Adhesión
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Adhesión
La adhesión corresponde al conjunto de fuerzas o mecanismos que mantiene unido el adhesivo con el sustrato sobre el que se ha aplicado, el término de adhesión hace referencia a una fina capa (capa límite) existente entre el sustrato y el propio adhesivo.
El fenómeno por el cual dos objetos colocados en contacto, se atraen entre sí y tienen una tendencia a permanecer unidos entre sí, se denomina adhesión o, si se trata de dos partes del mismo cuerpo, cohesión. Aunque ocurre de manera sistemática, este fenómeno a menudo no es muy claro: en la mayoría de los casos, los objetos con los que tratamos no se adhieren espontáneamente, porque la intensidad de las fuerzas en juego es muy pequeña. De hecho, la adhesión se debe a interacciones cuyo rango de acción es del orden de las distancias intermoleculares: enlaces físicos - fuerzas intermoleculares - entre las superficies de los cuerpos en contacto y, a veces, también enlaces químicos verdaderos entre las moléculas que pertenecen a diferentes cuerpos. Para que dos objetos macroscópicos se adhieran con una intensidad apreciable, se debe establecer un contacto a nivel microscópico entre ellos.Las razones mecánicas, debido a las irregularidades de la superficie y las impurezas que se interponen entre las moléculas, en primer lugar la humedad, hacen que este contacto sea difícil de lograr entre dos sólidos; por otro lado, algunos experimentos han demostrado que, si la distancia de separación cae por debajo de un valor crítico, típicamente entre 1 y 10 nm, se adhieren espontáneamente. El caso es diferente para un líquido y un sólido, entre los cuales es fácil establecer un contacto molecular que hace que la adhesión sea muy intensa; Los fenómenos de capilaridad, o el hecho de que los líquidos húmedos sólidos, son una demostración de esto. En su mayor parte, los adhesivos comúnmente utilizados en la industria y en la vida cotidiana se encuentran en la fase líquida en el momento de la aplicación y solo así se solidifican, precisamente porque pueden humedecer adecuadamente el sustrato y posteriormente aumentar su cohesión.
Adhesion Mecanica
Los materiales adhesivos rellenan los huecos o poros de las superficies manteniendo las superficies unidas por enclavamiento. Existen formas a gran escala de costura, otras veces a media escala como el velcro y algunos adhesivos textiles que funcionan a escalas pequeñas. Es un método similar a la tensión superficial Existen dos tendencias actuales en cuanto a este mecanismo de adhesión, y son aquella que considera que, mediante este fenómeno, se logra una elevada resistencia de la unión adhesiva por humectación de la superficie porosa (madera, porcelana, etc), y la creencia de una unión gracias a la generación de mayor área de contacto adhesivo-adherente cuando la rugosidad es alta. Así pues, el tratamiento abrasivo de superficies a fin de crear una elevada rugosidad superficial sobre materiales lisos para la generación de una mayor resistencia en la unión adhesiva de los mismos, puede explicarse tanto por el gran área de contacto inducido como por la creación de sitios radicálicos activos susceptibles de enlace químico. Es conocida la influencia de fuerzas de interacción secundarias de tipo van der Waals en los procesos de adhesión, aunque éstas no presentan la fortaleza necesaria para explicar la unión interfacial entre polímeros. Adhesion Quimica
La adhesión química se produce cuando los átomos de la interfaz de dos superficies separadas forman enlaces iónicos, covalentes o enlaces de hidrógeno. Las uniones más fuertes se producen entre átomos donde hay permutación (enlace iónico) o se comparten electrones (enlace covalente). Un enlace más débil se produce cuando un átomo de hidrógeno que ya forma parte de una partícula se ve atraída por otra de nitrógeno, oxígeno o flúor, en ese caso hablaríamos de un puente de hidrógeno. Este mecanismo es el más ampliamente aceptado, y define las fuerzas intermoleculares existentes entre adherente y adhesivo como interacciones de tipo dipolo, van der Waals y químicas, por lo que considera la existencia de grupos polares como responsable del incremento en resistencia de la unión. De este modo, el modelo considera la adhesión debida a enlaces de naturaleza covalente (caso de la unión de materiales elastómeros con adhesivos epoxi) e iónicos. Adhesión Electrostática
Algunos polimeros conductores dejan pasar electrones formando una diferencia de potencial al unirse. Esto da como resultado una estructura similar a un condensador y crea una fuerza electrostática atractiva entre materiales.
Cohesión
La Cohesión es la atracción entre moléculas que mantiene unidas las partículas de una sustancia. Es importante entender que la cohesión es diferente de la adhesión;
- la cohesión es la fuerza de atracción entre partículas adyacentes dentro de un mismo cuerpo
- la adhesión es la interacción entre las superficies de distintos cuerpos.
¿Como influye la temperatura a la tensión superficial?
En general, la tensión superficial disminuye con la temperatura, ya que las fuerzas de cohesión disminuyen al aumentar la agitación térmica. La influencia del medio exterior se debe a que las moléculas del medio ejercen acciones atractivas sobre las moléculas situadas en la superficie del líquido, contrarrestando las acciones de las moléculas del líquido.
Bagnabilità
Una característica clave para obtener un buen enlace entre dos polímeros es la humectabilidad, es decir, la capacidad del polímero fundido en la fase líquida para fluir y difundir durante el proceso de sobreinyección. Una medida de la humectabilidad es el ángulo de contacto formado en la unión de un sólido y un líquido en un entorno particular. En términos termodinámicos, la buena humectabilidad ocurre si hay una disminución neta en la energía libre total cuando se forma la nueva interfaz entre los dos polimeros.Tintas de prueba
Para hacer posible la impresión, pintura y pegado de materiales plásticos particularmente "difíciles" (como poliolefinas y/o ciertos tecnopolímeros), es necesario un tratamiento previo adecuado (por ejemplo, con presión atmosférica o plasma de vacío) para que la tensión superficial alcance un cierto valor. La medición de la tensión superficial se realiza midiendo el ángulo de contacto de un fluido en la superficie del producto o, más rápida y fácilmente, con el uso de tintas de medición de humectación.
La medida es necesaria:
- antes de pintar: las pinturas a base de agua requieren una humectabilidad de al menos 45 mN/ m (dina)
- Antes de imprimir: la adhesión de las tintas de impresión requiere una humectabilidad de aprox. 38 mN/m
- Antes de pegar: al menos 42 mN/m
- Después del tratamiento para verificar que se han alcanzado los parámetros anteriores.
Debe recordarse que una buena humectabilidad de las superficies a pegar, imprimir y pintar es una condición necesaria, pero no siempre suficiente, ya veces intervienen otros factores que pueden condicionar la adhesión.
Indicamos las tensiones superficiales intrínsecas de algunos plásticos no tratados
En esta teoría (adhesión termodinámica), las fuerzas físicas de humectación o mojado son de la misma naturaleza que aquellas que definen la adsorción de gases sobre sólidos. El mecanismo define la adhesión como resultado de interacciones moleculares (de van der Waals y/o ácido-base de Lewis o dador-aceptor), por lo que el conocimiento de la propiedad de la energía superficial del sólido puede ser indicativo de la calidad de la unión adhesiva. Es ampliamente conocida la tendencia de las superficies a minimizar su energía en el estado de equilibrio, re-orientando ciertos grupos superficiales, de carácter polar, hacia el seno del mismo, por lo que el contacto de la superficie sólida de un polímero con un líquido exige minimizar la tensión superficial del mismo o aumentar la energía del sólido.
- Polipropileno 29 mN/ m (dina)
- Polietileno 31
- Poliestireno 35
- Poliamida <37
- PBT 34
- Silicona 23
- PVC 38
- PMMA <37
- ABS 36
Mexpolimeros suministra tintas para la prueba de humectabilidad en paquetes de 8 botellas de 30 ml, en la versión estándar desde 30,34,38,40,44,46,52,58 mN / m. A petición también diferentes gradaciones.