Criada uma cola que ativada magneticamente

Materiais Avanados

Redação do Site Inovação Tecnológica – 28/12/2020

Magnetocura

Pesquisadores de Cingapura desenvolveram uma nova maneira de curar adesivos: Usando um campo magntico.

A cura o processo que faz os adesivos endurecerem. Ela necessria para reticular e unir a cola com as duas superfcies fixadas medida que a cola cristaliza e endurece, at atingir sua resistncia final.

As colas convencionais, como a epxi, usadas para unir plstico, cermica e madeira, so normalmente projetados para curar usando umidade, calor ou luz. Elas geralmente requerem temperaturas de cura especficas, variando da temperatura ambiente (secagem) at 80 graus Celsius.

A nova cola de “magnetocura”, por sua vez, endurece rapidamente conforme ela passa por um campo magntico.

Isso muito til e econmico. Fabricantes de materiais de fibra de carbono, por exemplo, usam fornos grandes e de alta temperatura para curar a cola epxi durante muitas horas, conforme produzem de materiais esportivos a peas aeronuticas. Este processo de cura, que consome muita energia, a principal razo do alto custo da fibra de carbono.

Cola com cura magntica

O novo adesivo de cura magntica feito pela combinao de um adesivo epxi disponvel comercialmente com nanopartculas magnticas especiais, feitas de uma combinao qumica incluindo mangans, zinco e ferro (MnxZn1-xFe2O4).

Essas nanopartculas so projetadas para aquecer quando a energia eletromagntica passa por elas, ativando o processo de cura. A temperatura mxima e a taxa de aquecimento podem ser controladas pela composio, dimenso e disperso dessas nanopartculas, eliminando o superaquecimento e a formao de pontos quentes demais.

O adesivo no exige endurecedores ou aceleradores, ao contrrio dos adesivos bicomponentes (que possuem dois materiais que devem ser misturados antes do uso), o que facilita sua fabricao e aplicao. Ele une os materiais quando ativado ao passar por um campo magntico alternado, gerado por um dispositivo eletromagntico pequeno e de baixo custo.

Sem a necessidade de grandes fornos industriais, a ativao da cola tem uma pegada menor em termos de espao e consumo de energia. Por exemplo, um grama de adesivo de magnetocura pode ser curado por um dispositivo eletromagntico de 200 watts em cinco minutos, consumindo 16,6 watts-hora. Isso significa 120 vezes menos energia do que um forno tradicional de 2.000 watts, que leva uma hora para curar um epxi convencional, consumindo 2.000 watts-hora.

O processo de cura magntica conduzido por nanopartculas especiais, que endurecem o material por igual.
[Imagem: APT – 10.1016/j.apmt.2020.100824]

Colagem sem espera

A equipe acredita que sua tcnica de cura magntica est pronta para ser utilizada pelos fabricantes de colas.

“Nossas nanopartculas magnticas de temperatura controlada so projetadas para serem misturadas com as formulaes de adesivos j existentes, portanto, muitos dos adesivos base de epxi no mercado podem ser convertidos em cola ativada por campo magntico.

“A velocidade e a temperatura de cura podem ser ajustadas, de forma que os fabricantes dos produtos atuais possam redesenhar ou melhorar seus mtodos de fabricao. Por exemplo, em vez de aplicar cola e cur-la parte por parte em uma linha de montagem convencional, o novo processo poderia consistir em pr-aplicar a cola em todas as peas e, em seguida, cur-las medida que se movem ao longo da correia transportadora. Sem fornos, isso levaria a muito menos tempo de inatividade e produo mais eficiente,” disse o professor Raju Ramanujan, da Universidade Tecnolgica de Nanyang.

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