שדרוג פיזי וטכני לדבקי אפוקסי

דבקי אפוקסי נמצאים בשימוש נרחב במפעלים ובתעשיות, בעיקר משום שהם עמידים לכימיקלים, אינם מחלידים, מבודדים חשמלית ומתחזקים בטמפרטורת החדר. אבל יש להם גם חיסרון אחד מרכזי: הם עלולים להיות שבירים מאוד אחרי שהם מתקשים.

כדי לפתור את הבעיה הזאת, מדענים ניסו להוסיף לדבק תוספים כגון חומרים פלסטיים, חלקיקי נאנו וגומי נוזלי. בשנים האחרונות פותחו גם חלקיקים מיוחדים בשם CSR - חלקיקים גמישים עם מעטפת קשיחה. הם נועדו לחזק את הדבק בלי לפגוע בעמידות שלו.

אבל לחלקיקי CSR יש נטייה להידבק זה לזה, והדבר מקטין את היעילות שלהם. הפתרון? לצפות אותם בקבוצות של חומרים כימיים מתאימים. באחד המחקרים הטכניים שמפורט במאמר שפורסם במגזין הטכנולוגי Scientific Reports, עורכי המחקר שילבו את CSR עם חלקיקי ננו של תחמוצת אבץ (ZnO) כדי לשפר את החוזק והעמידות של הדבק.

בשלב הראשון הם הכינו את חלקיקי ה־CSR הנמצאים בשני שלבים של תגובה כימית. אחר כך ערבבו אותם עם שרף אפוקסי וחומר דילול והוסיפו את חלקיקי ה־ZnO. את התערובת מרחו על לוחות מתכת והעבירו אותה בשלל בדיקות, הן מבחינה כימית והן מבחינה מכנית.

התוצאות היו מרשימות: הוספה של כמות קטנה של חלקיקי ZnO שיפרה את חוזק המתיחה של הדבק ב־60% ואת הגמישות ב־37%. השילוב של 2.5 יחידות CSR ו־2.0 יחידות ZnO הביא לתוצאה הכי טובה במדידת חוזק ועמידות. גם מבחינת עמידות בגזירה (כאשר מושכים את החומר לצדדים) נרשם שיפור ממשי, חוזק של עד 27% יותר מהדבק הרגיל.

בתמונות שצולמו דרך מיקרוסקופ ייחודי רואים בבירור כי הדבק הרגיל מתפרק באופן חלק, ואילו הדבק החדש מתפרק באופן פחות סדיר. זה סימן פיזי וטכני ברור שהוא סופג פגיעות ושינויים פיזיים באופן טוב ואפקטיבי יותר. גם הבדיקות התרמיות הראו שיפור ניכר בעמידות לחום. החוקרים ניתחו את כל הנתונים גם בעזרת בינה מלאכותית, שאימנה מודל שיכול לחזות מראש איך יתפקד הדבק לפי ההרכב הפיזי והטכני שלו. תוצאת התחזיות זהה כמעט לתוצאות האמיתיות.

לפרטים נוספים