Epoxidharz-Blitzaushärtung Montag, 10.10.2016

Ein neuartiges Verfahren zur Härtung von Epoxidharzen wurde an der TU-Wien entwickelt: Lokal platzierte UV-Blitze lösen eine chemische Kaskade aus und härten das ganze Material.

Die neue Spezialharzformulierung verfestigt sich in Sekundenschnelle. Dieser Effekt breitet sich immer weiter aus, nach Sekunden oder wenigen Minuten ist das gesamte Harz fest, ganz egal in welche Form es vorher gebracht wurde. Man spricht von einer sogenannten Frontalpolymerisation. Die Reaktion lässt sich an jedem beliebigen Punkt des Materials in Gang setzen und breitet sich von selbst aus. Anwendungsmöglichkeiten reichen von Reparaturkits für Autokarosserien, über Formteile für die Luft- und Raumfahrt oder Windkraftwerke bis hin zu High-Tech-Elektronik.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Epoxidharze auszuhärten: Die Wärmehärtung erfordert Heizöfen, die bei sehr großen Formteilen wie Rotorblättern von Windkraftanlagen sehr aufwendig ist. Andere Harzsysteme bestehen aus zwei verschiedenen hochreaktiven Komponenten, die vor ihrer Verwendung im richtigen Verhältnis gemischt werden müssen und dann in kurzer Zeit von alleine hart werden. Eine weitere Methode ist die Härtung mit UV-Licht. Allerdings kann das UV-Licht nicht besonders tief in das Material eindringen, man stellt bisher mit dieser Methode also in erster Linie dünne dekorative Schichten oder Schutzschichten her.

Bei der neuen Epoxidharzformulierung startet UV-Licht an einem bestimmten Punkt eine chemische Reaktion. Dabei entsteht lokal kurzfristig eine Temperatur von bis zu 200 °C. Die Wärme breitet sich aus und setzt die Härtungsreaktion auch in den benachbarten Regionen des Harzes in Gang. Eine chemische Kaskade wird ausgelöst, die sich selbst am Laufen hält, so lange bis das gesamte Harz ausgehärtet ist. Sowohl in den thermischen als auch in den mechanischen Eigenschaften sollen Produkte mit der neuen Rezeptur und ausgehärtet mit dem neuartigen Verfahren die bisher eingesetzten Materialien übertreffen.

Bild: TU Wien / Epoxidharz - in TU-Form gebracht und mit UV-Licht ausgehärtet

10.10.2016 / KK