Репортаж от Wedoany，Германия. Институт прикладных исследований полимеров имени Фраунгофера IAP (Fraunhofer Institute for Applied Polymer Research IAP) разработал технологию микрокапсулированного клея, в которой компоненты двухкомпонентного клея инкапсулированы в микрокапсулы. Клеевая реакция активируется при нажатии, без необходимости дополнительного этапа отверждения.
Технология клеевых соединений позволяет соединять компоненты на больших площадях, комбинировать различные материалы и способствует созданию легких конструкций. Однако в промышленной практике нанесение клея обычно включает дополнительные технологические этапы, такие как дозирование, нанесение и отверждение. Непосредственная работа с реактивными компонентами клея предъявляет повышенные требования к охране труда, контролю процесса и обучению персонала. Адгезионная способность традиционных лент также может со временем изменяться в зависимости от типа материала, температуры, подложки и нагрузки.
Для решения этих проблем Fraunhofer IAP в рамках Кластера передового опыта Фраунгофера по программируемым материалам CPM (Fraunhofer Cluster of Excellence Programmable Materials CPM) разработал новые микрокапсулы. Каждая капсула содержит один из компонентов двухкомпонентной клеевой системы. Пока капсула остается целой, система находится в инертном состоянии. При приложении давления капсулы разрушаются, два компонента встречаются и сшиваются, образуя прочное соединение на поверхности контакта. Этот процесс происходит при комнатной температуре и не требует дополнительного этапа отверждения.
Основная техническая сложность заключается в самой инкапсуляции, поскольку реактивные двухкомпонентные клеи могут взаимодействовать с химическими веществами, используемыми для формирования оболочки капсулы. По словам доктора Кристиана Ноймана (Dr Christian Neumann), ученого Fraunhofer IAP, точная настройка химического состава капсул позволяет сохранять активность клеевых компонентов, обеспечивать надежную инкапсуляцию, возможность хранения и обработки, а также селективное вскрытие при нажатии. Поскольку клей активируется только на этапе соединения, прямой контакт оператора с реактивными компонентами сокращается. Исследователи сосредоточились на безизоцианатных клеевых системах на основе акрилатов или эпоксидов. Эта технология привлекательна для компаний, желающих избежать использования составов, содержащих изоцианаты.
На следующем этапе разработки микрокапсулы будут наноситься на плоские материалы-носители, такие как тканевые основы или трикотажные полотна, что позволит клею стать позиционируемым промежуточным слоем, активируемым только при соединении. Потенциальные области применения включают сборку аккумуляторных батарей в автомобильной промышленности, машиностроение, электронное производство, а также микроструктурированные компоненты с тонкими каналами, где традиционные методы дозирования и нанесения технически сложны или экономически невыгодны. Прочность склеивания в настоящее время оценивается совместно с Институтом станков и формообразующих технологий имени Фраунгофера IWU (Fraunhofer Institute for Machine Tools and Forming Technology IWU). На Пилотном заводе Фраунгофера по синтезу и переработке полимеров PAZ (Fraunhofer Pilot Plant Centre for Polymer Synthesis and Processing PAZ) микрокапсулы могут производиться в тоннажных масштабах, обеспечивая достаточное количество материала для прикладных испытаний. Институт в настоящее время ищет промышленных и исследовательских партнеров для совместного внесения вклада в разработку конкретных компонентов, материалов-носителей или сборочных процессов.
