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21. Juli 2018

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Der Kleber für Unterwasser

Der Kleber für Unterwasser© Bilderbox.com

An der TU Wien wurde eine Spezialformel für ein Epoxidharz entwickelt. Damit kann Härte auf Knopfdruck passieren, etwa für Kohlenstoff-Faser-Verbundwerkstoffe und Unterwasser-Kleber, die wiederum im Flugzeug-, Auto- oder Schiffsbau eingesetzt werden und auch für Unterwassersanierungen geeignet sind.

Epoxidharze gehören zu den Standard-Materialien, die in der Industrie für viele unterschiedliche Zwecke eingesetzt werden, etwa um elektronische Bauteile zu isolieren, oder um mechanische Teile zu fixieren. Die Forschungsgruppe von Robert Liska vom Institut für Angewandte Synthesechemie der TU Wien entwickelte nun Zusatzstoffe für Epoxidharz, um seine Eigenschaften anzupassen und eine gezielte Aushärtung auf Knopfdruck zu ermöglichen.

Umfangreiche industrielle Anwendungsmöglichkeiten
Das neue Material kann sich innerhalb von Sekunden komplett verändern: Zu Beginn ist es transparent, es kann flüssig oder pastos sein. Bestrahlt man es an irgendeinem Punkt mit dem passenden Licht, beginnt sich das gesamte Spezialharz zu verfestigen und nimmt dabei eine dunkle Farbe an. Die dafür nötige spezielle Epoxidharz-Formel wurde von der TU Wien patentiert und nun gelang es, diesen Prozess sogar unter Wasser ablaufen zu lassen. Damit kann das neue Epoxidharz schwierige Aufgaben lösen wie unter Wasser Risse in Brückenpfeilern oder Dämmen verkitten, oder im laufenden Betrieb Rohre reparieren.

Dieses spezielle Epoxidharz kann zudem auch in Verbindung mit Kohlenfasern oder Kohlenfasermatten verwendet werden und daraus ergeben sich weitere neue Anwendungsmöglichkeiten im Flugzeugbau, bei Windkraftanlagen, Schiffs- und Bootsbau oder in der Automobilindustrie, alles Bereiche, wo höchste mechanische Eigenschaften mit besonders leichter Bauweise kombiniert werden muss.

Ablöse bisheriger mühsamer Prozesse
„Wir entwickeln spezielle Verbindungen, bei denen durch Licht eine chemische Reaktion ausgelöst wird“, erklärt Robert Liska. „Das kann ein heller Blitz sichtbaren Lichts sein oder Verbindungen, die nur auf UV-Licht reagieren. Der entscheidende Vorteil dieser Methode ist, dass man nicht wie bei anderen lichthärtenden Materialien das gesamte Harz beleuchten muss“, erklärt Liska.
„Es genügt, irgendeinen beliebigen Punkt mit Licht zu treffen. Der Rest härtet dann auch aus, wenn er sich tief in einem dunklen Spalt befindet, den man kitten möchte“, unterstreicht der TU-Forscher. Bisher hat man für solche Einsatzbereiche meist Zweikomponenten-Formulierungen verwendet. Sie werden zunächst direkt vor Ort oftmals mühsam zusammengemischt und müssen dann sehr schnell verarbeitet werden, bevor sie von alleine aushärten.

Interesse aus der Industrie
Von Partnerunternehmen aus der Industrie kam die Anfrage, ob dieser Prozess auch in Gegenwart von „dunklen“ Füllstoffen oder Fasern möglich wäre, denn gerade für solche schwierigen Einsätze wäre selbsthärtendes Epoxidharz äußerst nützlich. Ein weiterer Erfolg der TU-Forscher betrifft die lichtgestartete Selbstaushärtung unter Wasser ablaufen zu lassen. „Ein wesentlicher Grund dafür ist, dass die chemische Reaktion das Wasser zum Kochen bringt“, so Robert Liska. Dabei bilde sich zwischen dem erhärtenden Harz und dem umgebenden Wasser eine dünne Schutzschicht aus Wasserdampf.

Nun wird nach weiteren Anwendern aus der Industrie gesucht, um die Möglichkeiten des Spezialharzes auszuloten. Neben dem Einsatz als Glas- und Kohlefaserkomposite im Bereich vom Flugzeug-, Schiffs- und Automobilbau liegt ein besonders interessanter Bereich in der Sanierung von Bauwerken“, erläutert Liska. „Man könnte etwa Risse in Gebäuden, die im Wasser errichtet sind, mit zähflüssigem Harz verkleben und dann mit einem Lichtblitz aushärten.“ Auch die Sanierung von Rohrleitungen ist eine Aufgabe, die oft sehr schwer zu lösen ist und auch hier würde sich der Einsatz des neuen Harzes anbieten.

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red/cc, Economy Ausgabe Webartikel, 14.06.2018