(圖片來源:美國化學理事會)

       研究表明，一種新型"可逆性"膠水可讓修復/重連后的粘接更加牢固。

       日前，ACC美國化學理事會 (American Chemistry Council) 和美國密歇根州立大學 (MSU) 的研究人員展示了一種新型"可逆性"多材料連接粘合劑。這種粘合劑的特別之處可以讓修復/重連之后的粘接更為牢固，而這種特性將極大地便利一些大量采用碳纖維增強材料 (CFRP) 車型的維修保養和報廢回收。

       在美國密歇根州特拉弗斯市舉辦的管理研討會 (MBS) 期間，美國索爾維特種聚合物 (Solvay Specialty Polymers) 公司汽車業務發展經理、美國化學理事會汽車工作組現任輪值主席Sandra McClelland表示，"今年，研究人員發現，我們可以使用這種粘合劑進行部件粘合，而后將粘合的部件分離，最后再次進行二次粘合，而'愈合'后的新連接甚至比第一次粘合更加牢固。這意味著，經過這種膠水的修復，一個在車禍中受到損壞的碳纖維車架可能比碰撞之前更加結實，而里程已經50,000 英里的車輛進行修復，車輛的碳纖維車架甚至比出廠時更加結實。"

       McClelland 介紹了索爾維公司與密歇根州立大學復合汽車研究中心 (Composite Vehicle Research Center) 及 Mahmoodul Haq 博士在可逆性多材料粘接合作研究項目中的最新發現。這種新型粘接劑的研發，主要是為了滿足汽車行業對連接技術的多項要求，包括:不同材料(塑料、鋼、鋁和復合材料)的連接、車輛減重、連接牢固性(ASTM 美國材料與試驗協會的結構效率測試)、45 秒內完成粘接工序，以及連接過程可逆等。也就是說，粘接后的部件可以在當地車廠的維修保養環節中分離，并"重新進行連接"，使車輛報廢后的復合材料回收也將更加便捷快速。

       在管理研討會上，McClelland 表示，這種"神奇的膠水"是美國化學理事會和密歇根州立大學的聯合研究成果，目前看來可以滿足汽車行業的上述各種要求。這種熱塑性粘合劑的另一個特殊之處在于，可以將需要連接的組件接縫完全連接在一起，而非僅連接部分粘接點。此外，由于連接處的擴展應力"相當強"，廠商還可以顯著減少這種粘合劑的用量，從而實現額外的車輛減重效果。

可逆性粘合劑可以在車輛的維修保養和報廢回收過程中發揮巨大作用，特別是對BMW i8 等大量采用碳纖維增強材料的車型來說，尤其如此。(圖片來源:BMW) 

       可逆性過程

       McClelland 表示，這種熱塑性粘接劑可以在不到 1 分鐘內完成融化、分離、重連的完整過程，完全符合車輛裝配廠對粘接工藝的速度要求。具體來說，這種可逆性粘接劑內含大量磁性納米鐵微球，而這些金屬納米顆粒將在電流通過時產生振動，并在幾秒內快速升溫至很高的溫度(300 到 800°F之間)，從而在周圍材料開始變熱之前完成融化分離過程。此后，這種粘合劑還可以在幾秒鐘內硬化，也就是從本質上成為了一種可是隨時滿足融化分離和重新粘接需求的"快干膠水"。

       密歇根州立大學的研究人員首先使用加熱的粘接劑連接多種不同材料，而后對這些連接處進行了失效測試，并按照 ASTM 協會對抗疲勞強度、剪切應力、沖擊應力、彎曲蠕變模量等參數的標準，評估這些連接處的結構效率。此后，研究人員利用電磁線圈在 30 秒內重新融化粘合劑，并對"愈合"后的新連接進行平行重復試驗。數據表明，新形成的連接更牢固。

       McClelland 表示，"通過融化粘合劑并重新賦予它所需的能量，新連接的結晶程度比之前更高，而聚合物的結晶程度可以在一定程度上決定該聚合物的強度。"

       McClelland補充說，研發人員將首先嘗試降低這種粘接劑的成本，然后逐步進行商業化推廣，但目前尚未制定具體的時間計劃。

       據 McClelland介紹，"這種粘接劑具備在修復后更加牢固的特點，可以在一定程度上解決汽車行業所面對的'連接點'疲勞問題。"