Les époxys à deux composants, qui nécessitent du mélange de résine et d’agent de durcissement avant utilisation, souffrent souvent de problèmes tels que les erreurs de rapport de mélange, les temps de travail limités et le durcissement incohérent. De plus, ils doivent être utilisés immédiatement après le mélange, conduisant à des résidus gaspillés.
Pour relever ces défis, les époxys à un composant ont attiré l’attention. Les époxys à un composant sont pré-mélangés, ce qui les rend faciles à utiliser, la réduction du temps de traitement et l’assurance de la qualité cohérente sans mélange. En particulier, l’utilisation d’agents de durcissement latent permet de se déclencher de durcissement uniquement dans des conditions spécifiques (par exemple, exposition à la chaleur ou aux UV), améliorant considérablement la stabilité du stockage.
Cependant, les époxys conventionnels à un composant ne sont stables qu’à température ambiante (inférieurs à 25 ° C), limitant leur stockage dans des conditions à haute température et les rendant sujets aux dangers.
L’équipe de recherche du Dr Jaewoo Kim au Corée Institute of Science and Technology (KIST), en collaboration avec l’équipe du professeur Chongmin Koo à l’Université Sungkyunkwan, a développé une solution pour surmonter ces limites: la « solution à une composante époxy / mXene ».
Le travail est publié dans le journal Matériaux avancés.
Ce matériau innovant est constitué de résine époxy, de particules d’agent de durcissement latent à l’imidazole polymère et d’un nanomatériau bidimensionnel appelé MXENE. En introduisant un agent de durcissement latent avec une réactivité supprimée de manière physique et chimique, l’équipe a atteint la stabilité du stockage pendant plus de 180 jours à une température élevée de 60 ° Ca amélioration remarquable par rapport aux produits conventionnels qui maintiennent la stabilité pendant environ 40 jours à 25 ° C.
De plus, le nanomatériau MXENE améliore considérablement le retard de flamme tout en améliorant la conductivité électrique et la stabilité thermique.
La solution démontre également des performances ignifuges exceptionnelles. Il augmente l’indice d’oxygène limitant (LOI) de 12% et réduit le taux de libération de chaleur maximal (PHRR) de 85%, atteignant la cote ignifuge la plus élevée de la flamme V0.
Cela marque une amélioration significative par rapport aux produits conventionnels, qui sont sujets aux risques d’incendie. Mécaniquement, le matériau excelle avec une amélioration de 46% de la résistance à la traction et une augmentation de 158% de la résistance à l’impact, assurant à la fois la stabilité et la durabilité.
L’équipe de recherche attribue ces améliorations de performance à la réaction Diels-Alder de l’agent de durcissement latent et des propriétés catalytiques de MXENE.
Cet époxy innovant à un composant montre un potentiel élevé d’applications dans les adhésifs, les revêtements et les matériaux de blindage électromagnétique. Il est particulièrement prometteur en tant que matériau composite haute performance de nouvelle génération pour les industries de télécommunications, de dispositifs électroniques et de construction.
L’équipe prévoit de tirer parti davantage la haute conductivité électrique de MXENE pour développer des composites avec des propriétés électromagnétiques de blindage et de chauffage Joule. Cela permettra un large éventail d’applications industrielles et améliorera la compétitivité mondiale.
Le Dr Jaewoo Kim de Kist a déclaré: « Cette technologie représente un époxy innovant à un composant qui atteint à la fois une stabilité de stockage à haute température et un retard de flamme, ce qui le rend très applicable dans les contextes industriels. Grâce à notre collaboration avec l’Université Sungkyunkwan, nous visons à renforcer le monde entier. compétitivité. »
Le professeur Chongmin Koo de l’Université de Sungkyunkwan a souligné: « Les propriétés de nanomatériaux bidimensionnelles uniques de MXENE le rendent polyvalent pour développer des matériaux composites avec un retard de flamme et une stabilité thermique, soulignant la signification de cette recherche. »
Plus d’informations:
Sungmin Jung et al, nanocomposites époxy / mXene entièrement un avec un agent de durcissement latent imidazole polymère de type perle pour améliorer la stabilité du stockage et le retard de flamme, Matériaux avancés (2024). Doi: 10.1002 / ADMA.202408674