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lunes, 24 de septiembre de 2012

Cómo medir la energía superficial de manera rápida?

Hola!!

quizás alguna vez hayas pensado: vale, sé que el valor de la energía superficial de mi pieza es fundamental para saber si voy a poder pegarla a otra pero, ¿cómo puedo saber si la superficie de mi pieza tiene la energía superficial adecuada o necesito hacer una preparación previa?

Bien, no te preocupes, que tu pregunta tiene respuesta, pero depende del adhesivo (lo dudabas?) puesto que cada familia de adhesivos tiene su energía superficial y por tanto, la interacción con los substratos será diferente.

A modo de referencia, en estado líquido, las resinas epoxy tienen una tensión superficial de alrededor de 47 dinas/cm (en unidades del Sistema Internacional 47 mN/m), mientras que el cianoacrilato o la silicona tienen valores más bajos, como 20 dinas/cm (20 mN/m) para el caso de la silicona (por eso estos son capaces de mojar y adherir en una amplia gama de materiales).

Por lo tanto, nuestra pieza tiene que tener una energía superficial mayor a estos valores (recuerda lo que hablamos en el post sobre la energía superficial y elángulo de contacto).

Pero llegados a este punto es necesario que te diga una cosa, que no es un secreto: sea el material que sea, tenga la energía superficial que tenga, siempre tienes que limpiar las superficies. Siempre! Aunque algunos adhesivos tengan cierta capacidad para absorber impurezas, tú lo que quieres pegar es el material base y no la suciedad que pueda haber sobre tu pieza. Además, la suciedad y las impurezas superficiales afectan a la medida de la energía superficial, así que, que no te de pereza y limpia las superficies!!!!

Bien, dicho esto, todo lo que te diga a partir de ahora será considerando que las superficies están limpias, ok?

Para materiales metálicos o vidrio no tendrás problemas porque tienen energías superficiales bastante más altas que la de los adhesivos. El problema aparece con los polímeros, puesto que tienen energías superficiales muy parecidas o menores que las de los adhesivos (bueno, después de todo, los adhesivos son polímeros, no?).

Para poder tener una medida cualitativa de cómo está la superficie de tu pieza, existen productos en el mercado fáciles de utilizar, como son los rotuladores para medir tensión superficial de Boussey Control.

Estos rotuladores, cuya tinta contiene una mezcla de agua y disolventes orgánicos, están calibrados a ciertos valores de tensión superficial de forma que, si este líquido moja o no tu superficie podrás saber cuál es el valor de su energía superficial.

Esto es:

1.-Si la marca de la tinta sobre la superficie es uniforme y continua se supone que la energía superficial del substrato es mayor que la que indica el rotulador.
 
2.-Si la tinta se queda dispersa en gotitas pequeñas la energía superficial del susbtrato es considerablemente menor que la del rotulador.

3.-Si la marca de tinta es parcialmente continua pero los bordes se retraen, la energía superficial de tu pieza es ligeramente menor que la del rotulador.


Puedes probar con rotuladores de diferente valor de tensión superficial para intentar encontrar de la manera más ajustada posible el valor que buscas.
 
Finalmente, teniendo en cuenta el valor que obtengas, deberás decidir si tienes que hacerle un tratamiento superficial previo a tu pieza o no para incrementar el valor de la energía superficial.
 
Yo empezaría por intentar limpiar mejor la superficie, porque quizás se haya quedado alguna impureza sin limpiar debidamente…

jueves, 19 de abril de 2012

Plásticos que no se pegan...

Hola de nuevo!!!

Te ha pasado alguna vez que has intentado pegar una o dos piezas de plástico y no has podido porque el adhesivo no “agarraba”? O has utilizado un adhesivo en el que la etiqueta ponía algo así como… “apto para pegar plásticos” pero con un asterisco (*) al lado? Has buscado ese asterisco en algún otro lado del bote? Si lo has hecho, habrás encontrado que dice “plásticos excepto PE, PP y PTFE”.


Y, aunque no nos lo avisan, la silicona y los productos fabricados con este material también serían una excepción…

Detrás de esas siglas se esconden el polietileno (PE), polipropileno (PP) y el politetrafluoroetileno (PTFE), y sin ponernos tan técnicos, este último es el teflón (sí, el de las sartenes antiadherentes, sobre las que no se pega la comida cuando cocinamos).

Estos tres plásticos son polímeros termoplásticos muy utilizados hoy en día (envases, juguetes, utensilios varios…) por lo que es muy probable que hayas intentado pegarlos alguna vez si se te han roto y sí, sin éxito. Vamos, que han seguido rotos y ahora además, sucios... y has tenido que comprar otro nuevo.

Pero la culpa no es del adhesivo que hayas utilizado (seguro que ya habías pensado que la cola era una mier**!!). Es más, si lo has intentando con diferentes productos y no ha habido suerte, no es que la industria de los adhesivos no quiera que repares la pieza rota o lo estés haciendo mal…

El problema es que estos plásticos (y también la silicona) son imposibles de pegar (bueno… imposible, tampoco. Pero sí muy difíciles). La razón fundamental es que la energía superficial de estos materiales es muy baja y por tanto, el adhesivo líquido no es capaz de mojar la superficie por lo que no puede producirse la adherencia del adhesivo sobre el substrato (en la tercera parte del post “qué es un adhesivo?” te explico la adherencia en mayor profundidad. Por ahora es suficiente con que sepas que existe “algo” que se llama energía superficial y que afecta a la adherencia).

Como adelanto, una prueba sencilla que puedes hacer para comprobar esta energía superficial es intentar mojar estos materiales con agua y verás qué pasa… aunque te parezca extraño… qué te juegas a que el agua no moja la superficie de estos materiales?!


Se te han formado gotitas en la superficie y el resto sigue seco…? Ese es el efecto visible de que la tensión superficial del agua sea mayor que la del substrato. Para que se produzca el mojado, debe ocurrir precisamente lo contrario. Lo veremos. No te preocupes si ahora no lo ves del todo claro.

Como resumen final: los fabricantes de adhesivos suelen indicar que sus productos pegan sobre los plásticos excepto sobre el PE, PP y el PTFE (y yo te añado la silicona) porque el adhesivo no es capaz de mojar eficientemente sus superficies (y ésta es una condición indispensable para tener adherencia). La razón, como he dicho, es la baja energía superficial de estos materiales.

No obstante, en la industria es posible tratar las superficies para que puedan ser adheridas. Pero son procesos caros... así que los propios fabricantes han desarrollado adhesivos adaptados para pegar sobre estos materiales. Así que hay alternativas!! ;-)

Como apunte final: antes he dicho que el teflón se utiliza en las sartenes pero, serías capaz de decirme por qué? Y… por qué se utilizan moldes de silicona para repostería…? Soy todo oídos!!