Thermal characterization of industrial adhesives used to glue composite materials and wood by microwaves at 2.45 GHz

Caractérisation thermique des adhésifs industriels utilisés dans l’assemblage des matériaux composites et du bois par chauffage microondes à 2,45 GHZ.

¹ Islamic University of Lebanon, PO Box 30014, Beirut, Lebanon
² Faculty of Sciences I, Lebanese University, Beirut, Lebanon

Corresponding author: m_abbas2@hotmail.com

Received: 15 October 2005
Accepted: 1 June 2006

Abstract

Structural joining is gaining popularity as a method of assembly. It can replace or supplement the traditional methods of welding and riveting. Structural adhesives are mainly constituted of epoxy resins, polyurethanes, acrylic resin, vinyl belongs t non structural family. These adhesives have excellent mechanical and chemical resistances as well as a good thermal stability for temperatures up to 180 °C. In addition, they possess excellent adhesion on composites, glass, and wood. Thermal characterization of these adhesives when submitted to electric field of very high frequency is of fundamental importance. This characterization consists in measuring the temperature response of the sample versus time. The resolution of heat equations allowed to compute the thermal diffusivity α, specific heat C_P, and thermal conductivity λ of these substances. These measurements were performed using the standard laser “flash method”. Results on industrials adhesive such as vinylic ALFO DN 41, vinylic ALFO DN 45, epoxy TOPFIX NA 62, and polyurethane XPU 4726 AC/BC were presented. These materials were characterized for the first time.

Résumé

Le collage structural est plus en plus utilisé comme méthode d'assemblage dans l’industrie. Il peut remplacer ou compléter les méthodes traditionnelles comme la soudure et le revêtement. Les adhésifs structuraux sont surtout constitués de résine époxy, polyuréthanes, de résine acrylique, les résines vinyliques impliquées appartiennent à la famille des non structuraux. Ces adhésifs ont des excellentes propriétés mécaniques, chimiques ainsi qu'une bonne stabilité pour des températures jusqu'à 180 °C. De plus, ils présentent une excellente adhésion sur les composites, le verre et le bois. Les caractéristiques diélectriques et thermiques de ses adhésifs sont importantes pour étudier leur comportement une fois soumis à un champ électrique de très haute fréquence. Ces caractéristiques consistent à mesurer la permittivité diélectrique complexe ϵ*, la diffusivité α, la chaleur spécifique C_P, la conductivité thermique λ de ses matériaux. Des résultats des paramètres thermiques des matériaux adhésifs industriels comme l'adhésif vinylique ALFO DN 41, vinylique ALFO DN 45, époxy TOPFIX NA 62 et polyuréthane XPU 4726 AC/BC sont présentés.