بهبود چسب ها با استفاده ار فناوری نانو

نانوفناوری و بهبود چسب

نانوکامپوزیت های پلیمری به عنوان ترکیبی از دو فاز ماتریس پلیمری و فاز نانو شناخته می شوند.بسیاری از چسب های ساختمانی بر پایه پلیمرهای گرمانرم ساخته می شوند.

فاز نانو می بایست حداقل دارای یک بعد در مقیاس نانو باشد.

این کامپوزیت ها از راه پخش کردن نانوپرکننده ها  در ماتریس های پلیمری تهیه می شوند.

نانوتقویت کننده ها به سبب ابعاد کوچک و سطح تماس بزرگ، می توانند تلفیقی بی نظیر از خواص داشته باشند.

که دست یابی به آنها با پرکننده های میکرونی متداول، ممکن نیست.

استحکام مکانیکی چسب

در پلیمرهای گرمانرم، استحکام مکانیکی با افزودن نانوذرات افزایش می یابد.

بسیاری از چسب های ساختمانی بر پایه پلیمرهای گرمانرم ساخته می شوند.

نانوذرات از پیش جهت دهی می شوند یا ممکن است به کمک جداسازی فازی یک پلیمر از محلول اولیه در زمان انعقاد جهت دهی شوند.

نانوذرات معدنی مانند شیشه یا میکا نیز بر سفتی اثر می گذارند.

افزون بر این، فرمول آمیخته دارای ترکیب ذرات شیشه و پلاستیک، سفتی بیشتری دارد.

روش بهبود پلیمر و افزایش استحکام مکانیکی آنها با استفاده از نانوذرات یا نانوتقویت کننده ها

• چسب های تقویت شده با نانوذرات معدنی
• چسب های تقویت شده با نانولوله های کربنی
• چسب های تقویت شده با نانوالیاف کربن

چسب های تقویت شده با نانوذرات معدنی

اغلب پژوهش ها در زمینه افزودن نانوذرات به چسب، بر روی چسب های اپوکسی انجام شده است.

آنها در مقایسه با سایر چسب ها، اتصالاتی با مقاومت برشی بیشتر و خواص خزشی مناسب تر ایجاد می کنند.

مقاومت به لایه لایه شدن اتصالات اپوکسی، به نسبت کم است.

با توجه به خواص مناسب اپوکسی  برای کاربردهایی با عملکرد ویژه و قیمت مناسب استفاده می شود.

از سوی دیگر بهبود خواص آن، افزایش قیمت حاصل از افزودن نانوذرات را جبران می کند.

در حقیقت افزودن نانوذرات به چسب های اپوکسی، ضعف های این چسب (مقاومت و سفتی) را برطرف می کند.

همچنین با افزودن نانوذرات، رسانندگی الکتریکی این رزین ها افزایش می یابد.

چسب های اپوکسی برای اتصال نانوگامپوزیت های تقویت شده با الیاف کربن و فلزی به کار می روند.

از آنجایی که هر دوی این مواد رسانای الکتریکی اند، رسانا بودن اتصال آنها نیز مهم است.

بنابراین استفاده از چسب رسانای الکتریکی مفید است.

افزودن نانوذرات آلومینا باعث افزایش چشمگیر مقاومت چسب اپوکسی می شود.

چسب های تقویت شده با نانولوله های کربنی

از جمله نانوتقویت کننده هایی که امروزه تقش بسزایی در تقویت چسب ها دارد، نانولوله های کربنی است.

نانولوله های کربن ممکن است از یک یا تعداد زیادی لوله های گرافن تشکیل شده باشند که به آنها تک دیواره یا چند دیواره می گویند.

به منظور دستیابی به بهترین خواص نانوکامپوزیت، لازم است تا نانولوله های کربنی درون ماتریس کامپوزیت به خوبی پراکنده شود.

برای رسیدن به پراکنش درست نانولوله ها در ماتریس اپوکسی، روش های بسیاری مانند استفاده از حلال و ماده فعال در سطح پیشنهاد شده است.

سایر روش های پراکنش برمبنای اختلاط با سرعت زیاد است که شامل همزن های مکانیکی با سرعت زیاد یا فراصوت دهی می باشد.

چسب های تقویت شده با نانوالیاف کربن

نانوالیاف کربن که از رسوب بخار کربن به دست می آیند، اغلب قطری بین 20 تا 200 نانومتر و طول متغییر 10 تا 100 میکرومتر دارند.

مقاومت مکانیکی نانوالیاف کربن حدود 2.5 تا 3.5 گیگاپاسکال است.

خواص مکانیکی نانوالیاف کربن از نانولوله های کربن ضعیف تر بوده اما مزیت نانوالیاف کربن در طول بیشتر و قیمت کمتر آنها می باشد.

طول بلند این الیاف عامل مهمی برای استفاده از آنها به عنوان نانوپرکننده در کامپوزیت هایی است که به مقاومت زیادی نیاز دارند.

توزیع ترک که بیانگر مقاومت و استحکام مکانیکی کامپوزیت است، در کامپوزیت های تقویت شده با الیاف بلند کنترل شدنی است.

چسب می بایست سطح زیرکار خود را به خوبی تر نماید، مقدار ترکنندگی با زاویه تماس مشخص می شود.

هرچه زاویه تماس کوچک تر باشد، ترکنندگی بیشتر است.

افزودن نانوپرکننده به رزین، به افزایش چشمگیر گرانروی مخلوط منجر می شود.

تقویت آنها با نانوالیاف کربن، به کاهش مقاومت الکتریکی و افزایش رسانندگی گرمایی منجر می شود.

گردآوری:کیوسک نانو