Voedingsadditief speelt rol in zelfreparatie epoxymatrix

De smaakstof ethylfenylacetaat biedt redding voor beschadigde epoxypolymeren. Een systeem dat ervoor zorgt dat dit voedingsadditief vrijkomt nadat het materiaal gebarsten is, leidt tot complete zelfreparatie. Dit proces doet denken aan de wondheling van het dierlijke lichaam. Onderzoekers van de University of Illinois melden hun vinding in Advanced Functional Materials.

Materialen gebaseerd op epoxyhars (een thermohardende kunststof) kunnen barsten, waardoor de sterkte ervan achteruitgaat. Het is daarom interessant om manieren te vinden waarop het materiaal zijn eigen schade herstelt.

Aan de basis van het gevonden reparatieproces staan microcapsules. Deze capsules zijn ingebouwd in de epoxymatrix en knappen wanneer zich een barst vormt. Hierdoor komt de inhoud vrij, die dan de schade moet herstellen.

Eerder toonde de groep aan dat het toxische chloorbenzeen dienst kan doen als genezer. Door dit oplosmiddel in de microcapsules te doen, werd een genezingsefficiëntie van 82% bereikt. In dat geval stroomt chloorbenzeen de barst in en brengt materiaal van de matrix dat nog niet gereageerd heeft in beweging. Hierdoor wordt de barst gedicht.

Nu werden de capsules voorzien van het niet-toxische en goedgekeurde voedingsadditief ethylfenylacetaat. Verschil met de vorige methode is dat er behalve oplosmiddel, epoxymonomeren aan de capsules worden toegevoegd. Wanneer de capsule knapt, zal het epoxymonomeer aan het materiaal in de matrix binden, waardoor de barst bedekt wordt en de structurele eigenschappen van het materiaal hersteld worden.

De nieuwe methode geeft een genezingsefficiëntie van 100%. Volgens onderzoeksassistent Benjamin Blaiszik is – door de hoge efficiëntie en het gebruik van een niet-giftig oplosmiddel – de stap naar zelfreparatie in alledaagse toepassingen gezet.

Bron: University of Illinois