Plasticos

Propiedades básicas para el tratamiento

• Adherencia

El adhesivo es una sustancia en estado líquido o semilíquido con capacidad de mantener dos materiales juntos mediante la adhesión de superficies.

Los adhesivos pueden provenir ya sea de una fuente natural o sintética. Los tipos de materiales que se pueden unir son enormes, pero son especialmente útiles para la unión de materiales delgados. Los adhesivos pueden curar (endurecer) por evaporación de un disolvente o por reacciones químicas que ocurren entre dos o más componentes.

Los adhesivos son ventajosos para la unión de materiales delgados o diferentes, la reducción del peso, y cuando una amortiguación de las vibraciones se necesita. Una desventaja de los adhesivos es que no forman un conjunto instantáneo, a diferencia de la mayoría de los otros procesos de unión, porque el adhesivo necesita tiempo para curar.

• Activación de superficie

¿Cómo funciona la activación de superficies a través de plasma atmosférico? Ejemplo: El pretratamiento a través de plasma Openair® es muy eficaz especialmente en la activación de superficies de plástico puesto que los plásticos están compuestos normalmente por cadenas largas de polímeros. Estas superficies no polares son muy difíciles para adherir una a otra o para recubrir. A través de la modificación estructural se facilita el tratamiento posterior y de este modo, en el proceso de adhesión, también se pueden crear nuevos materiales composites.

Ventajas de la activación por plasma Openair®:

• Muy alta seguridad y velocidad de proceso

• Amplia ventana del proceso a través de rayo homogéneo de plasma

• Pretratamiento económico y ecológico

• Pretratamiento sin efecto “Corona” – el tratamiento con plasma está libre de potencial

• Afinidad del adhesivo

Afinidad del adhesivo por el material de los objetos que se van a unir. En algunos adhesivos que contienen ingredientes con grupos reactivos, puede ser importante la afinidad del adhesivo con la superficie, y en algunos casos se producen reacciones químicas.

Tendencia del adhesivo a mojar la superficie del material facilitando el contacto entre éste y la superficie.

Consistencia y continuidad de la materia adhesiva.

Tendencia del adhesivo a penetrar la superficie del material.

Espesor y flexibilidad de la capa adhesiva.

• Mecanismos de adherencia

Adsorción y mojado (I)

• Mojado: contacto a nivel atómico que se produce de forma espontánea cuando las superficies de dos cuerpos se ponen en contacto, generalmente con uno de los cuerpos en estado líquido.

• Inicialmente la adhesión se debe a las fuerzas de van der Waals, aunque otros tipos de adhesión se pueden producir posteriormente.

• El mojado se estudia empleando los principios termodinámicos, pero en la práctica se pueden producir cambios de origen químico dependientes del tiempo.

Intercara sólido/sólido:

- contacto limitado por la rugosidad y la posible

- contaminación de las superficies

• Unión débil excepto si se inducen deformaciones MATERIALES COMPUESTOS

Adsorción y mojado (II)

Intercara líquido/sólido:

- se produce el mojado si el líquido no es excesivamente viscoso y se dan las condiciones termodinámicas adecuadas.

Mecanismos de adherencia

Interdifusión y reacción química (I)

Interdifusión:

• existen varios tipos de procesos de difusión que mejoran la adhesión en la intercara:

Sistemas no poliméricos se puede producir interdifusión, generalmente acompañada de una reacción química. La resistencia de la intercara resultante dependerá de la naturaleza de las uniones interatómicas y de las tensiones generadas

Sistemas poliméricos difusión de las cadenas libres entre dos polímeros.

Se emplea en agentes para mejorar la adhesión entre las fibras y las matrices termoplásticas. MATERIALES COMPUESTOS

Interdifusión y reacción química (II)

Reacciones química:

• Formación de nuevas uniones A-B en la intercara, bien sean o no provocadas

• Uniones A-B: covalentes, iónicas, metálicas, …

• Existen muchos ejemplos de aumento de la resistencia de la intercara debido a reacciones químicas locales, pero con frecuencia se producen progresivamente reacciones con formación de productos frágiles.

Interdifusión y reacción química (III)

Reacciones químicas. Ejemplos.

• Las fibras de carbono tienden a reaccionar con los grupos orgánicos

• Las reacciones se producen preferentemente en los bordes de los planos basales ⇒ importante considerar el ángulo entre los planos basales y la superficie libre.

Ejemplo: fibras de elevado módulo elástico basadas en PAN.

Presentan una capa externa con planos basales// superficie libre:

- reaccionan con mayor dificultad

- unión entre los planos débil ⇒ fallo de la adhesión en las fibras

Tratamiento térmico previo a la fabricación del material compuesto ⇒ se mejora la adhesión al desaparecer las capas externas como consecuencia de la oxidación de las fibras.

• Fuerzas de adherencia

La adherencia se basa en 2 tipos de fuerzas intermoleculares: enlaces van der Waals y uniones químicas.

Las

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