lunes, 13 de febrero de 2012

adhesivos monocomponentes de curado por humedad

Hola!!!

el uso de los adhesivos monocomponentes de curado por humedad está bastante extendido (qué padre de familia no ha tenido alguna vez un día de vocación fontanera y ha utilizado un bote de silicona…?). Pero quizás, no esté igual de extendido su comportamiento, o por lo menos, el conocimiento de cómo curan. En este post, daré unas pequeñas pinceladas sobre esto

Dentro de esta familia de adhesivos reactivos podemos encontrar varios tipos de siliconas, poliuretanos, poliuretanos híbridos y silanos modificados (MS polymers). Seguramente, en el ámbito casero o en la construcción las más conocidas sean las siliconas. En la industria, el uso es más variado. No obstante, es habitual oír a alguien llamando “silicona” a un “adhesivo de poliuretano” por su parecido físico. Es algo que, por la parte que me toca, estoy cambiando. Como ya sabes, siempre es necesario un poco de formación para quien utiliza los adhesivos.

En general y sin profundizar demasiado en las reacciones que ocurren durante el fraguado (ya que dependen de la base química de cada uno de ellos), el mecanismo de curado de este tipo de adhesivos es más o menos el mismo: una vez aplicado sobre los substratos, la reacción comienza desde la superficie más exterior y avanza hacia el interior, ya que la humedad ambiental va penetrando, poco a poco, reaccionando con los monómeros del adhesivo hasta que éste está completamente curado.


El hecho de que la reacción empiece desde la superficie exterior hace que éste se “seque” de forma que parece que se ha formado una piel. No obstante, pese a que en unos minutos se haya formado esta piel, el interior del adhesivo sigue sin curar, ya que a la humedad le cuesta cada vez más penetrar en él hasta que llega al núcleo. Por lo tanto, hay que tener cuidado al manipular o al aplicar una carga a la unión adhesiva ya que, si no ha curado completamente, ésta carece de la resistencia total que debería tener.

La velocidad de curado depende de la base química del producto pero, más concretamente, de la humedad ambiental y, por supuesto, de la temperatura.

A estas alturas, es necesario decir que estos adhesivos no curan con el agua líquida si no que lo hacen con la humedad ambiental. Es decir, con el vapor de agua (moléculas de agua “rotas”) presente en el aire. En este punto, creo que es importante hablar de la humedad relativa, que se define como la relación entre la cantidad de vapor de agua que contiene el aire a cierta temperatura y presión y la cantidad de vapor de agua máxima que podría contener. Es decir, si tenemos una humedad relativa del 75%, quiere decir que el aire contiene el 75% del vapor de agua que podría contener si estuviera saturado (100%) de humedad.


Como el aire no puede contener una humedad relativa mayor que el 100%, cuando se supera este valor (puede ser porque haya bajado la temperatura), se condensa el vapor (se “forman” de nuevo las moléculas de agua), formándose agua líquida (primero, gotitas) en las superficies (no te suena esto al rocío sobre las hojas de los árboles…?) o incluso niebla o neblina.

Esto último puede limitar el uso de este tipo de adhesivos ya que, al haber gran cantidad de humedad ambiental (por equilibrio termodinámico) habrá gran cantidad de agua adsorbida (adsorber, con “d”, que no es lo mismo que absorber) en la superficie de los substratos por lo que corremos el riesgo de que, nada más aplicar el adhesivo sobre ésta, se forme inmediatamente la piel lo que afectará a la adhesión, pudiendo tener una unión deficiente.

Por este motivo, hay una serie de límites que hay que respetar. Es decir, hay un límite superior de humedad relativa por el cual no es aconsejable utilizar este tipo de adhesivos, que normalmente es del 95%; por el contrario, también hay un límite inferior, del 5%, porque es necesario un mínimo de humedad para que comience la reacción (si no, no se curaría nunca el adhesivo!).

En el caso de los poliuretanos, estos límites son un poco más estrictos debido a su formulación química. El límite inferior ronda el 40% y el superior, el 70%. Esto es debido a que, durante la reacción de curado de los adhesivos de poliuretano se genera CO2. Si el nivel de humedad relativa supera el 70%, la reacción es muy rápida y por lo tanto, el CO2 que se genera queda atrapado dentro del adhesivo curado en forma de burbujas, que pueden disminuir considerablemente la resistencia cohesiva de la unión adhesiva

Por lo tanto, por favor, cuando utilices un adhesivo monocomponente de curado por humedad, ten en cuenta los valores de temperatura y humedad relativa, ya que unos valores extremos pueden afectar a la calidad de la unión.
 
Muchas gracias por tu atención!!

11 comentarios:

  1. Muy interesante y explicita la publicacion.
    Mi nombre es guido.Gracias

    ResponderEliminar
    Respuestas
    1. Hola Guido! muchas gracias por tu valoración.

      Eliminar
    2. Como siempre , muy buenos los articulos que publicas .Yo trabajo en adhesivos hace ya casi 10 años , soy quimico.
      Quisiera por favor si algun dia publicas algo especificamente sobre adhesivos vinilicos resistentes al agua .Como estan modificados para que tengan esa caracteristica.
      Nuevamente gracias por las publicaciones .Saludos.Guido

      Eliminar
    3. Hola Guido!
      Muchas gracias por tu comentario y valoración!
      Tendré en cuenta tu propuesta. Me parece un tema muy interesante!

      Eliminar
  2. Te agradezco tan interesante información; pero......Una pregunta En adhesivos de gran resistencia en poliuretano, como el GORILLA GLUE (ellos dicen que es el mas fuerte del mundo???), indican, creo recordar, el leve mojado del soporte mediante spray, lo que evidentemente acelera el proceso. Pero, ¿Perdemos fuerza de cohesión aunque lo recomiende el fabricante?. Como referencia este producto tiene una lijera expansión que escapa por los bordes de pegado.

    Gracias una vez mas por tus consejos

    ResponderEliminar
    Respuestas
    1. Hola currito!

      gracias por tu comentario!

      Aún no he probado el Gorilla Glue pero parece un producto muy interesante. He estado viendo varios vídeos y es realmente sorprendente. Como la reacción de curado no es excesivamente rápida, tiene pinta de que se trata de un adhesivo de poliuretano bicomponente, donde el segundo componente es el agua superficial que pulveriza el usuario. En mi opinión, es un producto muy bien pensado porque, además, el contenido de isocianato libre no es excesivamente alto.

      Respecto a tu pregunta: no, no perderás cohesión porque el Gorilla Glue no es un adhesivo monocomponente como los que trato en el post. Los adhesivos de poliuretano bicomponentes son muy resistentes. De ahí que digan que es el más fuerte del mundo (aunque sean un poco exagerados! jeje!).

      Eliminar
  3. Cambiando ahora de tercio; Respecto a pegamentos instantáneos .cianocrilatos supongo, vi unos interesantes vídeos en Youtube sobre incrementar fuertemente su fuerza de cohesión con la adición de bicarbonato sódico, el de uso vulgar para tantas cosas.

    Yo lo he probado para unir una planchita de zamac a una superficie esmaltada de un azulejo y en efecto la unión ha quedado fortísima.

    Procedimiento; mojar ambas superficies y soplar sobre una de ellas n poco de bicarbonato, precediendo de inmediato a la unión mantenida fuertemente durante 10 segundos.

    La pregunta es: Este incremento de cohesión viene dado por alguna reacción química, no estudiada, que potencie sus características o bien por un mero aumento de la superficie de adhesión y si fuera esto último otros polvos mas finos y igualmente sólidos como el de algunos sil ices o carbonatos como los barros de corte granitos o mármoles, o simplemente azúcar glass, serían aún mas eficaces?

    Gracias anticipadas por tus respuestas.

    ResponderEliminar
    Respuestas
    1. Hola currito,
      tengo que profundizar un poco más en este asunto porque es algo que no conocía pero creo que puede estar relacionado con la reacción química, aunque seguro que el incremento de la superficie disponible también aumenta el efecto.

      Eliminar
  4. Cambiando ahora de tercio; Respecto a pegamentos instantáneos .cianocrilatos supongo, vi unos interesantes vídeos en Youtube sobre incrementar fuertemente su fuerza de cohesión con la adición de bicarbonato sódico, el de uso vulgar para tantas cosas.

    Yo lo he probado para unir una planchita de zamac a una superficie esmaltada de un azulejo y en efecto la unión ha quedado fortísima.

    Procedimiento; mojar ambas superficies y soplar sobre una de ellas n poco de bicarbonato, precediendo de inmediato a la unión mantenida fuertemente durante 10 segundos.

    La pregunta es: Este incremento de cohesión viene dado por alguna reacción química, no estudiada, que potencie sus características o bien por un mero aumento de la superficie de adhesión y si fuera esto último otros polvos mas finos y igualmente sólidos como el de algunos sil ices o carbonatos como los barros de corte granitos o mármoles, o simplemente azúcar glass, serían aún mas eficaces?

    Gracias anticipadas por tus respuestas.

    ResponderEliminar
  5. Muy interesante el artículo. Puedes decirme de donde has sacado los rangos de humedad máxima y mínima durante la aplicación??

    En las fichas técnicas de los adhesivos sólo encuentro menciones a la temperatura, nunca a la humedad.

    Un saludo y gracias

    ResponderEliminar
    Respuestas
    1. Hola!

      muchas gracias por tu comentario!

      Tienes toda la razón. Es un dato que los fabricantes no suelen incluir específicamente (si que incluyen algún valor de referencia) pese a ser productos que curan por reacción con la humedad ambiental.

      Sinceramente, no sé cuál puede ser el motivo pero puedo intuir que es una cuestión práctica: es más fácil controlar la temperatura que la humedad y, normalmente, ambos están relacionados.

      Los límites que pongo en el artículo son orientativos y basados en la química de este tipo de adhesivos. Después, cada fabricante utiliza sus "trucos" de formulación para que esos límites influyan más o menos en el curado del producto.

      En cualquier caso, puedes tomar los límites del artículo como referencia para lo que necesites.

      Un saludo!

      Eliminar