentemente, sin embargo, todavía era posible que el proceso de autocurado activado por luz tuviera lugar bajo el agua.

"Una razón clave para esto es que la reacción química hace que el agua hierva", explica Robert Liska. "Entonces se forma una fina capa protectora de vapor de agua entre la resina endurecida y el agua circundante".

Los investigadores ahora están buscando más usuarios de la industria para explorar el potencial de esta resina especial. Además de la aplicación de compuestos reforzados con fibra de vidrio y carbono en la industria aeroespacial, construcción naval y fabricación de automóviles, la restauración de edificios es un área de especial interés. Por ejemplo, podría rellenar las grietas de los edificios construidos en agua con resina viscosa y luego curarlas con un destello de luz. El mantenimiento de las tuberías es otro trabajo que a menudo es difícil de realizar; el uso de la nueva resina también podría ser adecuado aquí. "Hay muchas posibilidades y esperamos nuevas ideas interesantes", dice Robert Liska.