Fundamentos de los adhesivos

Adhesivos

Unidad 1 Fundamentos de la formación del pegado

Introducción

Los adhesivos han sido de gran ayuda desde hace miles de años para unir diferentes materiales, desde la antigua Egipto se utilizaban resinas y otras sustancias para pegar cosas. Conforme pasa el tiempo surgieron nuevos pegamentos, pero, no fue hasta 1907 fue patentado el primer polímero sintético.

Los adhesivos han facilitado muchos aspectos de la vida.  Gracias a ellos se crean productos que de otra manera seria muy difícil obtenerlos, crean estructuras ligeras entre otras características. Y nos permite crear piezas de dimensiones que naturalmente serían muy difíciles conseguir o muy costosas

Los adhesivos tienen más ventajas que desventajas, a veces usar adhesivos es la única forma de pegar ciertos materiales, nos proporcionan estructuras ligeras, y sobre todo la unión en la línea de pegado es más resistente en comparación con uniones o clavos

Teoría de la adhesión

La Adhesión se describe como la atracción molecular de adhesivo y el adherente.

La adhesión o el fenómeno de la adhesión a lo largo del tiempo a tratado de explicarse y han surgido diversas teorías las cuales son:

Teoría de la adsorción.

La teoría de la adsorpción nos dice que las moléculas del adhesivo son retenidas sobre la superficie del adherente por medio del enlace físico y/o químico.

Una característica de la adsorpción física es la perdida de una o más grados de libertad traslacional.

Conforme la temperatura aumenta hay una reducción en la resistencia de los enlaces formados por adsorpción física.

Teoría Electrostática.

Argumenta que la unión se da por la polaridad de las cargas. Se desarrolla a partir de la inhabilidad de la teoría de la adsorpción para explicar la descarga eléctrica creada cuando ciertas uniones son rotas muy rápidamente.

Trata al sistema adhesivo-adherente como un capacitor eléctrico, el cual se carga debido al contacto entre dos materiales diferentes la separación de las placas, conduce a la separación de carga y a la diferencia de potencial que aumenta hasta que la descarga ocurre.

Teoría mecánica.

Especifica que el adhesivo se unirá al adherente por penetración.

El adhesivo se une al adherente por medio de la penetración en las irregularidades de la superficie del adherente.

Después de la solidificación crea conexiones que mecánicamente resisten la separación, las conexiones deben tener una sección cilíndrica y preferentemente una forma de tintero.

Es común pensar que una superficie áspera se une mejor por tener más puntos de unión mecánica, sino es por tener mayor superficie de pegado.

La adhesión por medios mecánicos nunca ocurre debido a que los otros métodos están presentes

Teoría de difusión.

Las moléculas del adhesivo deben tener una alta movilidad, para tener un buen flujo, buena trasferencia y penetración. Se requiere que adhesivo sea soluble y el adherente favorezca su solubilidad.

Existen 2 criterios para aplicar esta teoría:

1. El adherente y el adhesivo debe ser mutuamente solubles.
2. Las macromoléculas o los segmentos de al menos uno (generalmente el adhesivo) deben ser suficientemente móviles.

Un enlace adhesivo generalmente y dependiendo del tipo de adhesivo requerirá de 3 factores, temperatura, presión y tiempo para su endurecimiento.

Las fuerzas que interactúan en los enlaces adhesivos se dividen en 2, fuerzas de valencia primaria y fuerzas de valencia secundaria.

• Fuerza de adhesión

• Fuerza de valencia primaria

• Enlace covalente

• Es la compartición de un par de electrones por 2 átomos.

• Fuerza de valencia secundaria (Van Der Waals)

• Dipolo cero – fuerza de dispersión o London

• Cuando una molécula se acerca a otra produce un dipolo temporal el acomodo de los electrones simétricos se desplazan ligeramente resulta una interacción entre dipolo dentro de cada átomo causando repulsión y atracción, el dipolo temporal crea dipolos secundarios en los átomos adyacentes y forma fuerzas de atracción interatómicas finitas

• Dipolo doble – Fuerza de Keeson

• Cuando dos átomos de diferentes elementos se unen por medio de un enlace covalente, los dos átomos comparten la misma nube, la unión de las nubes hace que un átomo sea ligeramente mas electronegativo que el otro, estas moléculas tienden a orientare.

• Dipolo simple – Fuerza de Debye

• Una molécula simétrica entra en contacto con una molécula dipolar, esta induce a un dipolo secundario en la molécula simétrica, lo que resulta en una fuerza de atracción.

Naturaleza y anatomía de un enlace adhesivo

Los adhesivos tienen moléculas con extremos polares, no polares y dipolares.

Una molécula con extremos polares y no polares, se orientará con su extremo polar fijándose en las de mayor di polaridad.

Las moléculas se unirán con otras moléculas, de tal manera que se agruparan y crearan enlaces

[pic 1]

Movimiento de los adhesivos

Los adhesivos se mueven por penetración y difusión cuando son líquidos.

Las deformaciones elásticas y plásticas durante el periodo de presión en la formación de la unión aumentan el área de pegado

El movimiento de la madera relacionado con su propiedad anisotrópica en comparación al del adhesivo es muy menor (10:8:1 – 1%).

Los adherentes no son completamente rígidos y tienden a alargarse bajo una carga. Como resultado, grandes esfuerzos a cortante se desarrollan en los extremos del empalme.

La fluidez del adhesivo esta relacionada con su viscosidad, y esto influencia en el movimiento de los adhesivos, en su estado líquido, a medida que pasa el tiempo desde el momento de aplicación del adhesivo este mismo se va endureciendo y pierde movimiento, hasta su endurecimiento total, son de los movimientos serán mínimos, pero se pueden llegar a notar movimientos, o deformaciones por la exposición a fuerzas en la línea de pegado.

...