Сингапурские ученые научились отвердевать эпоксидную смолу без нагревания в печи — слабым и быстрым воздействием магнитного поля.
Многие клеи на основе эпоксидных смол отвердевают под действием внешних факторов — тепла, света, влажности и так далее. А недавно сингапурским ученым удалось создать клей, застывающий под влиянием магнитного поля. Он может найти применение там, где обычные средства не слишком хороши: например, при закреплении изоляции, которая затрудняет использование тепла, света и прочего. Об этом ученые из Наньянского технологического университета пишут в статье, опубликованной в журнале Applied Materials Today.
Достоинство новой технологии — не только в отсутствии перегрева, но и в экономии, и в скорости. Пока закрепление эпоксидного клея — например, при изготовлении углепластиковых деталей — требует многих часов нагревания в печи. По оценкам сингапурских ученых, грамм их «магнито-отверждаемого» состава требует для застывания 16,6 Вт*ч энергии, что в 120 раз меньше средней величины для имеющихся в продаже клеев. Процесс занимает не больше нескольких минут, а прочность соединения достигает 6,5 мегапаскаля, не уступая существующим составам.
Для достижения нужного эффекта авторы добавили в клеящую эпоксидную смолу смесь наночастиц марганца, цинка и оксида железа (II). Внешнее переменное магнитное поле заставляет их нагреваться, прогревая окружающую массу полимеров, которые и застывают. «Важнейшим достижением стало отверждение под минимальным магнитным полем, чтобы не допустить перегрева склеиваемых поверхностей, — говорит Терри Стил (Terry Steele), один из авторов статьи. — Многие поверхности, с которыми мы хотим работать, крайне чувствительны к температуре: это такие вещи, как гибкая электроника или биоразлагаемые пластмассы».
Разработчики добавляют, что новинка уже была с успехом испытана на различных материалах, включая пластик, керамику и древесину, позволив накрепко соединить их с минимальными затратами времени и энергии. Стил и его коллеги уверены, что такой клей найдет широкое применение повсюду, но прежде всего — там, где требуется массовое производство углепластиковых деталей, будь то изготовление спортивных аксессуаров, автомобиле- или авиастроение. Они уже ведут переговоры о коммерческой продаже новой технологии.
Планируется, что металлический порошок будут добавлять в обычные смолы. Варьируя его количество, можно будет добиваться разных свойств клейкого состава. Напомним, ранее ученые нашли способ, добавив наночастицы железа, сделать эпоксидный клей «обратимым», что позволит разъединять уже ненужные детали.