Mokslininkai išrado naujus klijus, kuriuos aktyvuoja magnetinis laukas. Taupoma energija, laikas և erdvė

NTU profesorius Radžis rankoje laiko du medžio gabalus su magnetiniais klijais, kurie per vidurį yra surišti, parodydami tvirtą jo ryšį. Paskola: NTU Singapūras

Galima ekologiškos gamybos nauda yra ta, kad nauji klijai taupo energiją, laiką ir erdvę.

Singapūro Nanyango technologijos universiteto (NTU Singapūras) mokslininkai sukūrė naują klijų apdorojimo būdą naudojant magnetinį lauką.

Įprasti į epoksidą panašūs klijai, naudojami plastikams, keramikai ir medienai klijuoti, dažniausiai skirti apdoroti drėgme, šiluma ar šviesa. Jiems dažnai reikalinga speciali apdorojimo temperatūra nuo kambario temperatūros iki 80 laipsnių Celsijaus,

Kietėjimo procesas reikalauja klijų susiejimo, sujungimo su dviem sujungtais paviršiais, nes klijai kristalizuojasi, kad sukietėtų iki galutinio stiprumo.

Naujus NTU „įmagnetinančius“ klijus galima išgydyti praleidžiant juos per magnetinį lauką. Tai ypač naudinga tam tikrose aplinkose, kur dabartiniai klijai neveikia gerai. Be to, klijus tepant ant izoliacinės medžiagos, tokios kaip guma ar mediena, tradiciniai aktyvatoriai, tokie kaip šiluma, šviesa ir oras, negali lengvai pasiekti klijų.

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

Tokie gaminiai kaip kompoziciniai dviračių rėmai, šalmai ir golfo lazdos šiuo metu gaminami iš dviejų dalių epoksidinių klijų, kuriuose sumaišoma derva, kietiklis ir reakcija prasideda iškart.

Sporto įrangos, pagamintos iš anglies pluošto su plonomis anglies juostelėmis, klijuotomis sluoksniu po sluoksniu, gamintojams jų gamyklos epoksidiniams klijams apdoroti daug valandų naudoja aukštas temperatūras. Šis energijos terapijos procesas yra pagrindinė aukšto anglies pluošto kainos priežastis.

Naujieji „įmagnetinimo“ klijai yra pagaminti derinant prekyboje esančius epoksidinius klijus su specialiai pritaikytomis magnetinėmis nanodalelėmis, kurias sukūrė NTU mokslininkai. Jo nereikia maišyti su jokiu kietikliu ar greitikliu, skirtingai nei dviejų komponentų klijai (kuriuose yra du skysčiai, kuriuos prieš naudojimą reikia sumaišyti), o tai palengvina gamybą ir pritaikymą.

Jis suriša medžiagas, kai jos aktyvuojamos praleidžiant magnetinį lauką, kurį lengvai sukuria mažas elektromagnetinis įtaisas. Tai sunaudoja mažiau energijos nei didelė įprasta viryklė.

Magnetizuojantys klijai ant medvilninio tinklo

Dr. Steele (kairėje) Ռ Dr. Rica elektromagnetiniu lauku apdoroja magnetizuojančius klijus ant medvilnės kamuoliuko. Paskola: NTU Singapūras

Pavyzdžiui, vieną gramą įmagnetinančių klijų galima lengvai išgydyti 200 vatų elektromagnetiniu įtaisu per penkias minutes (sunaudojant 16,6 vatus per valandą). Tam reikia 120 kartų mažiau energijos nei tradicinei 2000 vatų viryklei, kuriai apdoroti įprastą epoksidą reikia vienos valandos (sunaudoja 2000 vatų per valandą).

Sukūrė profesorius Raju V. Rezultatus moksliniame žurnale paskelbė Ramanujanas, docentas Terry Steele Rich Dr. Richa Chodhari iš NTU Medžiagų mokslo ir inžinerijos mokyklos. Taikomosios medžiagos šiandien արկել pasiūlyti galimą pritaikymą įvairiose srityse.

Tai apima aukštos kokybės sporto įrangą, automobilių gaminius, elektroniką, energetiką, kosminę erdvę ir medicinos gamybos procesus. Laboratoriniai bandymai parodė, kad naujųjų klijų stiprumas yra iki 7 megapaskalių, palyginti su daugeliu rinkoje esančių epoksidinių klijų.

Dr. Steele, įvairių pažangių klijų ekspertas, paaiškino: „Pagrindinis mūsų vystymasis yra būdas išgydyti klijus per kelias minutes nuo magnetinio lauko, tuo pačiu užkertant kelią ant jų uždėtų paviršių perkaitimui. Tai įmanoma, nes kai kurie paviršiai, kuriuos norime sujungti, yra ypač jautrūs šilumai, pavyzdžiui, lanksti elektronika ir biologiškai skaidomas plastikas “.

Kaip veikia „įmagnetinimo“ klijai?

Naujieji klijai susideda iš dviejų pagrindinių komponentų. Prekyboje esanti epoksidinė medžiaga, gydanti šilumos heat oksido nanodaleles: manganas, cinkas և geležis (įskaitant manganą, cinką և geležis) (MnxZn1-xFe2O4).

Šios nanodalelės yra skirtos kaisti, kai pro jas praeina elektromagnetinė energija, suaktyvindama gijimo procesą. Speciali maksimali kaitinimo temperatūra Norma: gali būti valdoma šiomis specialiomis nanodalelėmis, pašalinant perkaitimą ir karštų taškų susidarymą.

NTU docentas prof.  Terry Steele, profesorius Raju W.  Daktaras Ramanujanas.  Richa Chodhari

(Iš kairės į dešinę) NTU docentas, profesorius Terry Steele, profesorius Raju W. Ramanujanas և Dr. Rica Chodhari laikomi įvairiose minkštose ir kietosiose medžiagose, kurios yra sujungtos su naujais magnetiniais klijais. Paskola: NTU Singapūras

Nereikalaujant didelių pramoninių krosnių, klijų suaktyvinimas turi mažesnį plotą ir energijos sąnaudas. Apdorojimo procese galima sutaupyti energijos žaliai gamybai, kai produktas yra gaminamas žemesnėje temperatūroje: šildymui sunaudojama mažiau energijos ացման aušinimui.

Pavyzdžiui, sportbačių gamintojams dažnai sunku kaitinti klijus tarp viršutinės bato pusės guminių padų և, nes guma yra šilumą izoliuojanti ir atspari šilumos perdavimui į įprastus epoksidinius klijus. Jums reikia viryklės, kad batai ilgai būtų šilti, kol šiluma pasieks klijus.

Magnetinio lauko aktyvuotų klijų naudojimas apeina šį sunkumą tiesiogiai suaktyvindamas tik klijų kietėjimo procesą.

Pakaitinis magnetinis laukas taip pat gali būti įterptas į konvejerio sistemas, todėl iš anksto uždėti klijų gaminiai gali būti išgydyti, kai jie praeina per magnetinį lauką.

Gamybos efektyvumo didinimas

Profesorius Raju Ramanujanas, kuris yra tarptautiniu mastu pripažintas už pažangą magnetinių medžiagų srityje, vadovavo projektui ir prognozavo, kad ši technologija gali padidinti klijų sąnarių gamybos efektyvumą.

„Mūsų kontroliuojamos temperatūros magnetinės nanodalelės yra sukurtos taip, kad susilietų su esamais vieno katilo klijais, todėl daugelis rinkoje esančių epoksidinių klijų gali būti paversti magnetiškai aktyvuotais klijais“, – sakė Ramanuja.

Gydymo greitį ir temperatūrą galima pakoreguoti taip, kad esamų produktų gamintojai galėtų modifikuoti ar patobulinti esamus gamybos metodus. Pavyzdžiui, vietoj to, kad klijai būtų tepami ant įprastos surinkimo linijos, kad jie būtų iš dalies išgydyti, naujas procesas gali būti visų dalių išankstinis klijavimas ir apdorojimas joms judant aplink konvejerio grandinę. „Be krosnių tai leistų žymiai mažiau prastovų ir efektyviau gaminti“.

Pirmasis tyrimo autorius dr. Richa Chodhari sakė: „Mūsų naujai sukurtas įmagnetinantis klijų apdorojimas trunka tik kelias minutes, o ne valandas, tačiau jis sugeba paviršius aprūpinti didelio stiprumo jungtimis, o tai labai domina sportą. , medicinos, automobilių ir aviacijos pramonė. Šis efektyvus procesas gali sutaupyti sąnaudų, nes įprastam terminiam apdorojimui reikalinga erdvė ir energija žymiai sumažėja “.

Šį trejų metų projektą parėmė Mokslo, technologijų ir tyrimų agentūra (A * STAR).

Ankstesniame darbe su šiluma suaktyvintais klijais buvo naudojama ritė, tekanti elektros srovė, vadinama indukciniu apdorojimu, kai klijai kaitinami iš išorės. Tačiau jo trūkumai yra paviršių perkaitimas, netolygus sukibimas dėl karštų taškų klijų viduje.

Eidama į priekį, komanda tikisi įtraukti klijų gamintojus dirbti kartu, kad būtų galima komercializuoti savo technologijas. Jie užpatentavo novatorišką ir verslumo reikalaujančią įmonę „NTUitive University“. Jie jau sulaukė sporto produktų gamintojų susidomėjimo savo tyrimais.

Nuoroda. „Reza Chodhari, Varun Chodhari, Raju V. Ramanujan երի Terry WJ Steele, „Nesėkmingų temperatūrinių epoksidinių klijų magnetizavimas“, 2020 m. Rugsėjo 15 d. Taikomosios medžiagos šiandien,
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

Naujos biologiškai įkvėptų, šviesą sugeriančių nanomedžiagų klasės sintezė

POSS-peptoido molekulės savaime susirenka į romboidinius nanokristalus. Paskola Stephanie King iliustracija Ramiojo vandenyno šiaurės vakarų nacionalinė laboratorija Gamtos įkvėpti Ramiojo vandenyno šiaurės...

Omega-3 derinimas su liaudies papildais gali pakenkti širdžiai

Gydytojai dažnai rekomenduoja omega-3, kurie padeda pacientams sumažinti cholesterolio kiekį ir pagerinti širdies sveikatą. Šie omega-3 gali būti iš riebių žuvų, tokių kaip...

Paviršių poveikis ploniems atominiams puslaidininkiams

Naudodami ultravioletinius spindulius, tyrėjai ištyrė 2-D puslaidininkių (violetinių) elektronines charakteristikas, nes duomenų žemėlapyje padidėja substrato sluoksnių (žalių) skaičius. Raudonas apskritimas žymi elektronines savybes, kurios...

Norėdami pagreitinti atradimą, didelio matmens infraraudonųjų spindulių mikroskopija išeina iš tinklelio

Plytelių rašto, naudojamo skenuoti C. elegans apvalųjį kirminą, pavyzdys. Netinklinis modelis suteikia atrankos algoritmui didesnį lankstumą greitai panaudojant dominančias sritis. Autoriai: Elizabeth...

Neįprastai vykdant pandemiją ir branduolinę gynybą galima apsaugoti žmones nuo nelaimių

Paleiskite „SM-3 Block IB“ perėmėją iš raketinio kreiserio „USS Lake Erie“ (CG 70). Kreditas: JAV karinis jūrų laivynas Gyvenimas Žemėje gali smarkiai ir greitai...

Newsletter

Subscribe to stay updated.