Unión Adhesiva de Plásticos
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Unión Adhesiva de Plásticos
Las fuerzas que se encuentran cuando se unen adhesivamente los plásticos se pueden atribuir a valencia secundaria, dipolo y enlaces de dispersión. Los materiales plásticos difieren no solo en términos de energía superficial (humectabilidad), sino más importante en términos de su composición química, que a su vez determina la formación de estos enlaces. La polaridad de los materiales también influye fuertemente en sus propiedades de unión adhesiva, como lo indica la conocida dificultad encontrada al unir adhesivamente poliolefinas no polares (PE, PP). Antes de la unión adhesiva, los plásticos no polares deben someterse a un tratamiento de superficie. En muchos casos, es el poder de disolución o el comportamiento de difusión de los termoplásticos lo que permite la unión por difusión. Los siguientes solventes se usan para hinchar o disolver termoplásticos específicos:
- PVC: tetrahidrofurano, ciclohexanona,
- PD: tolueno, xileno,
- PMMA: cloruro de metileno, metil etil cetona,
- POM: hexafluoroacetona sesquihidrato,
- PC: cloruro de metileno, tetrahidrofurano,
- CA: metil etil cetona, alcohol metílico,
- PPE: cloroformo, tolueno,
- PA: ácido fórmico,
- PET: alcohol bencílico.
A diferencia de los adhesivos a base de solventes, el uso de adhesivos a base de solventes no causa un cambio en los socios de unión, siempre que el adhesivo no contenga monómeros que disuelvan los socios de unión. Aquí, adhesivos a base de resinas epoxi (EP), poliuretano (PUR), metacrilatos de metilo (MMA) e insaturados.
Definición de humectabilidad y correlación con la unión
Por lo general, existe una buena correlación entre la unión y la humectación. La humectabilidad se puede definir como "la capacidad de una superficie sólida para reducir la tensión superficial de un líquido en contacto con él de manera que se extienda sobre la superficie y la humedezca". Por lo tanto, parece intuitivo que una buena humectación resultaría automáticamente en uniones fuertes. Sin embargo, este no es siempre el caso. Dos casos diferentes en los que esta correlación puede romperse son:
- Donde la superficie es humectable pero la estructura debajo (la "propiedad de volumen" del material) es demasiado débil para tener una buena fuerza de unión.
- Donde la superficie no se puede mojar con agua pero aún así hay una adhesión excelente.
Ejemplo: unión deficiente debido a la debilidad inherente de la superficie de PTFE
El politetrafluoroetileno (PTFE) se puede tratar con plasma para promover una buena humectación con agua o adhesivos; sin embargo, cuando la superficie está unida, la fuerza de unión medida es aproximadamente de la mitad a las tres cuartas partes de la obtenida mediante el uso de un grabador de sodio adquirido comercialmente. La razón es que la estructura superficial del PTFE es muy débil debido a que casi no existe reticulación dentro de la composición del material. La capa superior del polímero se desprenderá con el adhesivo, incluso si la superficie se trata con plasma para proporcionar una humectación buena y uniforme. Para obtener una buena fuerza de unión entre el PTFE y un adhesivo, es necesario utilizar un tratamiento de superficie que se reticule a una profundidad significativa dentro del polímero (generalmente 1 micra o más), como el método de grabado con sodio mencionado anteriormente. Los tratamientos con plasma generalmente solo afectan a los 0.01 micrones superiores del material, por lo que el tratamiento de la superficie resultante no es lo suficientemente grueso como para dar una unión fuerte a pesar de que el adhesivo se puede humedecer y adherir.