Revolucija v znanosti o materialih: nova generacija epoksidnih smol obljublja desetletja dolgotrajne trajnosti

Revolucija v znanosti o materialih: nova generacija epoksidnih smol obljublja desetletja dolgotrajne trajnosti

Industrijski preboj obravnava pomisleke glede dolgoživosti v kritičnih sektorjih

Za takojšnjo izdajo

Boston, MA - 26. oktober 2025  - pomemben preskok v polimerni tehnologiji obljublja, da bo na novo opredelil življenjsko dobo in zanesljivost epoksidnih smol, materialov, ki so ključni za panoge, od vesoljske in gradnje do obnovljive energije in mikroelektronike. Znanstveniki vodilnih materialov so danes napovedali razvoj in strogo potrjevanje epoksidnih formulacij nove generacije, ki je mogoče pod zahtevnimi pogoji ohraniti strukturno in funkcionalno integriteto  ,  učinkovito podvojijo ali potrojijo praktično življenje običajnih epoksij.

This breakthrough, spearheaded by a consortium including DeepSeek Materials, MIT's Department of Chemical Engineering, and the Fraunhofer Institute for Manufacturing Technology and Advanced Materials (IFAM), directly addresses a persistent challenge: while epoxy resins are prized for their exceptional strength, chemical resistance, and adhesive properties, their longevity has historically been a variable, ranging from  5 to 25 years  depending heavily on environmental stresorji.

Izziv dolgoživosti: Zakaj epoksije razgradijo

Tradicionalne epoksi smole, medtem ko so robustne, se soočajo z neizogibnimi potmi razgradnje:

1. UV sevanje:  Sončna svetloba povzroča površinsko klina, rumenkiranje in kremanje (fotodegradacija).

2. 
   

3. Termično kolesarjenje:  ponavljajoča se širitev in krčenje zaradi temperaturnih nihanj povzroča mikro stiskanje.

4. 
   

5. Vlaga/hidroliza:  Vstop v vodo, zlasti pri povišanih temperaturah, razbije kemične vezi.

6. 
   

7. Kemična izpostavljenost:  topila, kisline ali alkalije lahko znižajo ali zmehčajo matrico smole.

8. 
   

9. Mehanski stres:  Utrujenost zaradi stalne obremenitve ali udarca lahko privede do delaminacije ali razpok.

10. Ti dejavniki so tradicionalno omejili  predvidljivo življenjsko dobo  standardnih epoksij v izpostavljenih zunanjih ali ostrih industrijskih okoljih do 10-15 let, pri čemer so različice z visoko zmogljivostjo dosegle 20-25 let. Notranje ali zaščitene aplikacije lahko vidijo daljšo funkcionalno življenjsko dobo.

Preboj: inženirska odpornost na molekularni ravni

Na novo razkrite serije 'Everlast EPX ' se spopada z mehanizmi razgradnje z inovativno kemijo in nanotehnologijo:

• Napredna UV stabilizacija:  Novi hibridni organsko-anorganski absorberji UV in ovirani stabilizatorji aminske svetlobe (HAL) so molekularno integrirani, ne le mešani, kar zagotavlja brez primere odpornost na sončno sevanje brez selitve ali izpiranja.

• 
  

• Nanoreindled matrike:  natančno izdelani keramični nanodelci (npr. Silicijev dioksid) in trombociti grafenskega oksida tvorijo kovalentne vezi znotraj epoksi mreže. To dramatično zmanjša prepustnost vlage, poveča odpornost na razpoke in izboljša dimenzijsko stabilnost med toplotnim kolesarjenjem.

• 
  

• Povezave, odporne na hidrolizo:  Kemija jedrne epoksi vključuje samo bolj stabilno eter in fluorirane povezave, kar znatno zmanjšuje občutljivost za razpad z vodo, zlasti v toplih ali vlažnih pogojih.

• 
  

• Mikrokapsule samozdravljenja:  Kapsule velikosti mikronov, ki vsebujejo reaktivne monomere in katalizatorje, se razpršijo znotraj smole. Ko nastanejo mikrokraki, se kapsule porušijo in sproščajo zdravilna sredstva, ki poškodbe polimerizirajo in zatesnijo samostojno.

• 
  

• Izboljšana nadzor gostote navzkrižnih vezi:  Prefinjena zdravila in natančno upravljanje stehiometrije ustvarjajo gostejše, bolj homogeno in po sebi strožje polimerne mreže, ki se upirajo kemičnemu vstopu in mehanski utrujenosti.

• 
  

Validacija z ekstremnim pospešenim testiranjem
Neodvisno potrjevanje Nacionalnega inštituta za standarde in tehnologijo (NIST) je uporabil najsodobnejše protokole za pospešene staranje, ki simulirajo desetletja izpostavljenosti v nekaj mesecih. Ključne ugotovitve vključujejo:

• QuV pospešeno vremenske vplive:  enakovredno 25+ let intenzivne Florida sončne svetlobe je pokazalo minimalno izgubo sijaja (<10%), zanemarljivo porumenenje (ΔE <2) in zadržano> 95% natezne trdnosti v večni seriji EPX-100 v primerjavi s katastrofalno odpovedjo v standardnih epoksijah v enakovrednih 5-8 letih.

• 
  

• Hidrolitna stabilnost (85 ° C/85% RH):  Po 10.000 urah (simuliranje ~ 25 let v zmernem podnebju) je večni EPX zadržal> 90% svoje lepilne trdnosti v jeklo in aluminij, medtem ko so se običajne morske epoksije pokazale> 50% razgradnje.

• 
  

• Termično kolesarjenje (-40 ° C do +85 ° C):  5000 ciklov ni povzročilo merljive delaminacije ali kohezivne odpovedi v vezanih sklepih z uporabo verodostojnih EPX, ki so bili strogi standardi za vesoljsko kvalifikacijo.

• 
  

• Kemična odpornost:  dokazana izjemna odpornost na letalska goriva, deicing tekočine, blage kisline, alkalije in soli, ki presegajo referenčne vrednosti industrije.

Vpliv industrije: desetletja zanesljivosti

Posledice za sektorje, ki se zanašajo na trajne kompozite, lepila in prevleke, so globoke:

• Vetrna energija:  daljši odmevni turbinski rezil in zaščitni premazi znatno zmanjšajo stroške vzdrževanja in izravnajo stroške energije (LCOE). 'Podaljševanje življenjske dobe rezila od 10-15 let na 25+ je preobrazbe za ekonomijo vetra na morju, ' je povedala dr. Lena Petrov, CTO iz globalne dinamike vetra.

• 
  

• Aerospace & Automotive:  lažji, močnejši kompoziti z zajamčeno dolgoročno celovitostjo omogočajo letalo in EV-jem, ki so učinkovite za gorivo in EV. Zmanjšana frekvenca pregledov znižuje operativne stroške.

• 
  

• Infrastruktura:  Trajni mostni prevleki za krov, popravila betonskih razpok in zaščita pred korozijo prepirov zagotavljajo varnejše strukture z zmanjšanimi stroški življenjskega cikla. 'To obravnava kritično potrebo po odporni, dolgoročni infrastrukturni rešitvah, ' je komentiral Michael Chen, PE iz Ameriškega društva gradbenih inženirjev.

• 
  

• Elektronika:  Inkapsulanti, ki ščitijo občutljive mikročipe v avtomobilskih, vesoljskih in industrijskih nastavitvah, pridobivajo zanesljivo zanesljivost.

• 
  

• MORIJA:  Trudni premazi in konstrukcijski lepili zdržijo desetletja potopitve slane vode in izpostavljenosti UV.

• 
  

• Umetnost in ohranjanje:  Muzeji in umetniki dobijo dostop do ultra stabilnih, ne rumenih smol za ohranjanje in ustvarjanje.

• 
  

Trajnost z trajnostjo
, ki presega uspešnost, je razširjena življenjska doba močan gonilo trajnosti. 'Podvojitev življenjske dobe epoksi prevleke ali sestavljenega dela učinkovito prepolovi porabo virov, ustvarjanje odpadkov in ogljični odtis, povezan z njegovo proizvodnjo in zamenjavo v 50-letnem časovnem okviru, ' je pojasnil dr. Aris Thorne, vodilni znanstvenik za trajnostni znanstvenik pri materialih Deepseek. 'Everlast še ne traja dlje; gre za odgovorno uporabo materiala. '

Razpoložljivost in prihodnji razvoj
EPX formulacije EPX vstopajo v pilotno proizvodnjo za izbrane industrijske partnerje v prvem četrtletju 2026, s širšo komercialno razpoložljivostjo, predvideno do konca leta 2026. Gradivo Deepseek je tudi napovedalo stalno usmerjanje na področju raziskav in razvoja, ki temelji na biološki platformi Everlast, ne da bi pri tem ogrozili uspešnost, ki je na trgu približno 2028.

Citati:

• Dr. Evelyn Reed, vodja projekta, MIT:   'Premaknili smo se zunaj postopnih izboljšav. S temeljno preoblikovanjem epoksi mreže in integriranjem večfunkcionalnih nano-aditativ sinergijsko smo ustvarili korak v okoljski trajnosti. 25-letna potrditev ni.

• 
  

• Prof. Klaus Fischer, vodja polimerov, Fraunhofer IFAM:   'Kombinacija molekularnih zasnove in avtonomnih mehanizmov popravljanja predstavlja premik paradigme. Ta tehnologija določa novo merilo za dolgoživost polimerov v zahtevnih aplikacijah. '

• 
  

• Sarah Jansen, izvršna direktorica, Deepseek Materials:   'Industrija je že dolgo potrebovala epoksije, ki trajajo, dokler strukture, ki jih ščitijo ali gradijo. Everlast EPX zagotavlja to obljubo. Omogočamo našim strankam, da že desetletja gradijo z zaupanjem, ne leta. '

• 
  

O konzorciju:
Razvoj Everlast EPX je rezultat 5-letne skupne raziskovalne pobude 50 milijonov dolarjev med Deepseek Materials, Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Fraunhofer Institute for Proizvajalce Technology and Advanced Materials (IFAM), s pomembnim financiranjem programa DOE Advanced Manufacturing Union.