Pegamento adhesivo

Los adhesivos son las sustancias que nos permiten unir dos materiales. Están disponibles de forma natural o sintética y se encuentran en muchas formas diferentes.

Los pegamentos se basan en polímeros, cadenas de átomos que se unen fácilmente entre sí (cohesión) y con otras sustancias (adhesión). La mayoría de los pegamentos contienen agua en su fórmula, por lo que no se endurecerán inmediatamente después de la aplicación.

Enlace químico

El enlace químico es uno de los conceptos más importantes de la química y explica muchos otros fenómenos químicos, como el funcionamiento de las moléculas y las reacciones. También explica por qué los átomos se atraen entre sí y cómo se forman los productos después de que ocurre una reacción.

Un proceso de enlace químico implica la transferencia de electrones entre dos átomos para crear una molécula estable. Los átomos que pierden electrones tienen cargas negativas, mientras que los que ganan electrones tienen cargas positivas.

La transferencia de electrones entre átomos puede ocurrir de varias maneras, incluso a través de enlaces covalentes, enlaces de van der Waals, enlaces de valencia y la formación de hidrógeno molecular (H). Algunos tipos de enlaces químicos implican una transferencia de electrones entre un átomo metálico y un átomo no metálico, mientras que otros implican la transferencia de electrones entre diferentes grupos de átomos.

Para hacer un enlace químico, dos átomos deben tener una distancia de equilibrio donde la energía potencial del sistema sea mínima y la repulsión cese. Esto se llama la longitud de enlace de la molécula.

Los enlaces entre dos átomos pueden ser permanentes o temporales, dependiendo de su fuerza. Las interacciones químicas fuertes entre los átomos producen enlaces químicos permanentes, mientras que las interacciones químicas más débiles dan como resultado una adhesión temporal.

Cuando una superficie no está lista para la unión, hay varias cosas que se pueden hacer para modificar la superficie. Estos incluyen pretratamiento de superficies, imprimaciones adhesivas y recubrimientos para mejorar la adhesión.

Usar el adhesivo de cola correcto es crucial para una unión exitosa entre dos superficies. Deberá seleccionar un polímero que pueda formar enlaces tanto con el sustrato como con el adhesivo mismo. Por ejemplo, las resinas epoxi se pueden usar para unir vidrio y madera, mientras que los polímeros termoplásticos se pueden usar para unir plásticos como el aluminio aluminizado.

Si no está seguro de qué tipo de adhesivo es mejor para su aplicación, consulte a un profesional. Pueden ayudarlo a determinar el mejor producto para su proyecto y garantizar que obtendrá una buena unión sin dañar las superficies que está conectando.

Al elegir un adhesivo, tenga en cuenta el tipo de sustratos que se unirá y el rango de temperatura en el que debe trabajar. En general, los adhesivos diseñados para un rango de temperatura particular son más duraderos que los que no lo hacen. También puede considerar un producto que haya sido desarrollado para resistir ciertos químicos o temperaturas.

Vinculación de Van Der Waals

Las fuerzas de Van der Waals son fuerzas químicas de corto alcance dependientes de la distancia que no están relacionadas con enlaces covalentes o iónicos. Ocurren entre moléculas que se colocan juntas, como cuando los átomos y las moléculas están en contacto entre sí. Son más débiles que los enlaces covalentes e iónicos, pero aún juegan un papel importante en las moléculas.

Se caracterizan por una alta atracción si las moléculas están cerca unas de otras y por una alta repulsión si están muy separadas. Su fuerza es independiente de la temperatura, excepto por las interacciones dipolo-dipolo.

La adsorción de moléculas gaseosas a la superficie de un adsorbente y la cohesión de las fases condensadas pueden explicarse por las fuerzas de van der Waals. También se pueden usar para explicar la formación de polvos cohesivos, que se fluidifican o transportan neumáticamente con menos facilidad que sus contrapartes de grano más grueso.

Estas fuerzas intermoleculares son el resultado de proximidades temporales entre regiones de densidad electrónica contrastante en moléculas cercanas. En algunas sustancias, estas proximidades son inducidas por dipolos eléctricos permanentes en la molécula que distorsionan temporalmente la distribución de electrones de las moléculas polares o no polares cercanas.

El grafito, por ejemplo, se compone de muchas capas de láminas delgadas que tienen electrones deslocalizados en cada átomo de carbono. A medida que estos electrones deslocalizados se mueven, generan dipolos temporales muy grandes que inducen dipolos opuestos en las láminas por encima y por debajo de ellos. Estos dipolos temporales eventualmente pueden inducirse en todo el cristal.

Los adhesivos, como el pegamento, utilizan la unión de van der Waals para unir dos superficies. El pegamento consiste en moléculas diminutas con fuerzas electrostáticas muy débiles entre ellas que atraen la superficie sobre la que se extiende y las moléculas en la otra superficie.

A medida que extiende el pegamento, crea millones de fuerzas electrostáticas muy débiles entre las moléculas tanto en la superficie sobre la que se extiende como en las moléculas en la otra superficie. Estas se llaman fuerzas de van der Waals, nombradas así por el físico Johannes Diderik van der Waals, quien las descubrió.

Las fuerzas de Van der Waals son la base de toda la 'pegajosidad' de los adhesivos de cola. También ayudan a pegar adhesivos para unirse con otros materiales, como madera, metal y plástico. También son un factor clave en la adherencia de las extremidades de los gecos, que tienen setas en las patas que les permiten adherirse a las paredes y escalarlas.

Unión cohesiva

Los adhesivos de cola son uno de los tipos más comunes de adhesivos utilizados para unir materiales en una variedad de aplicaciones. Estos incluyen vehículos, dispositivos médicos, productos de cuidado personal y edificios. Los pegamentos pueden ser líquidos o en pasta, y pueden adherirse al contacto o requerir pasos de curado antes de su uso. También se pueden fabricar para acomodar uniones rígidas o flexibles, o también como sellos.

Ya sea la unión entre el agua y la cera, o el pegamento y la pintura desnuda, la forma en que estos líquidos se unen es un proceso complejo que implica cambios químicos a nivel microscópico. Con este conocimiento, los ingenieros pueden tomar mejores decisiones al seleccionar el mejor adhesivo para su aplicación.

La IUPAC define la adhesión adhesiva como “el proceso de unión de una sustancia a la superficie de otra sustancia”. El proceso de unión adhesiva requiere una buena humectación del material del sustrato y la compatibilidad de los grupos moleculares en el adhesivo y el sustrato. Esto se logra mediante una reacción química entre el adhesivo y el sustrato, lo que provoca una modificación en la estructura molecular de los dos materiales.

La fuerza de la adhesión adhesiva a menudo se determina mediante una medida llamada trabajo de adhesión, que se utiliza para determinar cuánta fuerza se requiere para separar el producto unido. Esto es particularmente importante en aplicaciones mecánicas, como las fuerzas de cizallamiento y hendidura que se producen durante el proceso de unión.

Hay muchos factores diferentes que pueden influir en la resistencia de un adhesivo, incluido el tipo de tensión que se aplicará al producto adherido. Saber qué tensiones es más probable que estén presentes en el producto unido permitirá a los ingenieros elegir un adhesivo con la mayor fuerza cohesiva.

La fuerza de la adhesión adhesiva depende del ángulo th entre la tangente a la superficie del líquido y la superficie del sustrato, que se denomina ángulo de contacto. Si el ángulo th es pequeño, habrá un alto nivel de fuerza cohesiva entre el líquido y el sustrato. Por otro lado, si el ángulo th es grande, habrá un bajo nivel de fuerza cohesiva entre el líquido y la superficie.

Unión mecánica

La unión adhesiva es un método común para unir materiales. Se puede utilizar para unir metales, plásticos, vidrio, caucho, cerámica y muchos otros materiales entre sí. Además, también se pueden utilizar adhesivos para sellar la unión entre dos materiales. Esto les permite distribuir las cargas de tensión de manera uniforme, reduciendo la tensión en la unión y evitando la corrosión.

El pegado mecánico implica el uso de un adhesivo cola, normalmente un adhesivo de poliuretano o metacrilato. Estos adhesivos son fuertes y se pueden aplicar tanto a sustratos delgados como gruesos, incluidos aquellos que han sido tratados con productos químicos o corroídos.

Los adhesivos de cola normalmente se curan bajo presión, pero también se pueden curar con luz. Esto los convierte en una buena opción para unir diferentes sustratos, ya que son fáciles de manipular y no alteran su forma.

Una buena forma de preparar las superficies para una unión mecánica es lijarlas y rasparlas para eliminar cualquier recubrimiento superficial o contaminantes, como pintura, óxido o grasa. Los pretratamientos químicos como el grabado ácido o sumergir el material en un solvente también pueden ayudar.

La rugosidad de las superficies aumentará el área de superficie disponible para que el adhesivo penetre en los poros, lo cual es una gran parte de cómo el adhesivo puede entrelazarse con el adherente. Esto es especialmente importante si los sustratos son revestimientos pesados ​​de arcilla.

Otra ventaja de esta técnica de unión es que se puede aplicar a piezas grandes o pequeñas, lo que permite una distribución uniforme de la tensión. Esto puede ser útil cuando se usa el proceso para unir componentes de construcción livianos, por ejemplo, en la construcción de carrocerías de automóviles.

Sin embargo, la falta de fuerza de unión instantánea puede dificultar su uso para algunas aplicaciones. Esto se puede solucionar combinando el adhesivo con otros métodos de unión, como la soldadura por puntos o los remaches. Esto se conoce como unión híbrida y da como resultado una reducción de los picos de tensión que pueden ocurrir durante el proceso de unión, lo que permite que el adhesivo proporcione una fuerza de unión instantánea.

La capacidad de reducir la reactividad cinética de un producto ha llevado al desarrollo de una nueva clase de materiales llamados MIMA, que son capaces de prevenir reacciones no deseadas cambiando el impedimento estérico en la interfaz mecánica. Esto ha dado lugar a una serie de aplicaciones tecnológicas, incluida la protección de los tintes orgánicos de la degradación ambiental.