新型磁固化粘合剂几分钟内可固化 应用范围包括汽车产品等

据外媒报道，新加坡南洋理工大学的科学家开发了一种利用磁场固化粘合剂的新方法。环氧树脂等传统粘合剂通常用于粘合塑料、陶瓷和木材，旨在利用湿气、热量或光线进行固化。它们通常需要特定的固化温度，范围从室温到80摄氏度。当粘合剂结晶硬化时，需要使用固化工艺将粘合剂与两个安全表面交叉连接并粘合，以达到一定的强度。

研究人员已经证明，通过新的粘合剂粘合的各种材料，如NTU，可以通过磁场固化，这对目前在某些环境条件下无法正常工作的粘合剂非常有用。此外，当粘合剂夹在诸如橡胶或木材之类的绝缘材料之间时，诸如热、光和空气之类的传统活化剂将难以与粘合剂接触。由复合材料制成的自行车车架、头盔和高尔夫球杆等产品目前由两种液态环氧树脂粘合剂制成，将树脂与硬化剂混合，反应立即开始。至于碳纤维制造商和碳纤维运动器材制造商，他们的工厂使用大型高温烘箱，并花费数小时固化环氧树脂粘合剂。这种能源密集型固化工艺也是碳纤维成本高的主要原因。这种新型的“磁性固化”粘合剂是将普通商业环氧树脂粘合剂与南大科学家制造的特制磁性纳米颗粒混合制成的，无需与两种液体粘合剂等硬化剂或促进剂混合，使其易于生产和应用。这种类型的粘合剂在穿过磁场后被激活，可以将材料粘合在一起，小型电磁装置可以容易地产生磁场。与传统的大型烤箱相比，它们消耗的能源更少。

研究人员使用磁场来固化粘合剂。例如，使用200瓦的电磁装置，一克磁性固化的粘合剂可以在5分钟内容易地固化，只消耗16.6瓦时的能量。然而，传统的2000瓦烤箱需要1小时才能固化等量的传统环氧树脂粘合剂，消耗2000瓦时，这是磁性固化粘合剂的120倍。该研究成果可应用于高端运动装备、汽车产品、电子设备、能源领域、航空航天、医疗制造等多个领域。实验室测试表明，这种新型粘合剂的强度可以达到700万帕斯卡，与市场上许多环氧树脂粘合剂相当。研究人员解释说，“我们的关键研究成果是开发了一种方法，可以在几分钟内将粘合剂暴露在磁场中固化，同时确保它们在应用于其他物体时防止表面过热。这一点非常重要，因为一些物体的表面具有极端的热敏感性，如柔性电子设备和可生物降解塑料

研究人员演示了这种粘合剂用于粘合木材，展示了其强度“磁性固化”粘合剂的工作原理。这种新型粘合剂由两种主要成分组成：一种是通过加热固化的商业环氧树脂，另一种是由锰、锌和铜的化学组合制成的氧化物纳米颗粒。当电磁能通过这种纳米颗粒时，它们会被加热并激活固化过程。此外，这种专门设计的纳米颗粒还可以控制最高加热温度，从而防止过热和热点的形成。由于不需要大型工业烤箱，活化这种粘合剂在空间和能源消耗方面的占地面积较小。固化过程中的能源效率对于实现绿色制造至关重要，在绿色制造中，产品在较低的温度下制造，加热和冷却过程所需的能源较少。例如，运动鞋制造商经常发现很难加热橡胶鞋底和鞋的上半部分之间的粘合剂，因为橡胶是一种隔热材料，不会将热量传递给传统的环氧树脂粘合剂。因此，在热量到达粘合剂之前，有必要使用烤箱对鞋子进行长时间的加热。使用磁场活化粘合剂可以克服这一困难，因为……

固化过程可以在粘合剂内被激活。交流磁场也可以嵌入传输系统的底部，使预涂产品在通过该磁场时固化。研究人员还预测，这项技术可以提高需要粘合接头的产品的生产效率。这种温度可控的磁性纳米颗粒被设计成与现有的一步粘合剂配方混合，因此市场上的许多环氧树脂粘合剂可以成为磁场活化粘合剂。由于固化速度和温度可以调整，现有的产品制造商可以重新设计或改进现有的生产方法。例如，新工艺可以将粘合剂预涂到所有部件上，然后在部件通过传送带时固化粘合剂，而不需要在传统装配线上单独将粘合剂涂到部件上。通过不使用烤箱，可以减少停机时间，实现更高效的生产。研究人员还表示， “我们新开发的磁性固化粘合剂可以在几分钟内固化，并可以利用高强度粘合来确保表面粘合。它在体育、医疗、汽车和航空航天领域具有巨大的应用潜力。这种高效的工艺可以节省成本，因为它不像传统的热固化那样需要大量的空间和能量。以前对热激活的研究d粘合剂使用电流通过线圈，即感应固化，其中粘合剂在外部加热和固化。然而，这种方法的缺点是，它会在粘合剂内部形成热点，导致物体表面过热和粘合不均匀。未来，研究团队希望与粘合剂制造商合作，将这项技术商业化。目前，他们已经通过南洋理工大学的创新创业公司NTInitive申请了专利，他们的技术吸引了体育产品制造商的兴趣。

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