El adhesivo sensible a la presión ( PSA , autoadhesivo , adhesivo autoadherente ) es un tipo de adhesivo no reactivo que forma una unión cuando se aplica presión para unir el adhesivo a una superficie. No se necesita disolvente, agua ni calor para activar el adhesivo. Se utiliza en cintas sensibles a la presión , etiquetas , puntos de pegamento , pegatinas , blocs de notas adhesivas , molduras de automóviles y una amplia variedad de otros productos.
Como lo indica el nombre "sensible a la presión", el grado de unión está influenciado por la cantidad de presión que se utiliza para aplicar el adhesivo a la superficie.
Los factores de superficie como la suavidad, la energía superficial , la eliminación de contaminantes, etc. también son importantes para una unión adecuada.
Los adhesivos adhesivos por lo general están diseñados para formar una unión y mantenerse en forma adecuada a temperatura ambiente. Los adhesivos adhesivos por lo general reducen o pierden su adherencia a bajas temperaturas y reducen su capacidad de retención de cizallamiento a altas temperaturas; existen adhesivos especiales que funcionan a temperaturas altas o bajas.
Los adhesivos pueden dividirse en dos clases: estructurales y sensibles a la presión. Para formar una unión permanente, los adhesivos estructurales se endurecen mediante procesos como la evaporación del disolvente (por ejemplo, el pegamento blanco), la reacción con la radiación UV (como en los adhesivos dentales ), la reacción química (como el epoxi de dos partes ) o el enfriamiento (como en el caso de los adhesivos termofusibles ). Por el contrario, los adhesivos sensibles a la presión (PSA) forman una unión simplemente mediante la aplicación de una ligera presión para unir el adhesivo con el adherente.
Los adhesivos sensibles a la presión están diseñados con un equilibrio entre el flujo y la resistencia al flujo. La unión se forma porque el adhesivo es lo suficientemente suave como para fluir, o mojar , el adherente. La unión tiene fuerza porque el adhesivo es lo suficientemente duro como para resistir el flujo cuando se aplica tensión a la unión. Una vez que el adhesivo y el adherente están cerca, también hay interacciones moleculares, como las fuerzas de van der Waals , involucradas en la unión, que contribuyen significativamente a la resistencia final de la unión. Los PSA exhiben propiedades viscoelásticas ( viscosas y elásticas ), las cuales se utilizan para una unión adecuada.
A diferencia de los adhesivos estructurales, cuya resistencia se mide por la resistencia al cizallamiento, los adhesivos sensibles a la presión se caracterizan por su resistencia al cizallamiento y al desprendimiento, así como por su adherencia inicial. Estas propiedades dependen, entre otras cosas, de la formulación, el espesor del recubrimiento, el frotado y la temperatura.
Los adhesivos sensibles a la presión " permanentes " son inicialmente sensibles a la presión y removibles (por ejemplo, para recuperar productos mal etiquetados), pero después de horas o días cambian sus propiedades, volviéndose menos o menos viscosos, o aumentando la fuerza de unión, de modo que la unión se vuelve permanente. [ cita requerida ]
La adherencia de una cinta o etiqueta puede verse afectada por su forma. Las cintas con esquinas puntiagudas comienzan a desprenderse en esas esquinas; [1] la fuerza adhesiva se puede mejorar redondeando las esquinas. [2]
Los adhesivos sensibles a la presión están diseñados para aplicaciones permanentes o removibles. Algunos ejemplos de aplicaciones permanentes incluyen etiquetas de seguridad para equipos eléctricos, cintas de aluminio para conductos de calefacción , ventilación y aire acondicionado, ensamblajes de molduras interiores de automóviles y películas amortiguadoras de sonido y vibración. Algunos adhesivos sensibles a la presión permanentes de alto rendimiento presentan altos valores de adhesión y pueden soportar kilogramos de peso por centímetro cuadrado de área de contacto, incluso a temperaturas elevadas. [3] Estos generan adhesión para formar una unión permanente después de varias horas o días.
Los adhesivos removibles están diseñados para formar una unión temporal y, idealmente, se pueden quitar después de meses o años sin dejar residuos en el material adherido. Los adhesivos removibles se utilizan en aplicaciones como películas de protección de superficies, cintas de enmascarar , papel para marcar libros y notas , etiquetas para marcar precios, materiales gráficos promocionales y para el contacto con la piel (vendajes para el cuidado de heridas, electrodos de ECG , cintas deportivas, parches transdérmicos para medicamentos , etc.). Algunos adhesivos removibles están diseñados para pegarse y despegarse repetidamente. Tienen una baja adherencia y, por lo general, no pueden soportar mucho peso.
A veces, la eliminación limpia de la cinta autoadhesiva puede resultar difícil sin dañar el sustrato al que está adherida. Tirar a una velocidad lenta y con un ángulo de despegue bajo ayuda a reducir el daño a la superficie. Los residuos de PSA se pueden ablandar con ciertos solventes orgánicos o calor. El frío extremo ( hielo seco , aerosol congelador , etc.) puede hacer que los materiales viscoelásticos cambien a una fase vítrea ; por lo tanto, es útil para eliminar muchos tipos de PSA. [4]
Los adhesivos sensibles a la presión se fabrican con un portador líquido o en forma 100% sólida. Los artículos como cintas y etiquetas se fabrican a partir de PSA líquidos recubriendo el adhesivo sobre un soporte y evaporando el disolvente orgánico o el portador de agua, generalmente en un secador de aire caliente. El adhesivo seco puede calentarse aún más para iniciar una reacción de reticulación y aumentar el peso molecular. Los PSA 100% sólidos pueden ser polímeros de baja viscosidad que se recubren y luego reaccionan con radiación para aumentar el peso molecular y formar el adhesivo (PSA curado por radiación); o pueden ser materiales de alta viscosidad que se calientan para reducir la viscosidad lo suficiente como para permitir el recubrimiento y luego se enfrían hasta su forma final ( PSA de fusión en caliente , HMPSA).
Los PSA suelen estar basados en un elastómero combinado con un agente de pegajosidad adecuado (por ejemplo, un éster de colofonia ). Los elastómeros pueden estar basados en acrílicos , que pueden tener suficiente pegajosidad por sí solos y no requieren un agente de pegajosidad.
Los copolímeros de bloque de estireno (SBC), también llamados adhesivos de copolímero de estireno y adhesivos a base de caucho, tienen buena flexibilidad a baja temperatura, alta elongación y alta resistencia al calor. Se utilizan con frecuencia en aplicaciones de adhesivos termofusibles , donde la composición retiene la adherencia incluso cuando se solidifica; sin embargo, también se utilizan formulaciones no sensibles a la presión. [5] Por lo general, tienen una estructura ABA, con un segmento de caucho elástico entre dos bloques terminales de plástico rígido. Los formadores de película de alta resistencia como independientes, aumentan la cohesión y la viscosidad como aditivo. Resistente al agua, soluble en algunos disolventes orgánicos; la reticulación mejora la resistencia a los disolventes. Las resinas que se asocian con los bloques terminales (cumarona-indeno, α-metilestireno, viniltolueno, hidrocarburos aromáticos, etc.) mejoran la adhesión y alteran la viscosidad. Las resinas que se asocian con los bloques intermedios (olefinas alifáticas, ésteres de colofonia, politerpenos, fenólicos terpénicos) mejoran la adhesión, el procesamiento y las propiedades sensibles a la presión. La adición de plastificantes reduce los costos, mejora la adherencia sensible a la presión, disminuye la viscosidad de la masa fundida, disminuye la dureza y mejora la flexibilidad a baja temperatura. La estructura ABA promueve una separación de fases del polímero, uniendo los bloques terminales, con las partes elásticas centrales actuando como enlaces cruzados; los SBC no requieren enlaces cruzados adicionales. [6]
El estireno- butadieno -estireno (SBS) se utiliza en aplicaciones de PSA de alta resistencia, el estireno-etileno/ butileno- estireno (SEBS) en aplicaciones no tejidas de baja autoadherencia, y el estireno-etileno/propileno (SEP) y el estireno- isopreno -estireno (SIS) se utilizan en aplicaciones de PSA de alta adherencia y baja viscosidad.
Las propiedades de los adhesivos sensibles a la presión pueden verse muy afectadas por la temperatura. Las características de pegajosidad o "adherencia rápida" son fundamentales para la unión inicial al sustrato previsto; las temperaturas frías pueden hacer que un adhesivo sensible a la presión sea demasiado firme y pierda su pegajosidad. Una vez aplicado, la temperatura afecta el rendimiento para el uso previsto: el calor puede ablandar un adhesivo, lo que reduce su capacidad de resistencia al cizallamiento. Las temperaturas frías también pueden contribuir a una liberación prematura. La mayoría de los métodos de prueba de adhesivos sensibles a la presión y cintas se realizan a 23 (°C) y 50% de humedad relativa, pero es común realizar también pruebas a otras temperaturas (y presiones de frotado más ligeras) para que el rendimiento del adhesivo sensible a la presión se adapte mejor a los requisitos de los usuarios finales.
Los formuladores de adhesivos a menudo utilizan las características de temperatura más fundamentales mediante métodos avanzados como el análisis mecánico dinámico y la calorimetría diferencial de barrido . [7] De particular importancia es la identificación de la " temperatura de transición vítrea" , "T" g .