Forskere i Frankrig har udviklet lysfølsomme polyurethanformuleringer, der gør det muligt at udløse og kontrollere størkning af flydende skum ved hjælp af ultraviolet lys.
Fremgangsmåden bruger en fotobasegenerator som en latent katalysator. Når formuleringen udsættes for UV-stråling, frigiver generatoren en base, der accelererer polyurethan-reaktionen, så forskerne kan vælge, hvornår skummet begynder at størkne.
Guillaume Cotte-Carluer og kolleger ved Institut Charles Sadron i Strasbourg sagde, at metoden kunne give større kontrol over skummorfologi uden at kræve en separat formulering for hver cellestruktur.
Skumegenskaberne er stærkt påvirket af boblestørrelsen, væskeindholdet og det tidsrum, det flydende skum får lov til at dræne før hærdning. I konventionelle PU-processer forekommer bobledannelse, dræning og polymerisation samtidigt, hvilket gør det vanskeligt at justere en af disse parametre uafhængigt.
Forskerne kombinerede de UV--følsomme polyurethanformuleringer med et millifluidsystem, der var i stand til at blande tyktflydende komponenter og generere skum med en ensartet boblestørrelsesfordeling-.
Ved at ændre det punkt, hvor skummet blev bestrålet, kunne holdet kontrollere, hvor længe det drænede før størkningen. Dette gjorde det muligt at ændre den endelige cellulære morfologi, mens den samme underliggende formulering blev bibeholdt.
Forskerne kombinerede også fotobasegeneratoren med en konventionel katalysator. De sagde, at denne hybride tilgang tilvejebragte en endnu bredere række af størkningsadfærd ved at kombinere gradvis baggrundshærdning med accelerationen produceret af UV-eksponering.
Systemet er i øjeblikket en metode i laboratorie-skala, der primært er beregnet til produktion og undersøgelse af modelskum. Eksternt udløst hærdning kan dog i sidste ende vise sig at være nyttig i applikationer, der kræver præcist kontrollerede porøse strukturer, herunder isolering, filtrering, letvægtskomponenter og vævs-tekniske stilladser.
Forskerne sagde, at den vigtigste innovation var evnen til at opnå skum med tilpassede morfologier fra en enkelt formulering, snarere end at omformulere kemien for at producere hver struktur.