ثورة في علم المواد: الجيل الجديد من راتنجات الإيبوكسي يعد بالمتانة لمدة عقود

ثورة في علم المواد: الجيل الجديد من راتنجات الإيبوكسي يعد بالمتانة لمدة عقود

يعالج اختراق الصناعة مخاوف طول العمر عبر القطاعات الحرجة

للإفراج الفوري

بوسطن ، ماساتشوستس - 26 أكتوبر ، 2025  - تعد قفزة كبيرة إلى الأمام في تكنولوجيا البوليمر بإعادة تعريف عمر وموثوقية راتنجات الإيبوكسي ، والمواد الأساسية للصناعات التي تتراوح من الطيران والبناء إلى الطاقة المتجددة والكهرباء الدقيقة. أعلن علماء المواد البارزين اليوم عن تطوير والتحقق الصارم لتركيبات الايبوكسي من الجيل التالي بشكل واضح على الحفاظ على النزاهة الهيكلية والوظيفية لمدة  25 عامًا أو أكثر  في ظل ظروف صعبة ، وتضاعف أو تضاعف عمر الخدمة العملية للإبوكسي التقليدية.

هذا الإنجاز ، الذي يقوده كونسورتيوم بما في ذلك مواد Deepseek ، وزارة الهندسة الكيميائية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، ومعهد Fraunhofer لتكنولوجيا التصنيع والمواد المتقدمة (IFAM) ، يعالج تحديًا مستمرًا: في حين أن راتنجات الإبوكسي تتناسب مع 25 عامًا ، فإن الراتنجات التي تتناسب معها ، حيث  إلى 25 عامًا.  تثير الصياد ، وترجمتها الضغوطات.

تحدي طول العمر: لماذا تتحلل الايبوكس

راتنجات الايبوكسي التقليدية ، على الرغم من أنها قوية ، تواجه مسارات تدهور حتمية:

1. الأشعة فوق البنفسجية الإشعاع:  يسبب أشعة الشمس كروس السطح ، والصفرار ، والتضمين (التحلل الضوئي).

2. 
   

3. ركوب الدراجات الحرارية:  التوسع المتكرر والانكماش من تقلبات درجات الحرارة يحفزان التثبيت الدقيق.

4. 
   

5. الرطوبة/التحلل المائي:  دخول الماء ، وخاصة في درجات الحرارة المرتفعة ، يكسر الروابط الكيميائية.

6. 
   

7. التعرض الكيميائي:  يمكن للمذيبات أو الأحماض أو القلويات تآكل أو تليين مصفوفة الراتنج.

8. 
   

9. الإجهاد الميكانيكي:  يمكن أن يؤدي التعب من الحمل أو التأثير المستمر إلى إزالة أو تكسير.

10. تقصر هذه العوامل تقليديًا  العمر الذي يمكن التنبؤ به وعالي الاندماج  من الايبوكسيات القياسية في البيئات الصناعية الخارجية أو القاسية المكشوفة إلى 10-15 سنة ، مع وجود متغيرات عالية الأداء تصل إلى 20 إلى 25 عامًا. قد ترى التطبيقات الداخلية أو المحمية حياة وظيفية أطول.

الاختراق: المرونة الهندسية على المستوى الجزيئي

تتناول سلسلة 'everlast epx ' التي تم الكشف عنها حديثًا آليات التحلل وجهاً لوجه من خلال الكيمياء المبتكرة والتكنولوجيا النانوية:

• استقرار الأشعة فوق البنفسجية المتقدمة:  تم دمج امتصاصات الأشعة فوق البنفسجية العضوية الهجينة الجديدة ومثبتات ضوء الأمين (HALS) الجزيئي ، وليس فقط المخلوطة ، مما يوفر مقاومة غير مسبوقة للإشعاع الشمسي دون ترحيل أو ترشيح.

• 
  

• المصفوفات النانوية:  جسيمات نانوية سيراميكية مصممة بدقة (على سبيل المثال ، السيليكا ، الألومينا) وأكسيد الجرافين تشكل روابط تساهمية داخل شبكة الايبوكسي. هذا يقلل بشكل كبير من نفاذية الرطوبة ، ويعزز مقاومة الكراك ، ويحسن الاستقرار الأبعاد أثناء ركوب الدراجات الحرارية.

• 
  

• الروابط المقاومة للتحلل المائي:  تشتمل كيمياء الإيبوكسي الأساسية على روابط أكثر ثباتًا وروابطًا مملوءة بالفلور ، مما يقلل بشكل كبير من التعرض للانهيار بالماء ، وخاصة في الظروف الدافئة أو الرطبة.

• 
  

• الكبسولات ذات الشفاء الذاتي:  يتم تفريق كبسولات بحجم ميكرون التي تحتوي على مونومرات ومحفزات تفاعلية داخل الراتنج. عندما تتشكل microcracks ، تمزق الكبسولات ، وتطلق عوامل الشفاء التي تلمس الأضرار وتغلقها بشكل مستقل.

• 
  

• تحسن مكافحة الكثافة المتقاطعة:  عوامل المعالجة المتطورة وإدارة قياس الصبغي الدقيقة تخلق شبكة بوليمر أكثر كثافة ، أكثر تجانسًا ، وأصعب بطبيعتها ، ومقاومة الدخول الكيميائية والتعب الميكانيكي.

• 
  

استخدم التحقق من صحة من خلال الاختبار المتسارع المتسارع
التحقق المستقل من قبل المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) على أحدث بروتوكولات الشيخوخة المتسارعة التي تحاكي عقود من التعرض في غضون أشهر. تتضمن النتائج الرئيسية:

• أظهرت Quv التجوية:  ما يعادل 25 عامًا من أشعة الشمس المكثفة في فلوريدا ، أظهرت الحد الأدنى من فقدان اللمعان (أقل من 10 ٪) ، ونزوح ضئيل (ΔE <2) ، والاحتفاظ بها> 95 ٪ من قوة الشد في سلسلة EPX-100 Everlast ، مقارنة بالفشل الكارثي في الإبوكسيات القياسية خلال ما يعادل 5-8 سنوات.

• 
  

• الاستقرار المائي (85 درجة مئوية/85 ٪ RH):  بعد 10،000 ساعة (محاكاة حوالي 25 عامًا في المناخات المعتدلة) ، احتفظت EPX Everlast> 90 ٪ من قوته اللاصقة للصلب والألومنيوم ، في حين أظهرت الإيبوكسيات البحرية التقليدية> 50 ٪ تدهور.

• 
  

• ركوب الدراجات الحرارية (-40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية):  أدت 5000 دورة إلى عدم وجود إزالة قابلة للقياس أو فشل متماسك في المفاصل المستعبدة باستخدام EPX EPX ، مروراً معايير التأهيل الصارمة للفضاء.

• 
  

• المقاومة الكيميائية:  أظهرت مقاومة استثنائية لوقود الطيران ، وسائل التخلص من السوائل ، والأحماض الخفيفة ، والقلويات ، ورذاذ الملح الذي يتجاوز بكثير معايير الصناعة.

تأثير الصناعة: عقود من الموثوقية

الآثار المترتبة على القطاعات التي تعتمد على المركبات المتينة ، والمواد اللاصقة ، والطلاء عميق:

• طاقة الرياح:  مركبات شفرة التوربينات طويلة الأمد وطلاءات واقية تقلل بشكل كبير من تكاليف الصيانة وتكلفة الطاقة المقيدة (LCOE). 'تمتد عمر طلاء الشفرة من 10-15 سنة إلى 25+ هو التحول لاقتصاديات الرياح البحرية ، كما ذكرت الدكتورة لينا بتروف ، CTO من Global Wind Dynamics.

• 
  

• Aerospace & Automotive:  مركبات أخف وزنا وأقوى مع تكامل طويل الأجل مضمونة تتيح الطائرات الموفرة للوقود من الجيل التالي و EVs. انخفاض تردد التفتيش يقلل من تكاليف التشغيل.

• 
  

• البنية التحتية:  الطلاءات سطح الجسر المتينة ، وإصلاحات الكراك الخرسانية ، وحماية تآكل حديد التسليح تضمن هياكل أكثر أمانًا مع انخفاض تكاليف دورة الحياة. 'هذا يتناول الحاجة الماسة إلى حلول البنية التحتية المرنة وطويلة الأجل ، علق مايكل تشن ، PE ، من الجمعية الأمريكية للمهندسين المدنيين.

• 
  

• الإلكترونيات:  المكافآت التي تحمي العمليات الدقيقة الحساسة في السيارات والفضاء والصناعي تكتسب موثوقية غير مسبوقة.

• 
  

• البحرية:  الطلاء بدن والمواد اللاصقة الهيكلية تحمل عقود من غمر المياه المالحة والتعرض للأشعة فوق البنفسجية.

• 
  

• الفن والحفظ:  تمكن المتاحف والفنانين من الوصول إلى راتنجات مستقرة غير صفراء للحفاظ عليها والخلق.

• 
  

الاستدامة من خلال المتانة
تتجاوز الأداء ، تعد LifeStended LifeSpan سائقًا قويًا للاستدامة. أوضح الدكتور آريس ثورن ، عالم الاستدامة الرئيسي في مواد ديبسيك ، أن مضاعفة عمر خدمة طلاء الايبوكسي أو جزء مركب ينفصل بشكل فعال. 'Everlast لا تدوم لفترة أطول فقط ؛ إنه يتعلق بالاستخدام المسؤول عن المواد. '

تدخل تركيبات التوفر والتطوير المستقبلي
Everlast EPX للإنتاج التجريبي للشركاء الصناعيين المختارين في الربع الأول من عام 2026 ، مع توافر تجاري أوسع متوقع بحلول أواخر عام 2026. كما أعلنت مواد Deepseek أيضًا عن البحث والتطوير المستمر للبحث والتأثير على أساس منصة الأبدية دون المساس بالأداء ، وتهدف إلى دخول السوق حوالي 2028.

يقتبس:

• الدكتورة إيفلين ريد ، قيادة المشروع ، معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا  :

• 
  

• البروفيسور كلاوس فيشر ، رئيس البوليمرات ، Fraunhofer Ifam:   'يمثل مزيج من التصميم الجزيئي وآليات الإصلاح المستقلة تحولًا في النموذج. تحدد هذه التكنولوجيا معيارًا جديدًا لطول العمر البوليمر في الطلبات المتطلبة. '

• 
  

• سارة يانسن ، الرئيس التنفيذي لشركة Deepseek Materials:   'لقد احتاجت الصناعة منذ فترة طويلة إلى الإبوكسيات التي تدوم طالما أن الهياكل التي تحميها أو تبنيها. توفر Everlast EPX هذا الوعد. نحن نمكّن عملائنا من البناء بثقة لعقود ، وليس سنوات. '

• 
  

حول كونسورتيوم:
إن تطوير Everlast EPX هو نتيجة لمبادرة بحث تعاونية مدتها 5 سنوات بقيمة 50 مليون دولار بين مواد Deepseek ، ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) ، ومعهد Fraunhofer لتكنولوجيا التصنيع والمواد المتقدمة (IFAM) ، مع تمويل كبير من مكتب التصنيع المتقدم DOE المتقدم.