Forscherinnen und Forscher der UNIST haben neuartige Vernetzer entwickelt, die m-xylylen-diisocyanat (XDI) und 1,3-bis(isocyanatomethyl)cyclohexan (H6XDI) als harte Segmente und Poly(ethylenglykol) (PEG) als weiche Segmente verwenden. Durch die Integration dieser Materialien in druckempfindliche Klebemittel (PSA) konnten sie eine verbesserte Wiederherstellbarkeit und eine hohe Haftfestigkeit (~25,5 N 25 mm¹) erreichen. Das PSA, das mit H6XDI-PEG-diacrylat (HPD) formuliert wurde, zeigte eine außergewöhnliche Stabilität bei wiederholter Verformung und eine hohe optische Transparenz (>90%). Mit ihrer Forschung wird das Problem des Ausgleichs von Haftfestigkeit und Elastizität angegangen, und es ergeben sich Möglichkeiten für flexible elektronische Geräte. Die Studie wurde unterstützt vom Forschungsfonds “2023 Research Fund” der UNIST, der Nationalen Forschungsstiftung (NRF) Koreas, der Verwaltung für Beschaffungsprogramme und dem Ministerium für Handel. Die Ergebnisse wurden in “Advanced Functional Materials” veröffentlicht.
Einführung
In dieser Studie haben Forscher der UNIST (Ulsan National Institute of Science and Technology) neuartige Vernetzer entwickelt, die m-xylylen-diisocyanat (XDI) und 1,3-bis(isocyanatomethyl)cyclohexan (H6XDI) als harte Segmente und Poly(ethylenglycol) (PEG) als weiche Segmente einsetzen. Durch die Integration dieser Materialien in druckempfindliche Klebstoffe (PEAs) konnten sie die Wiederherstellbarkeit verbessern und eine hohe Haftfestigkeit erreichen.
Hintergrund
Druckempfindliche Klebstoffe (PEAs) werden in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, darunter medizinische Verbände, Bänder und flexible Elektronik. Die Herausforderung besteht darin, eine Balance zwischen Haftfestigkeit und Elastizität zu finden. PEAs mit hoher Haftfestigkeit weisen oft eine geringere Wiederherstellbarkeit auf, während solche mit verbesserter Wiederherstellbarkeit eine niedrigere Haftfestigkeit haben können.
Herausforderungen
Die Herausforderung, Haftfestigkeit und Elastizität in druckempfindlichen Klebstoffen in Einklang zu bringen, begrenzt ihr Potenzial in Bereichen wie der flexiblen Elektronik.
Forschungsmethodik
Die Forscher der UNIST haben Vernetzer entwickelt, die m-xylylen-diisocyanat (XDI) und 1,3-bis(isocyanatomethyl)cyclohexan (H6XDI) als harte Segmente sowie Poly(ethylenglycol) (PEG) als weiche Segmente verwenden. Diese Vernetzer wurden dann in druckempfindliche Klebstoffe (PEAs) eingearbeitet, um ihre Eigenschaften zu bewerten.
Neuartige Vernetzer
Die neuartigen Vernetzer wurden durch die Kombination von XDI und H6XDI als harte Segmente mit PEG als weiche Segmente geschaffen.
Formulierung von Druckempfindlichen Klebstoffen (PEAs)
Die Forscher haben druckempfindliche Klebstoffe (PEAs) formuliert, indem sie die neuartigen Vernetzer in eine geeignete Klebstoffmatrix eingearbeitet haben.
Ergebnisse
Die mit den neuartigen Vernetzern formulierten PEAs zeigten verbesserte Wiederherstellbarkeit und hohe Haftfestigkeit (~25,5 N/25 mm). Eine spezifische Formulierung, der mit H6XDI-PEG-Diacrylat (HPD) formulierten PEA, zeigte eine außergewöhnliche Stabilität unter wiederholter Verformung und hohe optische Transparenz (>90%).
Verbesserte Wiederherstellbarkeit
Die PEAs mit den neuartigen Vernetzern zeigten eine verbesserte Wiederherstellbarkeit, sodass sie ihre Haftungseigenschaften nach Verformung oder Abziehen wiedererlangen konnten.
Hohe Haftfestigkeit
Die mit den neuartigen Vernetzern formulierten PEAs wiesen eine deutlich höhere Haftfestigkeit im Vergleich zu konventionellen PEAs auf, etwa 25,5 N/25 mm.
Stabilität unter wiederholter Verformung
Die mit H6XDI-PEG-Diacrylat (HPD) formulierten PEAs zeigten eine außergewöhnliche Stabilität unter wiederholter Verformung, was sie für Anwendungen, die Flexibilität erfordern, geeignet macht.
Hohe optische Transparenz
Die mit H6XDI-PEG-Diacrylat (HPD) formulierten PEAs wiesen auch eine hohe optische Transparenz mit einem Wert von über 90% auf. Diese Eigenschaft macht sie ideal für Anwendungen, bei denen Transparenz entscheidend ist.
Anwendungen
Die in dieser Studie entwickelten neuartigen Vernetzer und PEAs bieten Möglichkeiten für verschiedene Anwendungen, insbesondere im Bereich flexibler Elektronik.
Mögliche Nutzung in der flexiblen Elektronik
PEAs mit verbesserter Wiederherstellbarkeit und hoher Haftfestigkeit können bei der Herstellung flexibler elektronischer Geräte eingesetzt werden, wo starke Haftung und Elastizität von großer Bedeutung sind.
Fazit
Die Entwicklung von neuartigen Vernetzern mit m-xylylen-diisocyanat (XDI) und 1,3-bis(isocyanatomethyl)cyclohexan (H6XDI) als harte Segmente und Poly(ethylenglycol) (PEG) als weiche Segmente hat zu druckempfindlichen Klebstoffen (PEAs) mit verbesserte Wiederherstellbarkeit und hoher Haftfestigkeit geführt. Diese PEAs zeigen außergewöhnliche Stabilität unter wiederholter Verformung und hohe optische Transparenz, was sie für Anwendungen in flexiblen elektronischen Geräten geeignet macht. Die Ergebnisse der Studie eröffnen neue Möglichkeiten in der Klebstofftechnologie und wurden durch verschiedene Fördermittel unterstützt.
