چسب‌های پایه ‌آب با کمک مواد نانوکامپوزیتی عملکرد بهتری خواهند داشت

به گزارش ایسنا، چسب‌های پایه‌ آب به دلیل مزایای محیط‌زیستی خود، توجه بسیاری از صنایع را جلب کرده‌اند. با این ‌حال، این نوع چسب‌ها همچنان با چالش‌هایی مانند استحکام پایین چسبندگی به سطوح مختلف، به ‌ویژه در شرایط مرطوب یا خیس، مواجه‌اند. از سوی دیگر، تبخیر سریع آب می‌تواند مشکلاتی مانند ایجاد حباب و خشک شدن نامنظم را به همراه داشته باشد که عملکرد و ظاهر چسب را تحت تأثیر قرار می‌دهد.

علاوه بر این، تنظیم ترکیب چسب‌های پایه ‌آب برای داشتن محتوای جامد بالا و درعین‌ حال حفظ ویسکوزیته‌ی پایین، فرایندی پیچیده و دشوار است. این چالش‌ها باعث شده است که دانشمندان به دنبال راهکارهای نوینی برای بهینه‌سازی عملکرد این چسب‌ها در کاربردهای صنعتی باشند.

تیمی از پژوهشگران به سرپرستی کن چن از دانشگاه علم و فناوری جنوب چین موفق شده‌اند نانوکامپوزیت پیشرفته‌ای موسوم به POT-PVA را تولید کنند. این نانوکامپوزیت از ترکیب پلی ‌وینیل ‌الکل (PVA) و خوشه‌های پلی ‌اکسوتنگستات (POTs) در ابعاد یک نانومتری ساخته شده است. این ترکیب جدید چسبندگی فوق‌العاده‌ای به سطوح آب‌ دوست داشته و از چگالی بالای پیوندهای عرضی برخوردار است. میزان انرژی شکست این چسب به بیش از ۶٫۲۳ کیلوژول بر متر مربع می‌رسد که نشان ‌دهنده‌ی استحکام بالای آن است. پژوهشگران یافته‌های خود را در مجله‌ی نانوریسرچ (Nano Research) منتشر کرده‌اند.

کن چن، سرپرست این پژوهش و استاد دانشگاه علم و فناوری جنوب چین، دراین‌باره گفت: «این نوآوری توانسته است مشکلات اساسی چسب‌های پایه‌ آب، از جمله سرعت پایین خشک شدن، ضعف در چسبندگی به سطوح مرطوب و دشواری در ایجاد تعادل بین محتوای جامد بالا و ویسکوزیته‌ی پایین را برطرف کند. نانوکامپوزیت POT-PVA نه ‌تنها این موانع را پشت سر گذاشته، بلکه استانداردهای جدیدی را در تولید چسب‌های دوست‌دار محیط‌ زیست، چندمنظوره و مقاوم در شرایط مختلف به ثبت رسانده است.»

پلی ‌اکسوتنگستات‌های نوع Keggin به ‌عنوان یکی از اجزای کلیدی این نانوکامپوزیت، تأثیر شگرفی بر ساختار و عملکرد چسب دارند. این ترکیبات دارای پایداری حرارتی و شیمیایی بالایی بوده و می‌توانند به‌ عنوان گونه‌های فعال در واکنش‌های اکسیداسیون احیاء، کاتالیست‌ها و حتی اجزای سازنده‌ی ساختارهای فرا مولکولی به ‌کار گرفته شوند.

یکی از اثرات مهم این ترکیبات، کاهش بلورینگی PVA از طریق اثر کائوتروپیک (Chaotropic Effect) است. این پدیده باعث افزایش انعطاف‌پذیری زنجیره‌های پلیمری شده و در نهایت منجر به بهبود چسبندگی، درعین‌ حال حفظ استحکام و دوام چسب می‌شود.

با افزایش تقاضا برای چسب‌های پرقدرت و دوستدار محیط‌ زیست، چسب‌های سنتی با چالش‌های فراوانی مواجه شده‌اند. بسیاری از این چسب‌ها نمی‌توانند عملکرد مطلوبی در شرایط سخت از خود نشان دهند و این مسئله کاربرد آن‌ها را در برخی از صنایع محدود می‌کند.

نانوکامپوزیت POT-PVA توانسته است این مشکل را برطرف کند و چسبندگی پایداری را در بازه‌ی دمایی منفی ۱۹۶ تا مثبت ۱۰۰ درجه‌ی سانتی‌گراد ارائه دهد. این ویژگی، آن را به گزینه‌ای ایده‌آل برای کاربرد در محیط‌های بسیار سرد یا بسیار گرم تبدیل می‌کند.

به نقل از ستاد نانو، پژوهشگران معتقدند که نانوکامپوزیت POT-PVA می‌تواند صنایع مختلفی از جمله ساختمان‌سازی، خودروسازی، هوافضا و الکترونیک را متحول کند. این چسب به دلیل دوام بالا در شرایط محیطی سخت و تأثیرات زیست‌ محیطی کمتر، گزینه‌ای مناسب برای جایگزینی بسیاری از چسب‌های موجود در بازار خواهد بود.

انتهای پیام