Vědci vynalezli nové lepidlo, které je aktivováno magnetickým polem. Šetří energii, čas և prostor

Profesor NTU Raju drží uprostřed dva kusy dřeva s magnetickým lepidlem v ruce, které jsou uprostřed svázány, což ukazuje sílu jeho silného pouta. Půjčka: NTU Singapur

Potenciální výhodou ekologické výroby je, že nové lepidlo šetří energii, čas a prostor.

Vědci z Nanyang University of Technology v Singapuru (NTU Singapore) vyvinuli nový způsob ošetření lepidel pomocí magnetického pole.

Běžná epoxidová lepidla používaná k lepení plastů, keramiky a dřeva jsou obvykle navržena k ošetření vlhkostí, teplem nebo světlem. Často vyžadují speciální teploty zpracování od teploty místnosti do 80 stupňů Celsia,

Proces vytvrzování vyžaduje, aby bylo lepidlo zesítěno, spojeno se dvěma spojenými povrchy, protože lepidlo krystalizuje a vytvrzuje na svou konečnou pevnost.

Nové „magnetizující“ lepidlo NTU lze vytvrdit průchodem magnetickým polem. To je užitečné zejména v určitých prostředích, kde aktuální lepidla nefungují dobře. Navíc, když se lepidlo nanáší na izolační materiál, jako je guma nebo dřevo, tradiční aktivátory, jako je teplo, světlo a vzduch, se k lepidlu snadno nedostanou.

https://www.youtube.com/watch?v=ai5ivb-obR0:

Výrobky, jako jsou kompozitní rámy jízdních kol, přilby a golfové hole, jsou v současné době vyráběny z dvousložkových epoxidových lepidel, která míchají pryskyřici, tvrdidlo a reakce začíná okamžitě.

Pro výrobce sportovního vybavení z uhlíkových vláken s tenkými uhlíkovými pásy lepenými vrstvu po vrstvě používají jejich továrny k ošetření epoxidového lepidla po mnoho hodin velké vysokoteplotní pece. Tento proces energetické terapie je hlavním důvodem vysoké ceny uhlíkových vláken.

Nové „magnetizační“ lepidlo se vyrábí kombinací komerčně dostupného epoxidového lepidla se speciálně upravenými magnetickými nanočásticemi vyvinutými vědci NTU. Na rozdíl od dvousložkových lepidel (která obsahují dvě kapaliny, které je nutné před použitím smíchat) nemusí být mísen s žádným tužidlem nebo urychlovačem, což usnadňuje výrobu a aplikaci.

Váže materiály, když jsou aktivovány průchodem magnetickým polem, které je snadno generováno malým elektromagnetickým zařízením. To spotřebovává méně energie než velká konvenční kamna.

Magnetocouringové lepidlo na bavlněné síti

Dr. Steele (vlevo) Ռ Dr. Rica ošetřuje magnetizační lepidlo na vatový tampon elektromagnetickým polem. Půjčka: NTU Singapur

Například jeden gram magnetizačního lepidla lze snadno vytvrdit 200 W elektromagnetickým zařízením za pět minut (spotřeba 16,6 W za hodinu). To vyžaduje 120krát méně energie než u tradičních 2000 wattových kamen, což trvá jednu hodinu (spotřebuje 2 000 wattů za hodinu) k ošetření konvenčního epoxidu.

Vyvinutý profesorem Raju V. Výsledky byly publikovány ve vědeckém časopise Ramanujan, docent Terry Steele Ռ Dr. Richa Chodhari z NTU School of Materials Science and Engineering. Aplikované materiály dnes արկել navrhnout potenciální uplatnění v široké škále oblastí.

Patří sem vysoce kvalitní sportovní vybavení, automobilové výrobky, elektronika, energetika, letecký průmysl a lékařské výrobní procesy. Laboratorní testy prokázaly, že nové lepidlo má ve srovnání s mnoha epoxidovými lepidly na trhu sílu až 7 megapascalů.

Dr. Steele, odborník na různé typy pokročilých lepidel, vysvětlil: „Náš hlavní vývoj je způsob, jak vytvrzovat lepidla během několika minut od magnetického pole a zároveň zabránit přehřátí povrchů na ně nanesených. To je možné, protože některé povrchy, které chceme spojit, jsou extrémně citlivé na teplo, například flexibilní elektronika a biologicky odbouratelné plasty. “

Jak funguje „magnetizační“ lepidlo?

Nové lepidlo se skládá ze dvou hlavních složek. Komerčně dostupné epoxidové tepelně ošetřené ջերմ oxidové nanočástice: mangan, zinek և železo (včetně manganu, zinek և železo) (MnxZn1-xFe2O4).

Tyto nanočástice jsou určeny k zahřívání, když jimi prochází elektromagnetická energie, čímž aktivuje proces hojení. Maximální teplota ohřevu Speciální Rychlost: lze regulovat pomocí těchto speciálních nanočástic, což eliminuje přehřátí formation tvorbu horkých míst.

NTU docent Prof.  Terry Steele, profesor Raju W.  Dr. Ramanujan.  Richa Chodhari

(Zleva doprava) Docent NTU, profesor Terry Steele, profesor Raju W. Ramanujan և Dr. Rica Chodhari jsou uchováváni v různých měkkých tvrdých materiálech, které jsou spojeny dohromady s novým magnetickým lepidlem. Půjčka: NTU Singapur

Bez potřeby velkých průmyslových pecí má aktivace lepidla menší stopu z hlediska prostoru a spotřeby energie. V procesu úpravy jsou možné úspory energie pro zelenou výrobu, kde se produkt připravuje při nižší teplotě ,: používá méně energie na ohřev ացման na chlazení.

Například pro výrobce tenisek je často obtížné zahřívat lepidla mezi gumovými podrážkami և horní poloviny boty և, protože guma je tepelně izolační a odolává přenosu tepla na běžná epoxidová lepidla. Potřebujete kamna, abyste udrželi boty v teple po dlouhou dobu, než se teplo dostane na lepidlo.

Použití lepidla aktivovaného magnetickým polem tento problém obchází přímou aktivací pouze procesu vytvrzování lepidla.

Náhradní magnetické pole může být také zabudováno do systémů dopravníkového pásu, takže předem nanesené lepicí produkty mohou být vytvrzeny, když procházejí magnetickým polem.

Zvyšování efektivity výroby

Profesor Raju Ramanujan, který je mezinárodně uznáván za své pokroky v magnetických materiálech, vedl projekt a předpovídal, že tato technologie by mohla zvýšit efektivitu výroby lepicích spojů.

„Naše teplotně řízené magnetické nanočástice jsou navrženy tak, aby splývaly se stávajícími lepidly s jedním kotlem, takže mnoho lepidel na bázi epoxidů na trhu lze převést na magneticky aktivovaná lepidla,“ uvedl Ramanuja.

„Rychlost a teplotu vytvrzování lze upravit tak, aby výrobci stávajících produktů mohli upravit nebo vylepšit stávající výrobní metody. Například namísto nanášení lepidla na běžnou montážní linku, aby se částečně vytvrdilo, může být novým procesem předběžné lepení všech dílů a následné ošetření, když se pohybují kolem dopravního řetězu. „Bez kamen by to vedlo k mnohem menším prostojům a efektivnější výrobě.“

První autor výzkumu, Dr. Richa Chodhari, řekl: „Naše nově vyvinuté ošetření magnetizačním lepidlem trvá místo hodin jen několik minut, přesto je schopno opatřit povrchy vysokopevnostními vazbami, o které je velký zájem ve sportu. , lékařský, automobilový a letecký průmysl. Tento efektivní proces může ušetřit náklady, protože se výrazně sníží prostor a energie potřebné pro konvenční tepelné zpracování. “

Tento tříletý projekt byl podpořen Agenturou pro vědu, technologii a výzkum (A * STAR).

Předchozí práce na tepelně aktivovaném lepidle využívaly elektrický proud protékající cívkou, známou jako indukční úprava, kde se lepidlo zvenčí zahřívá a vytvrzuje. Mezi jeho nevýhody však patří přehřátí povrchů, nerovnoměrné lepení v důsledku horkých míst uvnitř lepidla.

Do budoucna tým doufá, že zapojí výrobce lepidel, aby spolupracovali na komercializaci jejich technologií. Patentovali NTUitive University, inovativní a podnikatelskou společnost. O jejich výzkum se již zajímali výrobci sportovních produktů.

Odkaz. „Reza Chodhari, Varun Chodhari, Raju V. Ramanujan երի Terry WJ Steele, „Magnetizace neúspěšných teplotních epoxidových lepidel“, 2020 15. září Aplikované materiály dnes,
DOI: 10.1016 / j.apmt.2020.100824:

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Lipidy na membráně mozkových buněk jsou kvůli léčbě Alzheimerovy choroby většinou přehlíženy

Byly vytvořeny vazby mezi lipidovou nerovnováhou a onemocněním, kdy změny lipidů zvyšují tvorbu amyloidových plaků, což je rys Alzheimerovy choroby. Tato nerovnováha inspirovala...

Astrofyzici jsou překvapeni neočekávanými účinky černých děr mimo jejich vlastní galaxie

Umělecká kompozice supermasivní černé díry, která reguluje vývoj jejího prostředí. Autor obrázku: Gabriel Pérez Díaz, SMM (IAC) a Dylan Nelson (Illustris-TNG) Ve středu téměř každé...

Největší australský dinosaurus – jižní titán – právě vstoupil do knih rekordů!

Australotitan cooperensis, „Southern Titan of the Cooper“. Fotografický kredit: Vlad Konstantinov, Scott Hocknull © Eromanga Natural History Museum Co je to basketbalové hřiště tak...

„Paralelní reaktory“ na bázi fotonických krystalových vláken odhalují kolektivní analogie hmotných a solitárních molekul

A. Schéma paralelních optických solitonových reaktorů založené na dutině prstencového vláknového laseru s režimem blokování. Časová optomechanická (OM) mříž umožněná fotonickými krystalovými...

Drsná kůra, která se v noci ozývá, vede k objevení nových druhů

V lesích západní a střední Afriky se v noci ozývají hlasitá volání hybridů stromů - malých, býložravých savců, ale jejich zvuk se liší podle...

Newsletter

Subscribe to stay updated.