物理科技生物学-PHYICA

研究人员AA-006创造了强力、快速、防水的粘合剂

化学 2021-10-05 00:02:04

约翰·霍普金斯大学阿曼达·泽里比克 一种催化剂(使粘合剂快速粘合)和一种交联剂(使粘合力更强)装在一个类似蛋壳的微小微胶囊中,当施加压力时,蛋壳会破裂并释放出添加剂

学分:JHU应用物理实验室 在现代世界,粘合剂在很大程度上被认为是一个已解决的问题

即使在水下,胶水也可以广泛应用于海事领域

问题是,它们没有那么有效

约翰·霍普金斯应用物理实验室的研究人员认为,问题在于聚氨酯的固化速度缓慢

即使是最坚硬的胶水也很难处理间隙水,大多数胶水在预处理过的表面上效果最好,这两者在水下环境中都是一个挑战

它们通常需要至少24小时才能完全固化,如果你要粘合的东西被淹没了,这是一个明显的问题

“你可以想象,在海洋环境中,需要24小时才能完全固化和保持强度是一个问题,”里德·梅塞尔史密斯说,他是研究和探索发展部的化学家,也是一篇题为《利用交联剂和胺催化剂填充微胶囊的快速水下粘合剂》的新论文的主要作者

他们的发现最近发表在美国化学学会的出版物《应用高分子材料》上

“所以,我们把它做得又强又快,”梅塞尔史密斯继续说道

“从24小时到1分钟是我们的速度增加,如果你能让它坐24小时,它将保持10倍的力量

" 该团队研究了改进水下使用的商业胶水的方法,发现在胶水的原始配方中添加催化剂(使其快速保持)和交联剂(使保持力更强)可以增强胶水的性能,并且可以立即保持

然而,这在实践中是行不通的,因为在胶水被涂上和它开始固化之间需要有一个微小的滞后时间,例如,在胶水固化之前,你需要在胶水上粘些别的东西

解决方案是将催化剂和交联剂装在一个类似蛋壳的微胶囊外壳中

当你把填好的贝壳和胶水混合在一起时,什么也不会发生

但是当施加少量的力时,比如用手指摩擦它,壳就会破裂,催化剂和交联剂就会漏出,胶水就会立即凝固

其结果是一种快速固化的水下粘合剂,可有效用于一系列表面,包括铝、不锈钢、玻璃和塑料

该粘合剂在未经处理的铝表面上表现最佳,在60秒内具有约400磅的高粘合强度

REDD项目经理、该论文的合著者克里斯·霍夫曼(Chris Hoffman)表示:“拥有一种能在几分钟内见效的压力激活高强度粘合剂有着无数潜在的应用。”

“我们的粘合剂在水中和水中都很有效,所以你可以想象用它来修理你的船或重新安装木瓦

我们的微胶囊可以很容易地应用到现有的胶水上,这是一个显著的额外好处

" 制造有用的胶水添加剂的关键步骤是洗掉制造微胶囊时产生的不需要的油和副产品

正如论文中所详述的,研究小组比较了两种洗涤方法,并找到了一种生产干燥、白色粉末的方法,这种粉末易于处理且耐储存

这种微胶囊粉末可以简单地混合到基础树脂中,当两片被压在一起时,只需要施加少量的力就可以使胶囊破裂

研究人员在论文中总结道,微胶囊也是通过批量方法生产的,可以按比例放大用于商业生产

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