Influence of magnetization on thermal and debonding properties of TEPs

Abstract

Hoy en día, las aplicaciones de unión adhesiva están creciendo en muchas industrias, como la automotriz, la aeronáutica o la electrónica. Sin embargo, su reciclabilidad no es fácil ya que es un proceso irreversible y las juntas adhesivas no se pueden desmontar sin dañar los sustratos. En los últimos años hay un gran interés el desarrollo de nuevas tecnologías y procesos de desunión, siendo lo más común la incorporación de cargas que permitan el despegue. Centrándose en la última tecnología, las partículas térmicamente expandibles (TEP) están formadas por una carcasa termoplástica llena de hidrocarburo líquido. Cuando se someten a calor, la cáscara se ablanda y se produce la gasificación del hidrocarburo. Por tanto, se expanden produciendo el desprendimiento de la junta [1]. Por otro lado, la adición de estos nanorrellenos cambia las propiedades adhesivas y es interesante crear una distribución de partículas a medida magnetizando las partículas y moviéndolas aplicando un campo magnético [2]. En este trabajo se utilizaron partículas de Expancel 031 DU 40. Su diámetro varía de 10 a 16 μm. Como adhesivo se utilizó un adhesivo epoxi Araldite® LY 1564 SP con endurecedor Aradur® 5003-1 BD. Los TEP se magnetizaron con el método desarrollado previamente [3] y se estudió el efecto de la adición de TEP magnetizados y no magnetizados sobre las propiedades térmicas del adhesivo epoxi. Además, se ha determinado el efecto del proceso de magnetización sobre las propiedades de desunión de los TEP.

Nowadays, adhesive bonding applications are growing in many industries, like automotive, aeronautics or electronics. However, its recyclability is not easy since it is an irreversible process and adhesive joints cannot be dissembled without damage the substrates. In the last years, the development of new debonding technologies and processes are becoming of great interest, being the most common the addition of fillers that allow the debonding. Focusing in the last technology, thermally expandable particles (TEPs) are formed by a thermoplastic shell filled with liquid hydrocarbon. When they are subjected to heat, the shell is softened and the gasification of the hydrocarbon occurs. Therefore, they expand producing the debonding of the joint [1]. On the other hand, the addition of these nanofillers change the adhesive properties and it is interesting to create a tailored particle distribution by magnetizing the particles and moving it applying a magnetic field [2]. In this work, Expancel 031 DU 40 particles were used. Their diameter ranges from 10 to 16 μm. As adhesive, an epoxy adhesive Araldite LY 1564 SP with Aradur 5003-1 BD hardener was used. TEPs was magnetized with the method previously developed [3] and the effect of the addition of non-magnetized and magnetized TEPs on thermal properties of the epoxy adhesive has been studied. Besides, the effect of the magnetization process on the debonding properties of TEPs has been determined.