miércoles, 30 de diciembre de 2015

Lijar o no lijar... ejemplo práctico

Hola!!!

En este post te traigo un ejemplo de la influencia que puede tener una preparación mecánica, en este caso lijado, en la adherencia de un adhesivo comercial (de tecnología híbrida de curado por humedad) sobre una pletina de aluminio haciendo una prueba de adherencia típica de los adhesivos flexibles.

Primeramente, he limpiado las dos caras de la pletina con alcohol etílico o etanol de 96º (sí, el de las heridas, porque la pletina no estaba excesivamente sucia) frotando con diferentes paños blancos hasta que el último paño aparecía limpio tras el frote. 

A continuación he lijado una de las caras con una lija de grano 120, he retirado el polvo generado y he vuelto a limpiar la superficie con etanol. Este ha sido el resultado:


Como puedes apreciar, la diferencia visual es considerable: en la cara sin lijar, la alúmina (capa de óxido de aluminio que recubre el aluminio en contacto con el aire) está intacta mientras que en la otra se aprecia el aluminio del material base. Crees que esto pude suponer una diferencia en la adherencia del adhesivo a la pletina?

Antes de aplicar el adhesivo es recomendable esperar un poco (unos minutos es suficiente) para asegurar que cualquier resto del limpiador se haya evaporado completamente y éste no afecte al curado del adhesivo.

Tras esperar, he aplicado un cordón de adhesivo a cada lado y los he dejado curar a temperatura ambiente durante 5 días (en otras pruebas he visto que este adhesivo cura en profundidad a una velocidad de 2mm/24h en mis condiciones ambientales así que tras 5 días los cordones ya estaban completamente curados).


La prueba de adherencia es sencilla: se coge de un extremo y se tira del cordón para comprobar la fuerza de unión en comparación con la resistencia interna del material del adhesivo. Qué crees que interesa más, que el adhesivo se despegue o que se rompa?

En algunos sectores puede interesar que el adhesivo se despegue pero, normalmente, el objetivo que buscamos es que el adhesivo se adhiera bien y sea él el que se rompa. Si el adhesivo se despega se dice que es un fallo adhesivo y si el adhesivo se rompe se le llama fallo cohesivo.

En la siguiente imagen puedes ver el resultado del test sobre el lado de la pletina que sólo he limpiado:


En esta otra imagen puedes ver el resultado del test sobre el lado que la pletina que también he lijado:


Los cortes que ves se hacen para provocar el fallo adhesivo en la línea de unión y seguir tirando del adhesivo. Pero en este caso, ni por esas!! el adhesivo se rompe porque la adherencia es mayor.

El resultado: fallo adhesivo en el primer caso y fallo cohesivo en el segundo. Como ves, en este caso la influencia del lijado es determinante para el éxito de la unión. 

Conclusión: a veces, como ocurre aquí entre este adhesivo y el aluminio, es necesario lijar la superficie del metal para conseguir una adherencia adecuada. En este caso, la adhesión del adhesivo sobre el óxido de aluminio no es suficiente así que es necesario eliminarlo mediante el lijado para conseguir la máxima interacción posible entre el adhesivo y el aluminio base. Aquí te cuento el motivo.

Te lo esperabas?


Como apunte final y para tu información: el aluminio base expuesto tras el lijado es muy reactivo con el aire. Si lo dejas un tiempo (depende de las condiciones, pero alrededor de una semana puede ser suficiente) la alúmina se volvería a formar, recubriendo todo el aluminio base (el lijado no serviría para más que para generar rugosidad superficial). Pero esto no es lo que buscas con el lijado. Como has podido ver en el resultado del ensayo, lo que te interesa es que el aluminio esté en contacto con el adhesivo así que, si puedes hacer la unión inmediatamente después de lijado, mejor.

martes, 29 de diciembre de 2015

Preparación superficial: Lijar o no lijar, esa es la cuestión

Hola!!!

Una de las dudas que suelen aparecer cuando se va a hacer una unión adhesiva es si es necesario lijar (o, en general, pretratar mecánicamente) la superficie de la pieza o no. Lo siento, mi respuesta va a ser un tanto ambigua: no es necesario u obligatorio lijar pero sí es recomendable hacerlo.

Como ya te adelantaba aquí es necesario hacer "algo" a la pieza antes de pegarla además de limpiarlas (sí, la limpieza es obligatoria, aquí no hay respuesta ambigua...). El lijado es uno de los diferentes "algos" que se pueden hacer.

Es verdad que con algunas de las familias de adhesivos actuales se consigue que esta preparación superficial sea más leve pero, de manera general, los resultados de resistencia y durabilidad de la unión adhesiva se mejoran preparando las piezas de manera adecuada.

Por definición, el lijado es un método abrasivo de preparación de las superficies de los materiales en el que se elimina la capa de material más superficial y se genera cierta rugosidad superficial. Existen otros métodos abrasivos más tecnificados y eficaces como el granallado, chorreado o arenado pero, en esencia, se trata de lo mismo.

Lo explico mejor porque en esta definición están las claves de este método:

1.- Eliminar la capa de material más superficial: Te interesa que el adhesivo esté en contacto con el material base para que se adhiera bien sobre él. Por eso, así como con la limpieza retiras todas las impurezas ajenas al material, con el lijado eliminas todo aquel material que te separa del material base. Por eso, es recomendable extraer esta capa:
  • De los materiales metálicos, porque está compuesta por óxidos que pueden afectar a la calidad de la unión (sí, todos los metales salvo los metales nobles (Oro, Platino...) están oxidados, incluso el acero inoxidable!). Estos óxidos pueden ser mas o menos gruesos, en función de la vida que haya tenido la pieza (qué le ha pasado desde que se fabricó hasta que ha llegado a tus manos para pegarla), o pueden ser más o menos estables o estar mejor o peor sujetos al metal base en función de su propia naturaleza (en general, el óxido de hierro es muy inestable y se desprende con facilidad; el óxido de aluminio es más estable y está firmemente sujeto al material base).
  • De los materiales poliméricos, porque en esa zona se concentran las moléculas más cortas o de menor peso molecular (formando la piel del desmoldeo de fabricación, por ejemplo) que pueden disminuir la resistencia de la unión
  • De la madera para abrir el grano o poro y eliminar los restos de fibra de celulosa que puedan sobresalir del material base

2.- Generar rugosidad superficial: como ya sabes, el lijado produce en la superficie de todos los materiales una rugosidad. Lo bueno es que esta rugosidad tiene dos efectos secundarios beneficiosos:
  • Incrementa la superficie disponible para que el adhesivo esté en contacto con el material base. Es decir, sobre el mismo área a pegar, tenemos más superficie.


  • Genera pequeños surcos en los que se puede producir un anclaje mecánico. Es decir, el adhesivo puede fluir por el interior del material base permitiendo que esos puntos funcionen como un ancla.

Se puede llegar a pensar que el lijado aumenta la adhesión del adhesivo sobre el material. Pero no es así. Como fenómeno químico, el lijado no incrementa la interacción molecular entre el adhesivo y el material a pegar. Es decir, el lijado no aumenta la fuerza con la que una molécula de adhesivo se sujeta a los átomos o moléculas de la pieza (si la adhesión de un poliuretano sobre acero es X, tras el lijado la adhesión (como fenómeno químico) no aumenta a 2X aunque macroscópicamente veas que el poliuretano está el doble de pegado al acero). El lijado no aumenta la adhesión pero sí aumenta la adherencia.

Lo que ocurre es que, por un lado, has eliminado las impurezas del material (óxidos, moléculas de bajo peso molecular, etc.) permitiendo que el adhesivo se una al material base obteniendo la máxima adhesión posible entre ese adhesivo y ese material; y, por otro lado, has aumentado la superficie disponible permitiendo que haya más moléculas del adhesivo que puedan interactuar con más átomos o moléculas del material base. Resumiendo, tienes la máxima adhesión más veces!

Además, como propina, puede que con el lijado hayas generado puntos de anclaje mecánico. 

Por esto, he de decirte que el lijado no es un método muy eficiente sobre los materiales poliméricos (en general, plásticos) porque estos tienen una energía superficial muy baja que no favorece que el adhesivo moje la superficie (ver post).

Una última recomendación: antes de lijar la pieza es necesario limpiarla para evitar que durante el lijado cualquier suciedad previa que pueda afectar a la adherencia se quede incrustada en la superficie afectando a la calidad de la unión que vamos a hacer. Después del lijado, como puedes suponer, también es necesario limpiar la suciedad generada.

Como conclusión vuelvo con mi respuesta inicial: No es necesario u obligatorio lijar, pero sí es recomendable. Lo que sí es obligatorio es limpiar!!


Tú qué opinas?

martes, 22 de diciembre de 2015

Loctite Hybrid Glue, no es un adhesivo instantáneo.

Hola!!!

el otro día mi padre fue a comprar un adhesivo instantáneo porque lo necesitaba para pegar dos piezas y de entre todos los que había en la tienda le llamó la atención uno con un envase más atractivo en el que se leía "innovación", "nueva tecnología", "extrafuerte y multimateriales", "de los fabricantes de Superglue 3". Con esos mensajes tan positivos el adhesivo tenía que ser bueno. Lo compró. Este adhesivo era el Loctite Hybrid Glue (en el mercado anglosajón se conoce como Loctite Go2 Glue).


He de decir que en el mercado de consumo de España (y muy posiblemente de otros lugares) decir "adhesivo instantáneo" es decir "Loctite". Esto es, la marca se asocia directamente con el producto. Lógicamente, esto es una ventaja competitiva respecto a las demás marcas.

Pero en este caso, esta asociación llevó al error en la compra porque el Loctite Hybrid Glue no es un adhesivo instantáneo si no que se trata de un adhesivo híbrido.

Y te preguntarás: qué diferencia hay?

Aquí está la respuesta: un adhesivo instantáneo es un adhesivo de cianoacrilato que cura muy rápido (en segundos, por eso se le conoce como instantáneo ;-)) y un adhesivo híbrido es un adhesivo, normalmente de poliuretano modificado (más utilizado en industria aunque cada vez más en el hogar), que cura más lentamente por la acción de la humedad ambiental.

Como puedes suponer, la formulación química de ambos adhesivos también es diferente pero prefiero no entrar en esos detalles en este post. Para quitarte el gusanillo de la duda, en el siguiente link te pongo unas pinceladas de cómo cura un adhesivo instantáneo y en este otro, te aclaro cómo funcionan los adhesivos que curan por la humedad ambiental.

Volviendo al tema, la diferencia práctica fundamental que vas a encontrar es la velocidad de curado. Es decir, si esperas obtener una unión resistente en segundos, el Loctite Hybrid Glue no es tu adhesivo. Con este adhesivo la unión resistente va a tardar un poco más...

Como te decía antes, en este caso, la asociación "Loctite-adhesivo instantáneo" no es adecuada. Pero no te lleves una mala imagen del producto, el Loctite Hybrid Glue es un buen adhesivo (de hecho, en su lanzamiento recibió varios premios) y para utilizarlo tienes que tener en cuenta dos detalles fundamentales (antes de que lo uses incorrectamente y llegues a exclamar "este adhesivo está mal! No pega!"):
  • Tiempo necesario para hacer la unión. Es el tiempo que tienes para unir las dos piezas y está relacionado con el tiempo de formación de piel que es propio de los adhesivos de curado por humedad ambiental.
       En las siguientes imágenes podrás ver una comparativa de este tiempo:
       
       - 2 minutos después de la aplicación:


- 10 minutos después de la aplicación:


- 50 minutos después de la aplicación:


Puedes tardar alrededor de 2 minutos en hacer la unión pero no te recomendaría tardar mucho más porque es posible que las piezas no se peguen.

De hecho, después de 10 minutos, en la superficie del adhesivo se quedó marcado el dedo. Eso significa que la piel ya se ha formado y no podrías pegar la segunda pieza sobre el adhesivo.

  • Tiempo de fijación. Es el tiempo que tienes para poder manipular las piezas pegadas sin necesidad de mantenerlas sujetas por un medio externo y está relacionado con el tiempo en el que el adhesivo está completamente curado. Los adhesivos de curado por humedad tienen un tiempo de reacción muy amplio que depende de las condiciones ambientales así que se suele definir directamente el tiempo de manipulación en el que puedes manipular las piezas pese a que el adhesivo no esté completamente curado. 24 horas después de pegar las piezas puedes manipularlas con total seguridad. En la siguiente imagen puedes ver el avance del curado 24 horas después de la realización de la unión.



En el detalle se puede ver que el curado ha avanzado 2 milímetros que son suficientes para poder manipular el conjunto (yo rompí la unión para poder comprobar el curado pero te aseguro que me costó romperla!).

Espero que este post te sirva para poder sacar el máximo partido al Loctite Hybrid Glue (pese a que no sea un adhesivo instantáneo!! ;-))