德国弗劳恩霍夫IAP开发微胶囊粘合剂
2026-07-07 10:23
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维度网讯,德国弗劳恩霍夫应用聚合物研究所IAP(Fraunhofer Institute for Applied Polymer Research IAP)开发出一种微胶囊粘合剂技术,将双组分粘合剂组分封装在微胶囊中,通过施压触发粘合反应,无需额外固化步骤。

粘接连接技术能够在大面积上实现组件接合,组合不同材料,并促进轻量化结构。然而,工业实践中涂胶通常涉及计量、涂布和固化等额外工艺步骤,直接处理反应性粘合剂组分对职业安全、工艺控制和操作培训提出了更高要求。传统胶带的粘合力也可能因材料体系、温度、基材和载荷差异随时间变化。

为应对上述挑战,弗劳恩霍夫IAP在弗劳恩霍夫卓越集群可编程材料CPM(Fraunhofer Cluster of Excellence Programmable Materials CPM)框架内开发了新型微胶囊。每个胶囊封装双组分粘合剂体系中的一种组分,在胶囊保持完整时,体系呈惰性状态。施加压力后,胶囊破裂,两种组分相遇并交联,在接触面上形成牢固结合,该过程在室温下完成,无需额外固化步骤。

主要技术挑战在于封装本身,因为反应性双组分粘合剂可能与胶囊壳成型化学品发生相互作用。据弗劳恩霍夫IAP科学家克里斯蒂安·诺伊曼博士(Dr Christian Neumann)介绍,可通过精确调控胶囊化学使粘合剂组分保持活性、实现可靠封装、可储存和加工,并在受压时选择性打开。由于粘合剂仅在接合步骤中激活,操作人员与反应性组分的直接接触得以减少。研究人员专注于基于丙烯酸酯或环氧化物的无异氰酸酯粘合剂体系,该技术对希望避免含异氰酸酯配方的企业具有吸引力。

在下一开发阶段,微胶囊将应用于平面载体材料,如织物基材或纤维针织品,使粘合剂成为可定位的中间层材料,仅在接合时激活。潜在应用包括汽车行业电池堆叠、机械工程、电子制造以及带有精细通道的微结构组件,传统计量和涂布方法在这些领域技术要求较高或经济上不具优势。粘合强度正与弗劳恩霍夫机床与成型技术研究所IWU(Fraunhofer Institute for Machine Tools and Forming Technology IWU)联合评估。在弗劳恩霍夫聚合物合成与加工中试工厂PAZ(Fraunhofer Pilot Plant Centre for Polymer Synthesis and Processing PAZ),微胶囊可达到吨级生产规模,为应用导向测试提供充足材料。该研究所现正寻求工业和研究合作伙伴,共同贡献特定组分、载体材料或组装工艺。

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