Cách mạng trong Khoa học Vật liệu: Thế hệ nhựa Epoxy mới hứa hẹn độ bền kéo dài hàng thập kỷ

Cách mạng trong Khoa học Vật liệu: Thế hệ nhựa Epoxy mới hứa hẹn độ bền kéo dài hàng thập kỷ

Đột phá trong ngành giải quyết các mối quan tâm về tuổi thọ giữa các lĩnh vực quan trọng

Để phát hành ngay lập tức

Boston, MA - 26 tháng 10 năm 2025  - Một bước tiến đáng kể trong công nghệ polymer hứa hẹn sẽ xác định lại tuổi thọ và độ tin cậy của nhựa epoxy, vật liệu quan trọng cho các ngành công nghiệp từ hàng không vũ trụ và xây dựng đến năng lượng tái tạo và điện tử vi mô. Các nhà khoa học vật liệu hàng đầu đã công bố sự phát triển và xác nhận nghiêm ngặt các công thức epoxy thế hệ tiếp theo có khả năng duy trì tính toàn vẹn về cấu trúc và chức năng trong  25 năm trở lên  trong các điều kiện đòi hỏi, tăng gấp đôi hoặc tăng gấp ba cuộc sống dịch vụ thực tế của epoxies thông thường.

Đột phá này, được dẫn đầu bởi một tập đoàn bao gồm các vật liệu Deepseek, Bộ Kỹ thuật Hóa học của MIT và Viện Công nghệ Sản xuất Fraunhofer và Vật liệu tiên tiến (IFAM), trực tiếp giải quyết một thách thức dai  dẳng  : Các yếu tố gây căng thẳng môi trường.

Thử thách tuổi thọ: Tại sao epoxies xuống cấp

Nhựa epoxy truyền thống, trong khi những con đường suy thoái mạnh mẽ, không thể tránh khỏi:

1. Bức xạ UV:  Ánh sáng mặt trời gây ra khuôn mặt bề mặt, vàng và ôm (phân hủy quang).

2. 
   

3. Đi xe đạp nhiệt:  Sự giãn nở lặp đi lặp lại và sự co lại từ sự thay đổi nhiệt độ gây ra sự cố vi mô.

4. 
   

5. Độ ẩm/thủy phân:  Nước xâm nhập, đặc biệt là ở nhiệt độ cao, phá vỡ liên kết hóa học.

6. 
   

7. Phơi nhiễm hóa học:  dung môi, axit hoặc kiềm có thể làm xói mòn hoặc làm mềm ma trận nhựa.

8. 
   

9. Căng thẳng cơ học:  Mệt mỏi do tải hoặc tác động không đổi có thể dẫn đến phân tách hoặc nứt.

10. Những yếu tố này theo truyền thống hạn chế  tuổi thọ dự đoán, có độ tích hợp cao  của các epoxies tiêu chuẩn trong môi trường công nghiệp ngoài trời hoặc khắc nghiệt đến 10-15 năm, với các biến thể hiệu suất cao đạt 20-25 năm. Các ứng dụng nội thất hoặc được bảo vệ có thể thấy cuộc sống chức năng dài hơn.

Bước đột phá: Khả năng phục hồi kỹ thuật ở cấp độ phân tử

Sê-ri mới được công bố 'Everlast EPX ' đã giải quyết các cơ chế suy thoái trực tiếp thông qua hóa học và công nghệ nano sáng tạo:

• Ổn định UV nâng cao:  Các chất hấp thụ UV có tổ chức hữu cơ lai và các chất ổn định ánh sáng amin (HALS) bị cản trở được tích hợp phân tử, không chỉ pha trộn, cung cấp khả năng chống bức xạ mặt trời chưa từng thấy mà không di chuyển hoặc lọc.

• 
  

• Ma trận Nanoreinced:  Các hạt nano gốm được thiết kế chính xác (ví dụ, silica, alumina) và tiểu cầu oxit graphene tạo thành các liên kết cộng hóa trị trong mạng lưới epoxy. Điều này làm giảm đáng kể tính thấm độ ẩm, tăng cường khả năng chống nứt và cải thiện độ ổn định kích thước trong quá trình đạp xe nhiệt.

• 
  

• Các mối liên kết kháng thủy phân:  Hóa học epoxy cốt lõi kết hợp các liên kết ether và fluorin hóa ổn định hơn, làm giảm đáng kể tính nhạy cảm với sự cố bởi nước, đặc biệt là trong điều kiện ấm áp hoặc ẩm ướt.

• 
  

• Các viên nang tự chữa bệnh:  Các viên nang có kích thước micron có chứa các monome và chất xúc tác phản ứng được phân tán trong nhựa. Khi hình thành microcracks, các viên nang vỡ, giải phóng các tác nhân chữa bệnh trùng hợp và niêm phong thiệt hại một cách tự động.

• 
  

• Kiểm soát mật độ liên kết chéo tăng cường:  Các tác nhân chữa bệnh tinh vi và quản lý cân bằng hóa học chính xác tạo ra một mạng lưới polymer dày đặc hơn, đồng nhất hơn và vốn có, chống lại sự xâm nhập hóa học và mệt mỏi cơ học.

• 
  

Xác nhận thông qua thử nghiệm tăng tốc cực đoan
xác nhận độc lập của Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST) đã sử dụng các giao thức lão hóa tăng tốc hiện đại mô phỏng các thập kỷ tiếp xúc trong vòng vài tháng. Những phát hiện chính bao gồm:

• QuV tăng tốc phong hóa:  tương đương với hơn 25 năm ánh sáng mặt trời Florida mạnh cho thấy mất bóng tối thiểu (<10%), màu vàng không đáng kể (ΔE <2) và giữ lại> 95% độ bền kéo trong chuỗi Everlast EPX-100, so với thất bại thảm khốc trong các epoxies tiêu chuẩn trong 5 năm.

• 
  

• Tính ổn định thủy phân (85 ° C/85% RH):  Sau 10.000 giờ (mô phỏng ~ 25 năm ở vùng khí hậu ôn đới), Everlast EPX giữ lại> 90% cường độ dính của nó với thép và nhôm, trong khi các epoxies biển thông thường cho thấy> giảm 50%.

• 
  

• Đạp xe nhiệt (-40 ° C đến +85 ° C):  5.000 chu kỳ dẫn đến không có sự phân tách có thể đo lường được hoặc lỗi kết dính trong các khớp liên kết sử dụng Everlast EPX, vượt qua các tiêu chuẩn trình độ hàng không vũ trụ nghiêm ngặt.

• 
  

• Kháng hóa chất:  Chứng minh tính kháng đặc biệt đối với nhiên liệu hàng không, chất lỏng khử trùng, axit nhẹ, kiềm và phun muối vượt xa các tiêu chuẩn công nghiệp.

Tác động của ngành: Hàng thập kỷ tin cậy

Ý nghĩa của các ngành phụ thuộc vào vật liệu tổng hợp, chất kết dính và lớp phủ bền bỉ là sâu sắc:

• Năng lượng gió:  Vật liệu tổng hợp lưỡi tuabin kéo dài hơn và lớp phủ bảo vệ làm giảm đáng kể chi phí bảo trì và chi phí năng lượng (LCOE). 'Mở rộng tuổi thọ lớp phủ lưỡi từ 10-15 năm lên 25+ là biến đổi cho kinh tế gió ngoài khơi, ' Tiến sĩ Lena Petrov, CTO của Global Wind Dynamics.

• 
  

• Hàng không vũ trụ & ô tô:  Vật liệu tổng hợp nhẹ hơn, mạnh hơn với tính toàn vẹn dài hạn được đảm bảo cho phép máy bay tiết kiệm nhiên liệu và EV tiết kiệm thế hệ tiếp theo. Giảm tần suất kiểm tra giảm chi phí hoạt động.

• 
  

• Cơ sở hạ tầng:  Lớp phủ sàn cầu bền, sửa chữa vết nứt bê tông và bảo vệ ăn mòn cốt thép đảm bảo các cấu trúc an toàn hơn với chi phí vòng đời giảm. 'Điều này giải quyết một nhu cầu quan trọng đối với các giải pháp cơ sở hạ tầng dài hạn, kiên cường, ' Michael Chen, PE, của Hiệp hội kỹ sư dân dụng Hoa Kỳ.

• 
  

• Điện tử:  Các thiết bị đóng gói bảo vệ các vi mạch nhạy cảm trong các thiết lập ô tô, hàng không vũ trụ và công nghiệp có được độ tin cậy chưa từng có.

• 
  

• Marine:  Lớp phủ thân tàu và chất kết dính cấu trúc chịu được hàng thập kỷ ngâm nước mặn và tiếp xúc với tia cực tím.

• 
  

• Nghệ thuật & bảo tồn:  Bảo tàng và nghệ sĩ có quyền truy cập vào các loại nhựa cực kỳ ổn định, không vàng để bảo tồn và sáng tạo.

• 
  

Tính bền vững thông qua độ bền
ngoài hiệu suất, tuổi thọ mở rộng là một động lực bền vững mạnh mẽ. 'Nhân đôi tuổi thọ dịch vụ của lớp phủ epoxy hoặc phần tổng hợp một cách hiệu quả giảm mức tiêu thụ tài nguyên, sản xuất chất thải và dấu chân carbon liên quan đến sản xuất và thay thế trong khung thời gian 50 năm, ' Tiến sĩ Aris Thorne, nhà khoa học bền vững tại Deepseek giải thích. 'Everlast không chỉ kéo dài hơn; đó là về việc sử dụng vật liệu có trách nhiệm. '

Tính khả dụng và phát triển trong tương lai
Các công thức Everlast EPX đang tham gia sản xuất thí điểm cho các đối tác công nghiệp được chọn vào quý 1 năm 2026, với tính khả dụng thương mại rộng hơn được dự đoán bởi cuối năm 2026. DeepSeek Vật liệu cũng đã công bố R & D liên tục nhắm mục tiêu vào các nguyên liệu dựa trên sinh học cho nền tảng Everlast mà không ảnh hưởng đến hiệu suất, nhắm vào thị trường vào khoảng năm 2028.

Trích dẫn:

• Tiến sĩ Evelyn Reed, Trưởng nhóm dự án, MIT:   'Chúng tôi đã vượt ra ngoài những cải tiến gia tăng. Bằng cách thiết kế lại cơ bản mạng epoxy và tích hợp các yếu tố nano đa chức năng, chúng tôi đã tạo ra một bước tiến độ bền bỉ.

• 
  

• Giáo sư Klaus Fischer, Trưởng phòng Polyme, Fraunhofer IFAM:   'Sự kết hợp giữa thiết kế phân tử và cơ chế sửa chữa tự trị thể hiện sự thay đổi mô hình.

• 
  

• Sarah Jansen, Giám đốc điều hành, Deepseek Vật liệu:   'Công nghiệp từ lâu đã cần các epoxies tồn tại miễn là các cấu trúc mà họ bảo vệ hoặc xây dựng. Everlast EPX đưa ra lời hứa đó. Chúng tôi cho phép khách hàng của chúng tôi xây dựng với sự tự tin trong nhiều thập kỷ, chứ không phải nhiều năm. '

• 
  

Giới thiệu về Hiệp hội:
Sự phát triển của Everlast EPX là kết quả của sáng kiến nghiên cứu hợp tác trị giá 50 triệu đô la giữa Deepseek Vật liệu, Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) và Viện Công nghệ sản xuất và Vật liệu Nâng cao (IFAM), với tài trợ đáng kể từ Văn phòng Sản xuất HOR của Liên minh Châu Âu.