Клеевые соединения являются одним из самых распространенных методов сборки используемых в современной промышленности, медицине и строительстве. Диапазон использования эпоксидных клеевых составов простирается от смартфонов и детских игрушек, до деталей спутников и человеческих органов.
Традиционно такие клеи затвердевают при воздействии влаги, температуры и света, что снижает эффективность применения клеевых соединений во многих производственных процессах. Однако разработка ученых из Сингапура метода бесконтактного, удаленного отверждения клея с использованием переменных магнитных полей (AMF) позволяет обеспечить энергоэффективную адгезию «по требованию».
В состав нового клея входят специально созданные наночастицы металлов (Mnx Zn 1-x Fe2 O4). Магнитные наночастицы (CNP) под воздействием магнитных полей AMF, разогревают клей до необходимой для склеивания температуры. Использование методики регулируемого отвердения клея с магнитными частицами требует меньше энергии, повышает технологичность использования клеевых соединений и позволяет добиться прочности сцепления при сдвиге внахлест свыше 6,5 МПа.
Применение эпоксидных клеев при соединении крупных деталей изготовленных из углеродного волокна, требуют наличия термопечей, работающих длительное время. Однако для достижения аналогичных параметров клеевого соединения на основе CNP частиц, требуется работа на протяжении нескольких минут устройства генерирующего переменное магнитное поле.
Внутренняя температура 160°C может быть достигнута за 5 минут, что позволяет затвердевать большинству коммерческих эпоксидных клеев без пригорания смолы. При этом традиционная работа с клеем, для отвердения 1 грамма смолы, требует работы печи мощностью 2 кВт на протяжении часа. Отвердение аналогичного количества смолы с магнитными наночастицами требует наличия устройства мощностью 200 Вт и его работы на протяжении 5 минут. В результате потребление энергии снижается в 120 раз.
Использование новой технологии было проверено на дереве, керамике и пластике, что вызывает значительный интерес к применению методики в спортивной, автомобильной и аэрокосмической промышленности.
Источник: sciencedirect
Journal information