Resonancia de espín
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Resonancia de espín de electrones (ESR)
Durante muchos años, la ESR se ha percibido como una técnica especializada utilizada por físicos y químicos físicos. Sin embargo, en tiempos más recientes la técnica ha sido empleada cada vez más por las industrias bioquímica, farmacéutica y de polímeros. Un ejemplo particular en las industrias de polímeros y recubrimientos ha sido el uso de ESR para monitorear la durabilidad UV de los recubrimientos poliméricos para aplicaciones de exposición externa. El método fue iniciado en el 1986, al considerar las ecuaciones de estado estacionario apropiadas, es posible realizar estimaciones cuantitativas de la durabilidad UV del recubrimiento. Desde entonces, el método ha ganado un uso más generalizado en la industria de los polímeros. Los métodos de prueba existentes para evaluar la durabilidad UV de los sistemas poliméricos se basan en el uso de centros de prueba en áreas de alta irradiación UV natural, como Florida y Arizona. El experimento habitual consiste en enviar los paneles a un sitio de prueba donde se exponen durante 12 a 60 meses, durante los cuales se evalúa continuamente el brillo y la retención del color de los recubrimientos. El coste de este proceso puede ser considerable y por ello es habitual realizar un programa de cribado inicial utilizando meteorómetros, empleando fuentes de radiación QUA y/o QUB. Esto todavía implica una exposición por períodos de hasta 3000 horas que extiende considerablemente el ciclo de desarrollo del producto. El objetivo principal del método ESR no es reemplazar las pruebas de exposición natural, sino proporcionar un procedimiento de detección más rápido y preciso. El método se basa en el hecho de que durante la irradiación de revestimientos poliméricos se producen radicales en escalas de tiempo muy cortas. Por ejemplo, la exposición de recubrimientos epóxicos comerciales a una lámpara de arco Xe durante 15 minutos (NB, el número de Langleys entregados es equivalente a 2-3 al de la luz solar natural) producirá radicales fenoxi que tienen una vida muy corta y que se descomponen en minutos. De manera similar, se puede demostrar que la exposición de resinas de poliéster comerciales produce radicales acilo, aunque en escalas de tiempo algo más largas y a temperaturas de nitrógeno líquido. Estos radicales en particular tienen una vida útil corta a temperatura ambiente y, por lo tanto, es necesario irradiar a baja temperatura o extender la vida útil del radical mediante la inclusión de un material que atrape el espín para garantizar que el radical sea lo suficientemente estable para recopilar datos precisos. Se ha utilizado con éxito la irradiación a baja temperatura para investigar 20 revestimientos de poliuretano transparentes de dos componentes diferentes, los revestimientos se expusieron durante un período de varias horas utilizando una lámpara de mercurio de alta presión a -133°C. En estas condiciones, los radicales producidos procedían del proceso fotolítico primario y, en este caso, se afirmó una buena correlación con la meteorización natural, lo que permitió evaluar tanto la eficacia de diferentes estabilizadores como las diferentes químicas de curado.