Colagem com o simples premir de um botão
Adesivos microencapsulados: à procura de parceiros da indústria e da investigação
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As microcápsulas que contêm um adesivo reativo de dois componentes podem simplificar os processos de colagem na indústria e na montagem, melhorando simultaneamente a segurança no trabalho: o adesivo fica inicialmente confinado de forma segura nas cápsulas, o contacto com componentes reativos expostos pode ser reduzido e a ativação ocorre apenas durante a prensagem à temperatura ambiente. O Instituto Fraunhofer de Investigação Aplicada em Polímeros (IAP), no Parque Científico de Potsdam, procura parceiros da indústria e da investigação que pretendam contribuir com componentes específicos, materiais de suporte ou processos de montagem para ensaios orientados para a aplicação.
A colagem une componentes em grandes áreas de superfície, junta materiais diferentes e permite conceções leves. Na prática industrial, no entanto, a aplicação de adesivo é frequentemente uma etapa adicional do processo: os adesivos têm de ser dosados, aplicados e curados. O manuseamento direto de componentes adesivos reativos também pode impor exigências adicionais em termos de segurança no trabalho, gestão de processos e formação. Dependendo do sistema de materiais, da temperatura, do substrato e da carga, o efeito adesivo das fitas adesivas convencionais também pode variar.
Como é que a pressão se transforma em resistência adesiva?
Uma nova abordagem baseada na microencapsulação visa simplificar estas etapas. No Fraunhofer IAP, os investigadores estão a desenvolver cápsulas microscópicas que contêm os componentes de um adesivo de dois componentes, no âmbito do Cluster de Excelência Fraunhofer «Materiais Programáveis» (CPM).
«Pode pensar nas microcápsulas como muitos pequenos reservatórios de adesivo», afirma o Dr. Christian Neumann, investigador do Fraunhofer IAP. Cada cápsula contém um dos dois componentes. Enquanto as cápsulas permanecerem intactas, o sistema permanece inativo. Quando é aplicada pressão, as cápsulas rebentam. Os componentes entram em contacto e o adesivo reticula. Isto cria uma ligação forte precisamente na superfície de contacto. «Uma grande vantagem é que esta reticulação ocorre à temperatura ambiente. Por conseguinte, não são necessários aquecimento adicional nem etapas de cura suplementares», afirma Neumann.
O desafio técnico reside na própria encapsulação: os adesivos de dois componentes são materiais reativos e podem reagir com os produtos químicos utilizados durante a produção do invólucro da cápsula. No entanto, os investigadores conseguem ajustar a composição química da cápsula com grande precisão. Como resultado, os componentes adesivos permanecem ativos, estão confiávelmente encapsulados, podem ser armazenados e processados, e abrem-se de forma controlada durante a pressão.
Quais são os dois fatores que tornam o manuseamento do adesivo mais seguro?
«Para aplicações industriais, é crucial que o adesivo esteja inicialmente encapsulado de forma segura», afirma Neumann. «Isto significa que os colaboradores têm menos contacto direto com os componentes reativos, uma vez que a ativação só ocorre durante a etapa de união.»
Para processos de colagem industrial, esta abordagem combina duas vantagens. Em primeiro lugar, o encapsulamento reduz o manuseamento a céu aberto de adesivos: os componentes reativos são libertados na linha de colagem apenas durante a união. Isto pode simplificar o manuseamento e contribuir para a segurança no trabalho durante o processamento.
Em segundo lugar, os investigadores estão a concentrar-se em sistemas adesivos sem isocianatos, à base de acrilatos ou epóxis. Isto torna o sistema de cápsulas e suportes interessante para aplicações em que as empresas pretendem evitar a utilização de adesivos que contenham isocianatos.
Como é utilizado o tecido adesivo?
Na próxima etapa, as microcápsulas serão aplicadas em materiais de suporte em forma de folha que possam ser processados como um material intercalar. As opções adequadas incluem suportes têxteis, telas de fibra ou outros materiais em forma de folha. «Isto transforma o adesivo num material fácil de manusear: pode ser posicionado no componente e só desenvolve o seu efeito durante a etapa de união», explica Neumann.
Os possíveis campos de aplicação incluem processos em que os componentes precisam de ser colados ou unidos em grandes áreas, de forma controlada e sem aplicação aberta de adesivo. Na indústria automóvel, por exemplo, as pilhas de baterias constituem um possível caso de utilização. Outros campos de aplicação incluem a engenharia mecânica, o fabrico de eletrónica e componentes microestruturados com canais finos, onde os métodos convencionais de dosagem e aplicação são tecnicamente complexos, de difícil acesso ou economicamente pouco atraentes.
Para desenvolver estes têxteis adesivos, o Fraunhofer IAP combina a sua experiência em microencapsulação com ensaios orientados para a aplicação. A resistência das ligações resultantes está a ser investigada em conjunto com o Instituto Fraunhofer de Máquinas-Ferramentas e Tecnologia de Conformação (IWU) e constitui a base para avaliar de forma direcionada os campos de aplicação adequados com os parceiros.
Prontos para testes práticos?
A abordagem vai agora ser transferida para aplicações concretas. Para o efeito, o Fraunhofer IAP procura parceiros da indústria e da investigação que possam contribuir com os seus próprios componentes, materiais de suporte ou processos de montagem. São particularmente relevantes as empresas que pretendam simplificar os processos de união de folhas, tornar o manuseamento de adesivos mais seguro ou integrar o processo de colagem de forma mais eficaz nos fluxos de trabalho de montagem existentes. «Juntos, podemos analisar se o sistema de cápsulas e suportes pode ser adaptado a requisitos específicos e quais as quantidades de material necessárias para testes orientados para a aplicação», afirma Neumann.
Se um parceiro apresentar um caso de utilização adequado, o Fraunhofer IAP adaptará o sistema de cápsulas e suportes especificamente a esse caso. Na unidade piloto de síntese do Centro de Unidades Piloto Fraunhofer para Síntese e Processamento de Polímeros (PAZ) do Fraunhofer IAP, também é possível produzir microcápsulas numa escala que pode atingir várias toneladas. Isto significa que estão disponíveis quantidades suficientes de material para testar a tecnologia em condições orientadas para a aplicação.
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
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