Osmoseblærer i GUP-konstruktioner - hvad er det?

Osmoseblærer opstår undertiden i konstruktioner af glasfiberforstærket umættet polyester (GUP) som følge af en række fysiske og kemiske processer i systemet vand/glasfiber/polyester (gelcoat og topcoat er også polyester).

Osmoseblærer i GUP-konstruktion

Diffusion
Vand diffunderer ind i polyestermaterialet - ikke som flydende vand, men som enkelte vandmolekyler - og kun i polyesteren, ikke i glasset. (Almindelige polyestere som dem, der bruges til bygning af både og svømmebassiner, vil kunne absorbere højst omkring 2% vand på denne måde).

Kondensation
I hulrum i GUP-materialet (fx mikrorevner i polyesteren og luftlommer i grænselaget mellem glasfibre og polyester) vil vandmolekyler kunne samle sig og kondenseres til flydende vand.

Opløsning og kemisk angreb (hydrolyse)
Det kondenserede vand vil opløse vandopløselige bestanddele i hulrummet og på hulrummets indvendige overflade, og vandet vil kunne reagere kemisk med hydrolysérbare bestanddele.

(Det vides fx, at fri glykol fra polyesterfremstillingen er vandopløselig og ofte til stede, og at glasfibre ofte er bundet sammen af polyvinylacetat, som af vand nedbrydes (hydrolyseres) til bl.a. eddikesyre. Desuden er det opløsningsmiddel, som peroxidinitiatorer (hærdere) er opløst i, vandnedbrydeligt. Man har fundet netop glykol, eddikesyre og opløsningsmiddel i væske fra osmoseblærer. Polyester er i øvrigt også hydrolysérbar - desto mere, jo ringere udhærdet den er). Herved fås altså en vandig opløsning.

Osmose
Polyesteren - herunder gelcoaten - er gennemtrængelig for vand, men ikke for de opløste stoffer. Derfor optræder polyesteren og gelcoatlaget som en halvgennemtrængelig (semipermeabel) membran, der adskiller den vandige opløsning i GUP-materialets hulrum fra det vand, båden sejler i. Dette er som bekendt også en vandig opløsning først og fremmest af kogsalt (natriumchlorid), men også af andre salte.

Tværsnit af blære i grænselaget mellem gelcoat og laminat. Bemærk de fritlagte glasfibre som tegn på, at polyesteren omkring dem er nedbrudt af vand (hydrolyseret) og udvasket

Et sådant system opfører sig som en osmotisk celle, hvilket vil sige, at der vil ske transport af materiale gennem den halvgennemtrængelige membran, indtil der er indtrådt koncentrationsligevægt, altså indtil koncentrationen af opløst stof i de vandige opløsninger på hver sin side af polyesteren/gelcoatlaget er blevet ens. Da de opløste stoffer ikke kan trænge igennem polyesteren/gelcoaten, vil der - fra det tidspunkt, da koncentrationen i hulrummet overstiger koncentrationen i sejlvandet, trænge vand ind i hulrummet (for at fortynde den vandige opløsning dér til samme - lavere - koncentration som udenfor). Dette kaldes osmose.

Trykstigning og blæredannelse
Der trænger altså mere og mere vand ind i hulrummet, og trykket stiger, fordi væsker ikke kan presses sammen. Trykket kan blive så højt, at det omgivende materiale giver efter, og der dannes en blære. Hvis hulrummet befinder sig i grænselaget mellem GUP-laminat og gelcoatlag, skal der et mindre tryk til, for at der dannes en blære, end hvis hulrummet befinder sig under glasfiberlag, fordi elasticitetsmodulet af gelcoat er lavere end elasticitetsmodulet af GUP.

Revnedannelse
Ved yderligere trykstigning vil materialets brudtøjning kunne overskrides, hvorved det brydes: blæren punkterer.

Hvad kan man gøre ved det?
Osmoseblærer i GUP-konstruktioner kan forebygges i fremstillingsfasen. Færdigtbyggede konstruktioner kan i mange tilfælde beskyttes mod dannelse af osmoseblærer. Allerede opståede osmoseblærer kan afhjælpes.

Plastteknologi har, siden fænomenet blandt ejere af lystbåde blev kendt i Danmark i slutningen af 1970'erne, fulgt udviklingen internationalt på nærmeste hold ved deltagelse i internationale konferencer, ved at følge litteraturen og gennem løsning af en lang række konsulentopgaver. Derudover har vi udført egne laboratorieforsøg og samarbejdet tæt med producenter af polyester og med leverandører af skibsmalinger om udvikling af systemer til beskyttelse og til afhjælpning af osmoseblærer i GUP-konstruktioner.