In een fabriek in Texas waar een grindwerpmachine zelfherstellende auto’s raakt

Slecht aangebrachte raamtint of een bobbelige, ongelijkmatig aangebrachte beschermfolie zijn doorn in het oog die ervoor kunnen zorgen dat u ineenkrimpt. De waarheid is dat, zoals ik onlangs ontdekte tijdens een bezoek aan het hoofdkantoor van XPEL in San Antonio, Texas, het aanbrengen van raamtint lang niet zo eenvoudig is als het klinkt. Het is niets zoiets als het ophangen van een schermbeschermer voor een smartphone of zelfs het ophangen van een achtergrond. Hoewel beide taken hun eigen unieke uitdagingen met zich meebrengen, komen ze niet overeen met de techniek en training die nodig zijn om ervoor te zorgen dat de film soepel en professioneel wordt aangebracht.

Dat is echter niet het meest interessante aspect van het hightechproces van XPEL. In het onderzoeks- en ontwikkelingscentrum van het hoofdgebouw doen onderzoekers als CTO Ajay Vidyasagar en laboratoriummanager Juan Araiza wat ze kunnen om de beschermende film van het bedrijf te testen. Staalborstels krassen op de coating om de “zelfherstellende” eigenschappen ervan te beoordelen, en een machine die liefkozend de “Gravelator” wordt genoemd, vuurt een gestage stroom stenen af ​​op proefstukken om te zien of de verf eronder beschadigd is.

Het draait allemaal om chemie en specifieke procedures die een herhaalbaar schild creëren voor voertuigen en meer.

Macromoleculen en omkeerbare covalente bindingen

De verfbeschermingsfilms van XPEL zijn ontwikkeld met de nieuwste polymeerwetenschap. Voor het geval je niet bekend bent met polymeren: de Case Western University School of Engineering beschrijft polymeren (ook wel macromoleculen genoemd) als “lange moleculaire ketens die de bouwstenen vormen voor alle materie in de wereld die niet van metaal of keramiek is.”

Lakbeschermingsfilms zoals XPEL moeten zich hechten aan de metalen en niet-metalen oppervlakken van de auto en voorkomen dat vogelpoep, zure regen en steenslag de lak beschadigen. Het duurzame en rekbare materiaal is een meerlaagse cake gemaakt van ongelooflijk dunne reepjes, elk een fractie van de dikte van een streng mensenhaar. De bovenste laag van de film bevat elastomere polymeren, die het vermogen hebben om “zelfherstellend” te zijn bij blootstelling aan hitte.

“Onze films zijn ontworpen om een ​​synergetische interactie te hebben tussen omkeerbare covalente bindingen, waterstofbruggen of ionische bindingen die aanwezig zijn in de formulering en die helpen een hoge mate van zelfherstel en mechanische prestaties te bereiken”, zegt Vidyasagar. “Het intrinsieke zelfherstellende mechanisme maakt gebruik van de uitwisseling van dynamische chemische bindingen en supramoleculaire fysieke interacties tussen beschadigde grensvlakken binnen de polymeerketen, waardoor de polymeerketens zich opnieuw kunnen verbinden en terugkeren naar hun oorspronkelijke staat, waardoor kleine oppervlakteschade zoals wervelvlekken en lichte krassen wordt hersteld . . Dit zorgt ervoor dat de film het voertuig continu beschermt en tegelijkertijd een onberispelijke afwerking behoudt.”

Om het verder uit te leggen legt Vidyasagar uit dat polymeerketens over het algemeen van nature vatbaar zijn voor herverstrengeling. Door warmte-energie toe te voegen, kun je het proces versnellen, waardoor de moleculen sneller kunnen bewegen en terugkeren naar het gladde oppervlak. Laten we zeggen dat u bijvoorbeeld off-road rijdt in Texas en dat uw auto een aantal lelijke krassen heeft opgelopen door mesquite-doornen en ander struikgewas. Als je thuiskomt, richt je een warmtepistool of föhn op de krassen en ze zullen meteen “smelten”.

Als laatste redmiddel, zegt Vidyasagar, kun je zelfs heet water (70-80 graden Fahrenheit) gebruiken om de polymeerketens bij elkaar te brengen. Een warmtepistool of föhn is echter consistenter en zal waarschijnlijk de beste resultaten opleveren. Als de film in het testcentrum van de XPEL-fabriek niet zelfherstelt, wordt deze niet verzonden.

hand met een verfmonster
Onder licht van hoge intensiteit leren de deelnemers hoe ze beschermende film kunnen aanbrengen en ramen kunnen tinten. Afbeelding: XPEL

Ter vervanging van de ‘autobeha’s’ uit de jaren 80

De hedendaagse raamtint- en beschermfolies zijn lastig aan te brengen en vereisen een behendige hand en een geoefende techniek. Een bijna onzichtbare urethaanfilm vervangt de zwarte vinyl “autobeha’s” uit de jaren tachtig. Denk aan Pontiac Firebird of Chevrolet Camaro IROC-Z; bijna allemaal leken ze de fysieke bescherming van verf te dragen, en dat was niet aantrekkelijk. Door de moderne techniek is het niet meer nodig om met pluizig materiaal te bedekken en gaat het veel langer mee.

Beginnend met een oplossing van zeep en water liet trainer Travis Williams me zien hoe ik het oppervlak van de Porsche-motorkap kon voorbereiden op de beschermlaag. Vervolgens liet Williams met een plastic rakel zeep en water onder de folie naar de buitenranden lopen, waarbij hij het materiaal voorzichtig uitrekte tot aan de hoeken. Ik deed het redelijk goed en volgde Williams’ voorbeeld voor een ballonvrije ervaring.

XPEL meet zijn film in mils, wat niet kort is voor millimeters (hoe verwarrend dat ook mag zijn). Een mil is een duizendste van een inch of 0,0254 millimeter. Voor de context: de vuilniszak in uw keuken varieert hoogstwaarschijnlijk tussen 1,2 mil en 1,7 mil. De beschermende film van XPEL is tussen de 7 en 11 mil dik.

Het tinten van ramen is een veel grotere uitdaging, waarbij een constante toepassing van warmte nodig is terwijl u plastic gereedschap of gehandschoende handen gebruikt om de zonwering precies op zijn plaats te duwen. Eén verkeerde beweging en de kap kan kapot gaan, wat betekent dat het hele laken moet worden verwijderd voor een nieuwe start. Nadat ik bij de eerste poging geprobeerd had (en er niet in slaagde) in te loggen, denk ik dat ik het aan de professionals overlaat.

een man brengt een beschermende coating aan op een onderdeel van een auto
XPEL-trainers geven toepassingstechnieken op hun hoofdkantoor in San Antonio. Foto: Kristin Shaw/Populaire wetenschap