节能高效的磁场活化胶

对于需要在工业规模上将东西粘在一起的企业而言,一种能从磁场中获得黏性的胶可以节省大量能源和成本。

为了硬化或固化大多数环氧胶中的化学混合物,需要对环境施加影响,如热量,光线或水分。

但当常规粘剂无法生效时,如在热敏性应用中,通过“磁化”工艺来实现胶体固化,就具有特殊的意义。

新型胶由商业环氧树脂与定制的,混合了锰、锌和铁的磁性纳米粒子结合而成:当电磁能通过它们时,这些纳米粒子会发热,从而将材料固定在适当的位置。

新加坡南洋理工大学(NTU)的材料科学家Terry Steele说:“我们主要想开发一种暴露于磁场中的、几分钟内就能固化,同时又防止表面过热的胶粘剂。这很重要,因为某些表面对热非常敏感,如柔性电子设备和可生物降解的塑料。”

与传统胶相比,新胶更容易涂抹,起效更快,所需的能源和空间也更少。它不需要硬化剂或促进剂,且可以进行调整以控制发热的最大速率和峰值。

例如,对于自行车和头盔之类的碳纤维产品,需要使用大型烤箱加热数个小时以固化环氧胶。相比之下,新型胶仅仅需要小型电磁设备。

研究人员说,具体来说,1克常规环氧胶需在2000瓦的烤箱中加热1个小时。相比之下,在200瓦的电磁设备中,1克的磁致固化胶粘剂仅需5分钟,因此总能耗降至1/120。

新工艺消除了过热和加热不均的风险,且可以达到高达7兆帕的高粘合等级。

研究人员已经在木材,陶瓷和塑料材质上通过了测试,这意味着它不仅用途广泛而且非常有效,并且还有可能提高现代生产效率。

材料科学家Raju Ramanujan说:“我们的温度控制型磁性纳米粒子被设计为兼容现有的一锅式粘合剂配方,因此市场上的许多环氧基粘合剂都可以转化为磁场活化胶。”

该研究发表在《今日应用材料》上。

原文:https://www.sciencealert.com/scientists-create-a-glue-that-can-be-activated-by-magnetic-fields

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