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Adhesivo termofusible

Una pistola de pegamento caliente cargada con una barra de pegamento.

El adhesivo termofusible ( HMA ), también conocido como pegamento caliente , es una forma de adhesivo termoplástico que se vende comúnmente como barras cilíndricas sólidas de varios diámetros diseñadas para aplicarse con una pistola de pegamento caliente . La pistola utiliza un elemento calefactor de servicio continuo para derretir el pegamento plástico, que el usuario empuja a través de la pistola ya sea con un mecanismo de gatillo mecánico en la pistola o con presión directa con los dedos. El pegamento exprimido de la boquilla calentada está inicialmente lo suficientemente caliente como para quemar e incluso ampollar la piel. El pegamento es pegajoso cuando está caliente y se solidifica en unos pocos segundos a un minuto. Los adhesivos termofusibles también se pueden aplicar por inmersión o pulverización, y son populares entre los aficionados y artesanos tanto para fijar como una alternativa económica a la fundición de resina .

En el uso industrial, los adhesivos termofusibles ofrecen varias ventajas sobre los adhesivos a base de disolventes. Se reducen o eliminan los compuestos orgánicos volátiles y se elimina el paso de secado o curado. Los adhesivos termofusibles tienen una larga vida útil y, por lo general, se pueden desechar sin precauciones especiales. Algunas de las desventajas implican la carga térmica del sustrato, lo que limita el uso a sustratos no sensibles a temperaturas más altas y la pérdida de fuerza de unión a temperaturas más altas, hasta la fusión completa del adhesivo. La pérdida de fuerza de unión se puede reducir utilizando un adhesivo reactivo que, después de solidificarse, se somete a un curado adicional , ya sea por humedad (por ejemplo, uretanos y siliconas reactivos) o radiación ultravioleta. Algunos HMA pueden no ser resistentes a los ataques químicos y la intemperie. [ cita requerida ] Los HMA no pierden espesor durante la solidificación, mientras que los adhesivos a base de disolventes pueden perder hasta un 50-70% del espesor de la capa durante el secado. [1]

Propiedades

Viscosidad de fusión
Una de las propiedades más notables. Influye en la extensión del adhesivo aplicado y en la humectación de las superficies. Depende de la temperatura: cuanto más alta sea, menor será la viscosidad.
Índice de fluidez de fusión
Un valor aproximadamente inversamente proporcional al peso molecular del polímero base. Los adhesivos con un índice de fluidez elevado son fáciles de aplicar, pero tienen propiedades mecánicas deficientes debido a que las cadenas de polímeros son más cortas. Los adhesivos con un índice de fluidez bajo tienen mejores propiedades, pero son más difíciles de aplicar.
Estabilidad de la vida útil de la mezcla
El grado de estabilidad en estado fundido, la tendencia a descomponerse y carbonizarse. Es importante para el procesamiento industrial donde el adhesivo se funde durante períodos prolongados antes de la deposición.
Temperatura de formación del enlace
Temperatura mínima por debajo de la cual no se produce una humectación suficiente de los sustratos. [2]

Condiciones generales

Horario de apertura
El tiempo de trabajo para lograr una unión, donde la superficie aún conserva suficiente adherencia, puede variar desde segundos para HMA de fraguado rápido hasta infinito para adhesivos sensibles a la presión.
Establecer hora
Es hora de formar un vínculo de fuerza aceptable.
Virar
El grado de adherencia de la superficie del adhesivo influye en la fuerza de la unión entre superficies humedecidas.
Energía superficial
Influye en la humectación de diferentes tipos de superficies.

Materiales utilizados

Los pegamentos termofusibles suelen estar compuestos por un material base con varios aditivos. La composición suele estar formulada para tener una temperatura de transición vítrea (inicio de la fragilidad) inferior a la temperatura de servicio más baja y también una temperatura de fusión adecuadamente alta. El grado de cristalización debe ser lo más alto posible, pero dentro de los límites de la contracción permitida . La viscosidad de la fusión y la velocidad de cristalización (y el tiempo abierto correspondiente) se pueden adaptar a la aplicación. Una velocidad de cristalización más rápida suele implicar una mayor resistencia de la unión. Para alcanzar las propiedades de los polímeros semicristalinos, los polímeros amorfos requerirían pesos moleculares demasiado altos y, por lo tanto, una viscosidad de fusión irrazonablemente alta; el uso de polímeros amorfos en adhesivos termofusibles suele ser solo como modificadores. Algunos polímeros pueden formar enlaces de hidrógeno entre sus cadenas, formando pseudoenlaces cruzados que fortalecen el polímero. [3]

La naturaleza del polímero y los aditivos utilizados para aumentar la pegajosidad (llamados pegajosos ) influyen en la naturaleza de la interacción molecular mutua y la interacción con el sustrato. En un sistema común, se utiliza EVA como polímero principal, con resina de terpeno-fenol (TPR) como pegajoso. Los dos componentes muestran interacciones ácido-base entre los grupos carbonilo del acetato de vinilo y los grupos hidroxilo del TPR, se forman complejos entre los anillos fenólicos del TPR y los grupos hidroxilo en la superficie de los sustratos de aluminio, y se forman interacciones entre los grupos carbonilo y los grupos silanol en las superficies de los sustratos de vidrio. [4] Los grupos polares, los hidroxilos y los grupos amina pueden formar enlaces ácido-base y de hidrógeno con grupos polares en sustratos como papel, madera o fibras naturales. Las cadenas de poliolefina no polares interactúan bien con sustratos no polares. Una buena humectación del sustrato es esencial para formar una unión satisfactoria entre el adhesivo y el sustrato. Las composiciones más polares tienden a tener una mejor adhesión debido a su mayor energía superficial . Los adhesivos amorfos se deforman fácilmente, tienden a disipar la mayor parte de la tensión mecánica dentro de su estructura, pasando solo pequeñas cargas en la interfaz adhesivo-sustrato; incluso una interacción superficial no polar-no polar relativamente débil puede formar un enlace bastante fuerte propenso principalmente a una falla cohesiva. La distribución de pesos moleculares y el grado de cristalinidad influyen en la amplitud del rango de temperatura de fusión. Los polímeros con naturaleza cristalina tienden a ser más rígidos y tienen mayor fuerza cohesiva que los amorfos correspondientes, pero también transfieren más tensión a la interfaz adhesivo-sustrato. Un mayor peso molecular de las cadenas de polímero proporciona mayor resistencia a la tracción y resistencia al calor. La presencia de enlaces insaturados hace que el adhesivo sea más susceptible a la autooxidación y la degradación por rayos UV y requiere el uso de antioxidantes y estabilizadores.

Los adhesivos suelen ser transparentes o translúcidos, incoloros, de color paja, tostados o ámbar. También se fabrican versiones pigmentadas e incluso versiones con destellos brillantes. [5] Los materiales que contienen grupos polares, sistemas aromáticos y enlaces dobles y triples tienden a parecer más oscuros que las sustancias totalmente saturadas no polares; cuando se desea un aspecto transparente como el agua, se deben utilizar polímeros y aditivos adecuados, por ejemplo, resinas adhesivas hidrogenadas. [6]

El aumento de la resistencia de la unión y de la temperatura de servicio se puede lograr mediante la formación de enlaces cruzados en el polímero después de la solidificación. Esto se puede lograr utilizando polímeros sometidos a curado con humedad residual (por ejemplo, poliuretanos reactivos, siliconas), exposición a radiación ultravioleta , irradiación con electrones o mediante otros métodos.

La resistencia al agua y a los disolventes es fundamental en algunas aplicaciones. Por ejemplo, en la industria textil, puede ser necesaria la resistencia a los disolventes de limpieza en seco . La permeabilidad a los gases y al vapor de agua puede ser deseable o no. La no toxicidad tanto de los materiales de base como de los aditivos y la ausencia de olores son importantes para los envases de alimentos .

Los productos desechables de consumo masivo, como los pañales , requieren el desarrollo de HMA biodegradables . Se están realizando investigaciones sobre, por ejemplo, poliésteres de ácido láctico , [7] policaprolactona con proteína de soja , [8] etc.

Algunos de los posibles materiales base de los adhesivos termofusibles incluyen los siguientes:

Los aditivos habituales incluyen los siguientes:

Los adhesivos autoadhesivos y sensibles a la presión se encuentran disponibles en forma de adhesivos termofusibles. Con una consistencia pegajosa, los adhesivos autoadhesivos se adhieren mediante la aplicación de presión a temperatura ambiente. [40]

Los aditivos y polímeros que contienen enlaces insaturados son muy propensos a la autooxidación . Entre los ejemplos se incluyen los aditivos a base de colofonia . Se pueden utilizar antioxidantes para suprimir este mecanismo de envejecimiento.

La adición de partículas ferromagnéticas, materiales higroscópicos que retienen agua u otros materiales puede producir un adhesivo termofusible que se puede activar mediante calentamiento por microondas . [41]

La adición de partículas conductoras de electricidad puede producir formulaciones termofusibles conductoras. [42]

Aplicaciones

Los adhesivos termofusibles son tan numerosos como versátiles. En general, los adhesivos termofusibles se aplican mediante extrusión, laminado o pulverización, y su alta viscosidad los hace ideales para sustratos porosos y permeables. [43] Los adhesivos termofusibles son capaces de unir una variedad de sustratos diferentes, entre ellos: cauchos, cerámicas, metales, plásticos, vidrio y madera. [40]

En la actualidad, los adhesivos termofusibles (HMA) están disponibles en una variedad de tipos diferentes, lo que permite su uso en una amplia gama de aplicaciones en varias industrias. Para su uso en proyectos de manualidades o pasatiempos, como el ensamblaje o la reparación de modelos de aviones de espuma a control remoto y arreglos florales artificiales, se utilizan barras termofusibles y pistolas de pegamento termofusible en la aplicación del adhesivo. Para su uso en procesos industriales, el adhesivo se suministra en barras más grandes y pistolas de pegamento con velocidades de fusión más altas. Además de las barras termofusibles, el HMA se puede entregar en otros formatos, como bloques termofusibles granulares o en polvo para procesadores de fusión a granel. Las aplicaciones más grandes de HMA tradicionalmente utilizan sistemas neumáticos para suministrar adhesivo. [43]

Algunos ejemplos de industrias en las que se utiliza HMA son:

Formato

Los adhesivos termofusibles suelen venderse en barras o cartuchos adecuados para la pistola de pegamento en cuestión. También se utilizan gránulos a granel: estos se vierten o se transportan a un depósito de adhesivo para su posterior aplicación. También se utilizan grandes bidones de tapa abierta para aplicaciones de gran volumen. Las bombas de bidón de adhesivo termofusible tienen una placa calentada que funde el adhesivo para bombearlo a través de mangueras calentadas.

Referencias

  1. ^ "Aspectos técnicos de los adhesivos termofusibles". pprc.org . Centro de recursos para la prevención de la contaminación del Pacífico Noroeste. Archivado desde el original el 4 de mayo de 2010 . Consultado el 4 de junio de 2020 .
  2. ^ Gierenz, Gerhard; Karmann, Werner (2001). Adhesivos y cintas adhesivas . John Wiley & Sons.
  3. ^ Adhesivos termofusibles diseñados sintéticamente: poliamidas y poliésteres. Artículo archivado el 19 de febrero de 2012 en Wayback Machine . Specialchem4adhesives.com (10 de octubre de 2007). Consultado el 8 de febrero de 2010.
  4. ^ M. Nardin et al. Efectos de la composición de los adhesivos termofusibles en sus propiedades de masa e interfacial, Journal de Physique IV, Volumen 3, 1993, pág. 1505 doi :10.1051/jp4:19937235
  5. ^ "AKORD - Barras adhesivas termofusibles con purpurina, 100 x 7 mm, para pistola de pegamento caliente, multicolor, juego de 36 piezas: Amazon.es: Bricolaje y herramientas". Amazon España .
  6. ^ Color y claridad de los adhesivos termofusibles. Woodweb.com. Consultado el 8 de febrero de 2010.
  7. ^ Adhesivos termofusibles biodegradables/compostables que comprenden poliéster de ácido láctico Patente de EE. UU. 6.365.680
  8. ^ ab 95-5 Desarrollo de un adhesivo termofusible biodegradable basado en poli-e-caprolactona y aislado de proteína de soja para sistemas de envasado de alimentos. Ift.confex.com. Archivado desde el original el 27 de septiembre de 2011. Consultado el 8 de febrero de 2010.
  9. ^ "MSDS – Vista detallada". Archivado desde el original el 2007-06-02 . Consultado el 2007-01-17 .
  10. ^ HMA - Basado en EVA - Centro de estabilizadores de luz y UV Archivado el 5 de octubre de 2013 en Wayback Machine . SpecialChem4Adhesives. Consultado el 8 de febrero de 2010.
  11. ^ Informe de estudio de mercado de copolímeros de etileno y acetato de vinilo (EVA) (>50 % de etileno): industria europea de adhesivos Archivado el 18 de noviembre de 2008 en Wayback Machine . Chemquest.com. Consultado el 8 de febrero de 2010.
  12. ^ Copolímeros de etileno y acetato de vinilo (EVA) Archivado el 15 de julio de 2009 en Wayback Machine . Plastiquarian.com. Consultado el 8 de febrero de 2010.
  13. ^ Young-Jun Park y Hyun-Joong Kim, "Propiedades adhesivas termofusibles de la mezcla de resina de hidrocarburo aromático/EVA", International Journal of Adhesion and Adhesives, Volumen 23, Número 5, 2003, Página 383 doi :10.1016/S0143-7496(03)00069-1
  14. ^ Adhesivo termofusible de etileno-acetato de vinilo injertado con butadieno Patente de EE. UU. 3.959.410
  15. ^ Pegamentos termofusibles (Barry L. Ornitz). Yarchive.net. Recuperado el 8 de febrero de 2010.
  16. ^ John Moalli Fallas en los plásticos: análisis y prevención, William Andrew, 2001 ISBN 1-884207-92-8 pág. 8 
  17. ^ Aplicaciones de adhesivos termofusibles - Centro de copolímeros de etileno. SpecialChem4Adhesives. Consultado el 8 de febrero de 2010.
  18. ^ Centro de Poliolefinas y Antioxidantes. SpecialChem4Adhesives. Consultado el 8 de febrero de 2010.
  19. ^ Adhesivos sin disolventes Por TE Rolando, iSmithers Rapra Publishing, 1998 ISBN 1-85957-133-6 p. 17 
  20. ^ Adhesivos y cintas adhesivas de Gerhard Gierenz, Werner Karmann, Wiley-VCH, 2001 ISBN 3-527-30110-0 , p. 22 
  21. ^ Adhesivos termofusibles a base de poliolefina amorfa (APO/APAO) Archivado el 24 de julio de 2008 en Wayback Machine . Hot Melt News (18 de julio de 2006). Recuperado el 8 de febrero de 2010.
  22. ^ ab Modelo de adhesión específica para unir poliamidas termofusibles a vinilo. (PDF) . Consultado el 8 de febrero de 2010.
  23. ^ Sulfopoliéster inodoro y dispersable en agua para adhesivos termofusibles reciclables - Artículo. Specialchem4adhesives.com (22 de mayo de 2002). Consultado el 8 de febrero de 2010.
  24. ^ Manual de adhesivos y selladores Por Edward M. Petrie, McGraw-Hill, 2007 ISBN 0-07-147916-3 
  25. ^ Adhesivos termofusibles reactivos - Centro de estabilizadores de luz y UV. SpecialChem4Adhesives. Consultado el 8 de febrero de 2010.
  26. ^ Ciencia e ingeniería de la adhesión por Alphonsus V. Pocius, David A. Dillard, M. Chaudhury, Elsevier, 2002 ISBN 0-444-51140-7 , p. 785 
  27. ^ [1]. LD Davis Glues & Gelatins. Recuperado el 19 de enero de 2019.
  28. ^ Aplicaciones. Hbfuller.com. Recuperado el 8 de febrero de 2010.
  29. ^ Manual de propiedades físicas de polímeros de Tekijät James E. Mark, Springer, 2006 ISBN 0-387-31235-8 , pág. 484 
  30. ^ Composición reactiva termofusible - Patente 4996283. Freepatentsonline.com (26 de febrero de 1991). Consultado el 8 de febrero de 2010.
  31. ^ Patente estadounidense 4.252.858
  32. ^ Sellador de ensamblaje termofusible. Dow Corning. Recuperado el 8 de febrero de 2010.
  33. ^ JA Pomposo, J. Rodríguez y H. Grande "Adhesivos termofusibles conductores basados ​​en polipirrol para aplicaciones de blindaje EMI" Synthetic Metals, Volumen 104, Número 2, 1999, Páginas 107-111 doi :10.1016/S0379-6779(99)00061-2
  34. ^ Fugang Li, Mitchell A. Winnik, Anna Matvienko y Andreas Mandelis "Nanopartículas de polipirrol como transductor térmico de radiación NIR en adhesivos termofusibles" J. Mater. Chem., 2007, 17, 4309 – 4315, doi :10.1039/b708707a
  35. ^ Adhesivos termofusibles industriales de alto rendimiento. (PDF) . Consultado el 8 de febrero de 2010.
  36. ^ Base de datos de aditivos, polímeros y agentes de pegajosidad: los expertos en línea sobre aditivos y colores para polímeros Archivado el 5 de agosto de 2014 en Wayback Machine . Specialchem4adhesives.com. Consultado el 8 de febrero de 2010.
  37. ^ Uso de ceras en adhesivos termofusibles - Artículo. Specialchem4adhesives.com (16 de diciembre de 2009). Consultado el 8 de febrero de 2010.
  38. ^ Olga I. Kuvshinnikova y Robert E. Lee Antioxidantes a base de silicio para adhesivos termofusibles TAPPI JOURNAL, octubre de 1998, vol. 81(10), págs. 214-218
  39. ^ Adhesivos de poliamida con características de encuadernación mejoradas - Patente 5989385. Freepatentsonline.com. Consultado el 8 de febrero de 2010.
  40. ^ ab Davis, Joseph R (1992). Diccionario de ingeniería de materiales ASM . ASM International. pág. 215.
  41. ^ Adhesivo termofusible para calentar en microondas Archivado el 23 de abril de 2010 en Wayback Machine . Freshpatents.com. Consultado el 8 de febrero de 2010.
  42. ^ Composición adhesiva de silicona termofusible conductora de electricidad - Patente 6433055. Freepatentsonline.com. Consultado el 8 de febrero de 2010.
  43. ^ ab "Adhesivos y selladores 101: adhesivos termofusibles". Industria de adhesivos y selladores. 1 de octubre de 2008. Consultado el 11 de noviembre de 2015 .
  44. ^ abc von Byern, Janek; Grunwald, Ingo (2010). Sistemas de adhesión biológica: de la naturaleza a la aplicación técnica y médica (1.ª ed.). Viena: Springer Science & Business Media. págs. 198-199.