Samonaprawiające się tworzywo

Nowy polimerowy materiał - zmodyfikowana żywica epoksydowa - samoczynnie ulega naprawie, w wyniku podgrzania do temperatury 120 stopni Celsjusza, a następnie ochłodzenia do 80 stopni Celsjusza. Jest to pierwsza żywica epoksydowa, której uszkodzenia mechaniczne np. rysy można niemal bez śladu usunąć, nie zmieniając jednocześnie właściwości mechanicznych tworzywa sztucznego, donosi "Journal of Materials Chemistry".

Żywice epoksydowe, to niezwykle wytrzymałe materiały polimerowe, które stosowane są zarówno w budownictwie (np. kleje), elektronice (bazy podzespołów elektronicznych) czy też w przemyśle kosmicznym.
 

(fot. Journal of Materials Chemistry)

Główną wadą żywic epoksydowych, w porównaniu do innych nowoczesnych polimerów jest fakt, iż raz utworzony wyrób nie podlega ponownemu formowaniu - tego materiału nie da się dwukrotnie spolimeryzować.

Naukowcy z chińskiego Zhongshan University opracowali nowy skład żywicy epoksydowej, którą dzięki tej modyfikacji można termicznie naprawiać.

Nowa żywica utworzona została z epoksydowej bazy, której cząsteczki zawierają jednocześnie zarówno standardowe dla żywicy epoksydowej grupy funkcyjne (epoksydowe), jak i nowe grupy reaktywne - furanowe. To właśnie dodatek grup furanowych oraz wiążących się z nimi odwracalnie reagentów zawierających ugrupowania maleimidowe, które dodane zostały, obok tradycyjnie używanych bezwodników, jako czynniki wiążące (sieciujące) żywicę, zmieniły właściwości materiału, tak iż obecnie wystarczy zwiększyć temperaturę polimeru, by ten samoczynnie uległ naprawie!

Naukowcy odkryli, iż podgrzanie uszkodzonej - zarysowanej - powierzchni tworzywa sztucznego do temperatury około 120 stopni Celsjusza (w tym momencie następuje zerwanie wiązań utworzonych przez grupy furanowe i maleimidowe), a następnie obniżenie temperatury do 80 stopni powoduje reorganizację i odtworzeniem sieci połączeń polimeru, co skutkuje samoczynnym usunięciem uszkodzeń z żywicy.

Obecnie naukowcy pracują nad taką modyfikacją żywicy epoksydowej, by ta ulegała samoczynnej naprawie w niższych temperaturach.