چسب پلی‌یورتان ذوب داغ با دینامیک قوی، قابل جدا شدن و خود ترمیم شونده

           چکیده

مرجع پلیمر در بازار ایران (پلیم پارت) : به عنوان گروهی از چسب‌های سازگار با محیط زیست، چسب‌های ذوب-داغ پلی‌یورتان (HMA[1]) به طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند. با این حال، HMA های پلی‌یورتان ترموپلاستیک (TPU[2]) و ترموست (PUR[3])  دارای کاستی‌های خاصی هستند. استحکام چسبندگی و مقاومت در برابر حلال TPU-HMAها به دلیل ساختار خطی آنها نسبتا ضعیف است. PUR-HM[4]ها غیر قابل استفاده مجدد و غیر قابل بازیافت با قدرت چسبندگی اولیه پایین هستند. این ویژگی‌ها کاربردهای آنها را بسیار محدود می‌نماید. در اینجا، از پیوندهای برگشت پذیر اکسیم-کاربامات برای ساختن یک HMA پلی‌یورتان با پیوند عرضی دینامیکی (DPU-HMA[5]) استفاده شده است، که مزایای هر دو حالت TPU-HMA و PUR-HMA را ترکیب می‌نماید. آزمایشات برشی همپوشان[6] برای فولاد ضد زنگ نشان داد که DPU-HMA دارای قدرت چسبندگی اولیه (0/93 ± 3/47 مگاپاسکال پس از پخت[7] 5 دقیقه) و نهایی (0/13 ± 5/71 مگاپاسکال پس از پخت یک روز) است که بسیار بالاتر از چسب تجاری 3M PUR -HMA است ( 0/01 ±  0/02 مگاپاسکال پس از پخت 5 دقیقه؛ 0/13 ± 4/07مگاپاسکال پس از پخت 14 روز). DPU-HMAها مقاومت برشی همپوشان متوسطی را در حلال (استون) حفظ کردند، در حالی کهTPU-HMA ها کاملاً حل شدند.DPU-HMA ها در اتصال چندین لایه مواد از جمله فلز، پلاستیک، چوب و کامپوزیت‌ها موثر بودند. علاوه بر این، DPU-HMAها دارای ویژگی‌های هوشمندی بودند، مانند جداسازی در صورت تقاضا و خود ترمیمی به دلیل شبکه دینامیک خود. انتظار می‌رود که این نوع جدید از چسب برای کاربرد ها در الکترونیک ، خودرو و هوا فضا مفید باشد. استراتژی طراحی مولکولی ممکن است برای سایر سیستم‌های چسب نیز قابل اجرا باشد.

نتیجه گیری

به‌طور خلاصه، پیوندهای دینامیک اکسیم-کاربامات به یک شبکه پلی‌یورتان متقابل برای تولید نوع جدیدی از چسب پلی‌یورتان ذوب-داغ (DPU-HMA) با اتصالات عرضی معرفی شدند. DPU-HMA پخت سریع، قدرت چسبندگی اولیه و نهایی عالی و تحمل حلال خوب را نشان داد. عملکرد کلی نسبت به چسب‌های پلی‌یورتان ترموپلاستیک و ترموست سنتی برتر بود. DPU-HMA به‌طور موثری می‌توان طیف وسیعی از مواد از جمله فلز، چوب، پلاستیک و کامپوزیت‌ها را به هم چسباند. علاوه بر این،DPU-HMA  دارای ویژگی‌های هوشمندی است، مانند جدا شدن پیوند در صورت نیاز و خود ترمیمی به دلیل ماهیت دینامیکی شبکه پلیمری آن. به‌طور کلی، DPU-HMA  مزایای ترکیب چسب‌های پلی‌یورتان ترموپلاستیک و ترموست را دارا می‌باشد و در عین حال بر مشکلات آنها غلبه نموده است. با توجه به کاربردهای گسترده چسب‌های پلی‌یورتان، انتظار می‌رود که این چسب دینامیکی در بسیاری از زمینه‌ها مانند الکترونیک، خودروسازی و صنایع هوافضا مفید باشد.

[1] Hot-melt adhesives

[2] thermoplastic

[3] thermoset

[4] Polyurethane hot-melt adhesive

[5] crosslinked polyurethane HMA

[6] Lab shear test

[7] curing

sources:

The Royal Society of Chemistry and the Chinese Chemical Society 2019, Mater. Chem. Front, Cite this: DOI: 10.1039/c9qm00233b.

دکتر غلامحسین ظهوری