Nieuwe op water gebaseerde lijm nanocomposiettechnologie ontwikkeld

Op water gebaseerde lijmen staan ​​voor verschillende uitdagingen ondanks hun milieuvoordelen. Een groot probleem is dat het bereiken van hoge hechtsterkte op verschillende substraten, vooral in natte of vochtige omstandigheden, moeilijk is vanwege de inherente eigenschappen van systemen op waterbasis. Bovendien leidt de volatiliteit van water ook tot problemen zoals bellenvorming en ongelijkmatig drogen, wat de prestaties en het uiterlijk van de lijm beïnvloedt.

Bovendien is het formuleren van lijmen op waterbasis met zowel hoge vaste stof en een lage viscositeit technisch veeleisend, omdat het een delicaat evenwicht van ingrediënten vereist om de gewenste eigenschappen te bereiken zonder de stabiliteit van de lijm in gevaar te brengen. Deze uitdagingen moeten worden aangepakt om het potentieel van op water gebaseerde lijmen in verschillende industriële toepassingen volledig te realiseren.

Een team van materiële wetenschappers onder leiding van Kun Chen van de South China University of Technology in Guangzhou, China, heeft onlangs een aanzienlijke doorbraak in lijmtechnologie bereikt door POT-PVA nanocomposieten te ontwikkelen. Deze nanocomposieten worden gemaakt door polyvinylalcohol (PVA) te combineren met 1-nm keggin-type polyoxotungstate clusters (potten) die vier negatieve ladingen dragen. Het resulterende materiaal vertoont een uitzonderlijke hechting aan hydrofiele oppervlakken, met hoge verknopingsdichtheden en breuk -energieën van meer dan 6,23 kJ · m · m⁻².

Het chaotropische effect van de potten vermindert de PVA -kristalliniteit, verbetert de dynamiek van de polymeerketen en verleent robuuste lijmeigenschappen over een breed temperatuurbereik van -196 tot 100 ° C. Deze innovatie gaat voor belangrijke uitdagingen in op water gebaseerde lijmen en biedt een veelbelovende oplossing voor milieuvriendelijke, veelzijdige en duurzame lijmen die geschikt zijn voor verschillende toepassingen en extreme omstandigheden.

Het team gepubliceerd hun onderzoek in Nano -onderzoek.

“Deze doorbraak gaat naar belangrijke uitdagingen in op water gebaseerde lijmen, zoals langzame droogsnelheid, zwakke hechtingssterkte in natte omstandigheden en moeilijkheden bij het bereiken van een hoog gehalte aan vaste stoffen met een lage viscositeit,” zei Kun Chen, de hoofdonderzoeker van het onderzoek, universitair hoofddocent, universitair hoofddocent in de School of Emergent Soft Matter aan de South China University of Technology.

“Onze pot-PVA-nanocomposieten overwinnen niet alleen deze beperkingen, maar stellen ook nieuwe normen voor milieuvriendelijke, veelzijdige en duurzame lijmen die geschikt zijn voor een breed scala aan toepassingen en extreme omstandigheden.”

Potten vertonen een breed scala aan vormen en maten, van eenvoudige sferische clusters tot complexere, kooiachtige structuren. Keggin-type potten zijn zeer stabiel, zowel thermisch als chemisch, en kunnen functioneren als redox-actieve soorten, katalysatoren en zelfs als bouwstenen voor supramoleculaire assemblages. Hun instelbare eigenschappen en het vermogen om met verschillende substraten te interageren, maken ze waardevol in velden zoals materiaalwetenschappen, katalyse en detectietechnologieën.

Het chaotrope effect van potten van het keggin-type vermindert de PVA-kristalliniteit, en verbetert de dynamiek van de polymeerketen. Dit verbetert niet alleen de hechting, maar behoudt ook de flexibiliteit en duurzaamheid van de lijm.

De vraag naar krachtige, milieuvriendelijke lijmen is in verschillende industrieën gegroeid. Traditionele lijmen worstelen vaak om hun prestaties onder extreme omstandigheden te behouden, waardoor hun toepassingen worden beperkt. Dit onderzoek gaat deze uitdagingen aan door een nieuw nanocomposiet te ontwikkelen dat de voordelen van PVA combineert met de unieke eigenschappen van potten.

Pot-PVA nanocomposieten vertonen robuuste lijmeigenschappen over een ongekend temperatuurbereik, van -196 tot 100 ° C. Hun thermostabiliteit maakt ze ideaal voor gebruik in extreme omgevingen, zoals cryogene en hoogtemperatuurtoepassingen.

De ontwikkeling van deze pot-PVA nanocomposieten heeft verstrekkende implicaties. Pot-PVA nanocomposieten die in dit onderzoek zijn geïntroduceerd, bieden een kijkje in een toekomst waarin lijmen uitzonderlijk goed kunnen presteren onder extreme omstandigheden, terwijl ze ook ecologisch duurzaam zijn. Ze kunnen een revolutie teweegbrengen in de industrieën zoals constructie, automotive, ruimtevaart en elektronica door lijmen te bieden die kunnen worden weergegeven met extreme omstandigheden. Bovendien komt het milieuvriendelijke karakter van deze lijmen overeen met wereldwijde inspanningen om de impact van het milieu te verminderen.