Jeszcze do niedawna znikające samoczynnie z powierzchni materiału rysy wydawały się koncepcją zupełnie fantastyczną. Dziś, dzięki poliuretanom, można ją bez problemu zrealizować.
fot. Van74 (stockfreeimages.com)
Materiały na bazie poliuretanów łączą w sobie wytrzymałość i elastyczność dzięki występowaniu dwóch rodzajów wiązań chemicznych. Sztywne i silne wiązania kowalencyjne odpowiadają za twardość, natomiast dzięki słabym, odwracalnym wiązaniom wodorowym materiał zyskuje sprężystość. To właśnie dzięki nim polimer posiada właściwość nazywaną „pamięcią kształtu”.
Co się dzieje, kiedy na powierzchni powstaje rysa? Dochodzi wówczas do fizycznego przesunięcia łańcuchów polimerowych. Wiązania kowalencyjne pozostają nienaruszone, zerwaniu ulegają natomiast słabe wiązania wodorowe. Materiał przechodzi w ten sposób w stan napięcia – zerwane wiązania będą dążyć do odtworzenia. Można im w tym pomóc dostarczając energii w postaci ciepła. Podgrzanie materiału sprawia, że cały układ znajduje się znów w ruchu i wraca do swojej pierwotnej konfiguracji. Polimer ulega relaksacji, zupełnie analogicznie jak w przypadku mięśni, których napięcia pozbywamy się dzięki maściom rozgrzewającym lub zabiegom z użyciem promieniowania podczerwonego.
Efekt pamięci kształtu uzyskać można dla wszystkich powłok zawierających struktury uretanowe lub mocznikowe (więcej na temat chemii poliuretanów w artykule o farbach poliuretanowych), niezależnie od tego czy są to farby jedno- czy dwuskładnikowe, rozpuszczalnikowe czy wodorozcieńczalne, sieciowane chemicznie czy za pomocą promieni UV.
Zastosowania tego typu materiałów są szerokie – w końcu brak zarysowań to marzenie nie tylko właścicieli samochodów, ale i wytwórców mebli, gadżetów elektronicznych czy sprzętu AGD. Najszybciej ta nowa technologia przyjęła się oczywiście w motoryzacji, gdzie problem był aktualny głównie ze względu na mikrorysy pozostawiane przez włókna szczotek używanych w myjniach.
Co ciekawe, samonaprawiające się powłoki nie muszą bazować na poliuretanach. W laboratoriach Oceanit opracowano specjalny dodatek, który może nadać właściwości naprawcze różnym rodzajom powłok. Jest to polimer, który pod wpływem ciepła rozpada się na monomery i ulega przejściu w stan ciekły. Szczelnie wypełnia szczeliny i zarysowania, a po schłodzeniu znów polimeryzuje i staje się twardy i wytrzymały. Dzięki temu naprawić można nawet głębokie rysy, a dodatkowo nadać powłoce inne specjalne właściwości (antykorozyjne czy antymikrobowe). Niezwykłe działanie dodatku na przykładzie opracowanej przez Oceanit powłoki na bazie żywicy epoksydowej i winyloestrowej demonstruje filmik:
Źródła:
Self-healing coatings: Relax – no scratch!, Bayer,
A. Kumar, V. Veedu, Healable Paint Admix, Oceanit, sierpień 2012 (artykuł dostępny na stronie www.oceanit.com).
