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 funcionamiento 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 que sale de la boquilla calentada inicialmente está lo suficientemente caliente como para quemar e incluso formar ampollas en 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 mediante inmersión o pulverización, y son populares entre los aficionados y artesanos tanto para fijar como como una alternativa económica a la fundición de resina .
En uso industrial, los adhesivos termofusibles ofrecen varias ventajas sobre los adhesivos a base de solventes. Los compuestos orgánicos volátiles se reducen o eliminan y se elimina la etapa de secado o curado. Los adhesivos termofusibles tienen una larga vida útil y normalmente pueden desecharse sin precauciones especiales. Algunas de las desventajas implican la carga térmica del sustrato, la limitación de su 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 mediante el uso de un adhesivo reactivo que, después de solidificarse, sufre un curado adicional , ya sea por humedad (p. ej., uretanos y siliconas reactivos) o radiación ultravioleta. Es posible que algunos HMA no sean resistentes a los ataques químicos y a la intemperie. [ cita necesaria ] Los HMA no pierden espesor durante la solidificación, mientras que los adhesivos a base de solventes pueden perder hasta un 50-70% del espesor de la capa durante el secado. [1]
Una de las propiedades más notables. Influye en la extensión del adhesivo aplicado y en la humectación de las superficies. Dependiendo de la temperatura, una temperatura más alta reduce la viscosidad.
Un valor aproximadamente inversamente proporcional al peso molecular del polímero base. Los adhesivos con alto índice de flujo de fusión son fáciles de aplicar pero tienen propiedades mecánicas deficientes debido a cadenas de polímeros más cortas. Los adhesivos con bajo índice de fluidez tienen mejores propiedades pero son más difíciles de aplicar.
Estabilidad de la vida útil
El grado de estabilidad en estado fundido, la tendencia a descomponerse y carbonizarse. Importante para procesos industriales donde el adhesivo se funde durante períodos prolongados antes de su deposición.
Temperatura de formación de enlaces
Temperatura mínima por debajo de la cual no se produce una humectación suficiente de los sustratos. [2]
Términos generales
tiempo abierto
El tiempo de trabajo para realizar 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.
Fijar tiempo
Es hora de formar un vínculo de fuerza aceptable.
Virar
El grado de adherencia superficial del adhesivo; Influye en la fuerza de la unión entre superficies mojadas.
Influye en la humectación de diferentes tipos de superficies.
Materiales usados
Las colas termofusibles suelen constar de un material base con varios aditivos. La composición normalmente se formula para tener una temperatura de transición vítrea (inicio de fragilidad) por debajo de 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 contracción permitidos . La viscosidad de la masa fundida y la velocidad de cristalización (y el tiempo abierto correspondiente) se pueden adaptar a la aplicación. Una tasa de cristalización más rápida generalmente implica una mayor fuerza de unión. Para alcanzar las propiedades de los polímeros semicristalinos, los polímeros amorfos requerirían pesos moleculares demasiado altos y, por lo tanto, una viscosidad en estado fundido excesivamente alta; El uso de polímeros amorfos en adhesivos termofusibles suele ser sólo como modificadores. Algunos polímeros pueden formar enlaces de hidrógeno entre sus cadenas, formando pseudoentrecruzamientos que fortalecen el polímero. [3]
Las naturalezas del polímero y los aditivos utilizados para aumentar la pegajosidad (llamados agentes de pegajosidad ) 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 agente adherente. 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, e interacciones entre los grupos carbonilo y los grupos silanol en las superficies de Se forman sustratos de vidrio. [4] Los grupos polares, hidroxilos y 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 apolares interactúan bien con sustratos apolares. 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 y 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 de superficie no polar-no polar relativamente débil puede formar un enlace bastante fuerte propenso principalmente a una falla de cohesión. La distribución de los 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 correspondientes amorfos, pero también transfieren más tensión a la interfaz adhesivo-sustrato. Un mayor peso molecular de las cadenas de polímero proporciona una mayor resistencia a la tracción y 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 pajizo, tostado o ámbar. También se elaboran versiones pigmentadas e incluso versiones con destellos brillantes. [5] Los materiales que contienen grupos polares, sistemas aromáticos y enlaces dobles y triples tienden a aparecer más oscuros que las sustancias no polares completamente saturadas; cuando se desea una apariencia transparente como el agua, se deben usar polímeros y aditivos adecuados, por ejemplo resinas adherentes hidrogenadas. [6]
Se puede lograr un aumento de la resistencia de la unión y de la temperatura de servicio 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 de 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 base como de los aditivos y la ausencia de olores son importantes para los envases de alimentos.
Algunos de los posibles materiales base de los adhesivos termofusibles incluyen los siguientes:
Copolímeros de etileno-acetato de vinilo (EVA), de bajo rendimiento, el material más común y de bajo costo para las barras de pegamento (por ejemplo, el Thermogrip GS51, GS52 y GS53 de color ámbar claro). [9] Proporcionan suficiente resistencia entre 30 y 50 °C, pero su uso está limitado a temperaturas inferiores a 60-80 °C y tienen una baja resistencia a la fluencia bajo carga. El contenido de monómero de acetato de vinilo es aproximadamente del 18 al 29 por ciento en peso del polímero. A menudo se utilizan grandes cantidades de agentes adherentes y ceras; una composición de ejemplo es del 30 al 40 % de copolímero de EVA (proporciona resistencia y dureza), del 30 al 40 % de resina adherente (mejora la humectación y la pegajosidad), del 20 al 30 % de cera (generalmente a base de parafina; reduce la viscosidad y altera la velocidad de fraguado). , reduce el costo) y 0,5–1,0% de estabilizadores. [10] Se pueden añadir rellenos para aplicaciones especiales. Puede formularse para temperaturas de servicio que oscilan entre −40 y +80 °C, y para tiempos abiertos cortos y largos y una amplia gama de viscosidades de fusión. Alta estabilidad a temperaturas elevadas y resistencia a la radiación ultravioleta , que puede mejorarse aún más con estabilizadores adecuados. Un alto contenido de acetato de vinilo puede servir para formular un adhesivo termofusible sensible a la presión (HMPSA). Las formulaciones de EVA son compatibles con la parafina. EVA fue la base para la composición termofusible original. La composición del copolímero influye en sus propiedades; un mayor contenido de etileno promueve la adhesión a sustratos no polares como el polietileno, mientras que un mayor contenido de acetato de vinilo promueve la adhesión a sustratos polares como el papel. Un mayor contenido de etileno también aumenta la resistencia mecánica, la resistencia al bloqueo y la solubilidad de la parafina. Un mayor contenido de acetato de vinilo proporciona mayor flexibilidad, adhesión, adherencia en caliente y mejor rendimiento a bajas temperaturas. El EVA de grado adhesivo suele contener entre un 14% y un 35% de acetato de vinilo. Las cadenas de menor peso molecular proporcionan una menor viscosidad en estado fundido, una mejor humectación y una mejor adhesión a superficies porosas. Los pesos moleculares más altos proporcionan una mejor cohesión a temperaturas elevadas y un mejor comportamiento a bajas temperaturas. [11] Una mayor proporción de acetato de vinilo reduce la cristalinidad del material, mejora la claridad óptica, la flexibilidad y la dureza, y empeora la resistencia a los disolventes. El EVA se puede reticular, por ejemplo, mediante peróxidos, produciendo un material termoendurecible. [12] Los EVA se pueden combinar con resinas de hidrocarburos aromáticos. [13] El injerto de butadieno en EVA mejora su adhesión. [14] Sus propiedades dieléctricas son pobres debido al alto contenido de grupos polares, la pérdida dieléctrica es moderadamente alta. Los HMA de polipropileno son una mejor opción para la electrónica de alta frecuencia. [15]Los EVA son ópticamente más claros y más permeables a los gases y al vapor que las poliolefinas. Casi la mitad de los EVA HMA se utilizan en aplicaciones de embalaje. La molienda criogénica de EVA puede proporcionar partículas pequeñas dispersables en agua para aplicaciones de termosellado. El EVA puede degradarse principalmente por pérdida de ácido acético y formación de un doble enlace en la cadena, y por degradación oxidativa. [16] El EVA se puede combinar en una amplia gama de HMA, desde adhesivos suaves sensibles a la presión hasta adhesivos estructurales rígidos para la construcción de muebles.
Los copolímeros de etileno y acrilato tienen una temperatura de transición vítrea más baja y una mayor adhesión incluso a sustratos difíciles que el EVA. Mejor resistencia térmica, mayor adherencia a metales y vidrio. Adecuado para uso a baja temperatura. Los terpolímeros de etileno-acetato de vinilo- anhídrido maleico y etileno-acrilato-anhídrido maleico ofrecen un rendimiento muy alto. [17] Algunos ejemplos son acrilato de etileno- n -butilo (EnBA), ácido etileno-acrílico (EAA) y acetato de etileno-etilo (EEA).
Poliolefinas (PO) ( polietileno (normalmente LDPE pero también HDPE , que tiene un mayor punto de fusión y mejor resistencia a la temperatura), polipropileno atáctico (PP o APP), polibuteno-1 , polietileno oxidado, etc.), de bajo rendimiento, para aplicaciones difíciles. -para unir plásticos. Muy buena adhesión al polipropileno, buena barrera contra la humedad , resistencia química contra solventes polares y soluciones de ácidos, bases y alcoholes. Mayor tiempo abierto en comparación con EVA y poliamidas. [18] Las poliolefinas tienen baja energía superficial y proporcionan una buena humectación de la mayoría de los metales y polímeros. Las poliolefinas sintetizadas mediante catalizadores de metaloceno tienen una distribución estrecha de peso molecular y un intervalo de temperatura de fusión correspondientemente estrecho. Debido a la cristalinidad relativamente alta, las colas a base de polietileno tienden a ser opacas y, dependiendo de los aditivos, blancas o amarillentas. Los termofusibles de polietileno tienen una alta estabilidad de vida útil, no son propensos a carbonizarse y son adecuados para rangos de temperatura moderados y sobre sustratos porosos no flexibles. Se puede introducir nitrógeno o dióxido de carbono en la masa fundida, formando una espuma que aumenta la extensión y el tiempo abierto y disminuye la transferencia de calor al sustrato, permitiendo el uso de sustratos más sensibles al calor; Generalmente se utilizan HMA a base de polietileno. Los HMA espumables están disponibles en el mercado desde 1981. Los HMA de polipropileno amorfo tienen buenas propiedades dieléctricas, lo que los hace adecuados para su uso a altas frecuencias. El PE y la APP generalmente se usan solos o con solo una pequeña cantidad de agentes adherentes (generalmente hidrocarburos) y ceras (generalmente parafinas o ceras microcristalinas, para reducir el costo, mejorar el antibloqueo y alterar el tiempo abierto y la temperatura de ablandamiento). El peso molecular del polímero suele ser menor. Los pesos moleculares más bajos proporcionan un mejor rendimiento a baja temperatura y una mayor flexibilidad, los pesos moleculares más altos aumentan la resistencia del sellado, la adherencia en caliente y la viscosidad de la masa fundida. [19]
El polibuteno-1 y sus copolímeros son blandos y flexibles, resistentes, parcialmente cristalinos y cristalizan lentamente con largos tiempos abiertos. La baja temperatura de recristalización permite la liberación de tensiones durante la formación del enlace. Buena unión a superficies no polares, peor unión a superficies polares. Bueno para sustratos de caucho . Puede formularse como sensible a la presión. [20]
Los polímeros de poliolefina amorfa (APO/ APAO ) son compatibles con muchos disolventes, agentes adherentes, ceras y polímeros; encuentran un amplio uso en muchas aplicaciones adhesivas. Los termofusibles APO tienen buena resistencia al combustible y a los ácidos, una resistencia moderada al calor, son pegajosos, suaves y flexibles, tienen buena adhesión y tiempos abiertos más prolongados que las poliolefinas cristalinas. Los APO tienden a tener una menor viscosidad en estado fundido, mejor adhesión, tiempos abiertos más prolongados y tiempos de fraguado más lentos que los EVA comparables. Algunos APO se pueden utilizar solos, pero a menudo se combinan con agentes adherentes, ceras y plastificantes (p. ej., aceite mineral , aceite de polibuteno). Los ejemplos de APO incluyen propileno amorfo (atáctico) (APP), propileno/etileno amorfo (APE), propileno/buteno amorfo (APB), propileno/hexeno amorfo (APH), propileno/etileno/buteno amorfo. APP es más dura que APE, que es más dura que APB, que es más dura que APH, de acuerdo con la cristalinidad decreciente. Los APO muestran una cohesión relativamente baja , las cadenas de polímeros entrelazadas tienen un grado de libertad de movimiento bastante alto. Bajo carga mecánica, la mayor parte de la tensión se disipa mediante el alargamiento y desenredo de las cadenas de polímero, y sólo una pequeña fracción alcanza la interfaz adhesivo-sustrato. Por lo tanto, la falla cohesiva es un modo de falla más común de los APO. [21]
Poliamidas y poliésteres de alto rendimiento.
Poliamidas (PA), de alto rendimiento, para ambientes severos; colas de alta temperatura; normalmente se aplica a más de 200 °C, pero puede degradarse y carbonizarse durante el procesamiento. En estado fundido puede degradarse algo por el oxígeno atmosférico. Alta temperatura de aplicación. Alto rango de temperaturas de servicio, mostrando generalmente una adherencia adecuada de -40 a 70 °C; Algunas composiciones permiten el funcionamiento hasta 185 °C si no deben transportar carga. Resistente a los plastificantes , por lo tanto adecuado para pegar cloruro de polivinilo ; Sin embargo, sólo las poliamidas derivadas de diaminas secundarias proporcionan una unión satisfactoria. [22] Resistente a aceites y gasolinas. Buena adhesión a muchos sustratos como metal, madera, vinilo, ABS y polietileno y polipropileno tratados. Algunas formulaciones están aprobadas por UL para aplicaciones eléctricas que requieren inflamabilidad reducida. Se emplean tres grupos, con peso molecular bajo, intermedio y alto; los de bajo MW se funden a baja temperatura y son fáciles de aplicar, pero tienen menor resistencia a la tracción, menor resistencia a la tracción y menor alargamiento que los de alto MW. Los de alto MW requieren extrusoras sofisticadas y se utilizan como adhesivos estructurales de alto rendimiento. La presencia de enlaces de hidrógeno entre las cadenas poliméricas confiere a las poliamidas una alta resistencia incluso con pesos moleculares bajos, en comparación con otros polímeros. Los enlaces de hidrógeno también proporcionan retención de la mayor parte de la fuerza adhesiva hasta casi el punto de fusión; sin embargo, también hacen que el material sea más susceptible a la penetración de humedad en comparación con los poliésteres. Puede formularse como suave y pegajoso o duro y rígido. Las aplicaciones de nicho, junto con los poliésteres, representan menos del 10% del volumen total del mercado de adhesivos termofusibles. La absorción de humedad puede provocar formación de espuma durante la aplicación, ya que el agua se evapora durante la fusión, dejando huecos en la capa adhesiva que degradan la resistencia mecánica. Los HMA de poliamida suelen estar compuestos de un ácido dímero con, a menudo, dos o más diaminas diferentes. El ácido dímero suele representar entre el 60% y el 80% de la masa total de poliamida y proporciona un carácter amorfo no polar. Las aminas alifáticas lineales, como la etilendiamina y la hexametilendiamina , aportan dureza y resistencia. Las aminas de cadena más larga, como la amina dímera, reducen la cantidad de enlaces de hidrógeno por volumen de material, lo que da como resultado una menor rigidez. Las poliéter diaminas proporcionan una buena flexibilidad a bajas temperaturas. La piperazina y diaminas similares también reducen el número de enlaces de hidrógeno. Sólo las poliamidas basadas en piperazina y aminas secundarias similares forman una unión satisfactoria con el cloruro de polivinilo.; Las aminas primarias forman enlaces de hidrógeno más fuertes dentro del adhesivo, las aminas secundarias pueden actuar sólo como aceptores de protones, no forman enlaces de hidrógeno dentro de la poliamida y, por lo tanto, son libres de formar enlaces más débiles con el vinilo, probablemente con el átomo de hidrógeno adyacente al cloro. [22]
Poliésteres , similares a los utilizados para las fibras sintéticas . Alta temperatura de aplicación. Sintetizado a partir de un diol y un ácido dicarboxílico . La longitud de la cadena de diol tiene una gran influencia en las propiedades del material; Al aumentar la longitud de la cadena de diol, aumenta el punto de fusión, aumenta la velocidad de cristalización y disminuye el grado de cristalización. Tanto el diol como el ácido influyen en el punto de fusión. En comparación con poliamidas similares, debido a la ausencia de enlaces de hidrógeno, los poliésteres tienen menor resistencia y punto de fusión, pero son mucho más resistentes a la humedad, aunque siguen siendo susceptibles. En otros parámetros, y en aplicaciones donde estos factores no influyen, los poliésteres y las poliamidas son muy similares. Los poliésteres se utilizan a menudo para unir tejidos. Se pueden utilizar solos o mezclados con grandes cantidades de aditivos. Se utilizan donde se necesita alta resistencia a la tracción y a altas temperaturas. La mayoría de los adhesivos termofusibles de poliéster tienen un alto grado de cristalinidad. Las aplicaciones de nicho, junto con las poliamidas, representan menos del 10% del volumen total del mercado de adhesivos termofusibles. Sin embargo, para adhesivos repulpables se desarrollaron polímeros amorfos dispersables en agua, modificados mediante la adición de grupos sulfonato de sodio para su dispersabilidad. [23] Los poliésteres suelen ser muy cristalinos, lo que conduce a un estrecho rango de temperatura de fusión, lo que resulta ventajoso para la unión a alta velocidad.
Poliuretanos
El poliuretano termoplástico (TPU) ofrece buena adherencia a diferentes superficies debido a la presencia de grupos polares . Su baja temperatura de transición vítrea proporciona flexibilidad a bajas temperaturas. Son muy elásticos y blandos, con amplios rangos posibles de cristalización y punto de fusión. Los poliuretanos constan de largas cadenas lineales con segmentos flexibles y blandos ( cadenas de poliéster o poliéter de bajo punto de fusión acopladas con diisocianato ) que se alternan con segmentos rígidos (puentes de diuretano resultantes de la reacción del diisocianato con un extensor de cadena de glicol de molécula pequeña ). Los segmentos rígidos forman enlaces de hidrógeno con segmentos rígidos de otras moléculas. Una mayor proporción de segmentos blandos y duros proporciona una mejor flexibilidad, alargamiento y rendimiento a bajas temperaturas, pero también menor dureza, módulo y resistencia a la abrasión. La temperatura de unión es más baja que con la mayoría de los otros HMA, solo entre 50 y 70 °C, cuando el adhesivo se comporta como una goma blanda que actúa como adhesivo sensible a la presión. La humectación de la superficie en este estado amorfo es buena y, al enfriarse, el polímero cristaliza, formando una unión fuerte y flexible con alta cohesión. La elección de una combinación adecuada de diisocianato y poliol permite adaptar las propiedades del poliuretano; se pueden usar solos o mezclados con un plastificante. Los poliuretanos son compatibles con los plastificantes más comunes y con muchas resinas. [24]
Poliuretanos (PUR), o uretanos reactivos, para altas temperaturas y alta flexibilidad. Nuevo tipo de adhesivos termoestables termofusibles , introducido a principios de los años 1990. La solidificación puede ser rápida o prolongada en el intervalo de varios minutos; El curado secundario con humedad atmosférica o del sustrato continúa durante varias horas, formando enlaces cruzados en el polímero. Excelente resistencia a disolventes y productos químicos. Baja temperatura de aplicación, apto para soportes sensibles al calor. Resistente al calor después del curado, con temperaturas de servicio generalmente de −30 °C a +150 °C. Resistente a tintas y disolventes. A menudo se utiliza en aplicaciones de encuadernación , automoción, aeroespacial, filtros y bolsas de plástico. Susceptible a la degradación por rayos UV que causa decoloración y degradación de las propiedades mecánicas, requiere mezcla con estabilizadores UV y antioxidantes. [25] Generalmente se basa en prepolímeros hechos de polioles y diisocianato de metilendifenilo (MDI) u otro diisocianato, con una pequeña cantidad de grupos isocianato libres; estos grupos cuando se someten a humedad reaccionan y se reticulan. La resistencia "verde" solidificada sin curar tiende a ser baja que la de los HMA no reactivos; la resistencia mecánica se desarrolla con el curado. La resistencia en verde se puede mejorar mezclando el prepolímero con otros polímeros. [26]Aunque los adhesivos termofusibles existen desde hace décadas, los avances en el desarrollo del PUR los han hecho populares para aplicaciones como encuadernación, carpintería y embalaje a partir de la década de 1950. Dado que es muy flexible y tiene un amplio rango de fraguado térmico, PUR es perfecto para unir sustratos difíciles. [27]
Los copolímeros de bloques de estireno (SBC), también llamados adhesivos de copolímeros de estireno y adhesivos a base de caucho, tienen buena flexibilidad a bajas temperaturas, alto alargamiento y alta resistencia al calor. Se utiliza con frecuencia en aplicaciones de adhesivos sensibles a la presión , donde la composición conserva la pegajosidad incluso cuando se solidifica; sin embargo, también se utilizan formulaciones no sensibles a la presión. Alta resistencia al calor, buena flexibilidad a bajas temperaturas. [28] Menor resistencia que los poliésteres. Suelen tener estructura ABA, con un segmento de goma elástica entre dos bloques terminales de plástico rígido. Los formadores de película de alta resistencia por sí solos aumentan la cohesión y la viscosidad como aditivos. Resistente al agua, soluble en algunos disolventes orgánicos; la reticulación mejora la resistencia a los disolventes. Las resinas que se asocian con bloques terminales (cumarona-indeno, α-metilestireno, viniltolueno, hidrocarburos aromáticos, etc.) mejoran la adhesión y alteran la viscosidad. Las resinas que se asocian a los bloques intermedios (olefinas alifáticas, ésteres de colofonia , politerpenos, terpenos fenólicos) mejoran la adhesión, el procesamiento y las propiedades sensibles a la presión. La adición de plastificantes reduce el costo, 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 reticulación adicional. [29]
Estireno- butadieno-estireno (SBS), utilizado en aplicaciones de PSA de alta resistencia.
Estireno- isopreno -estireno (SIS), utilizado en aplicaciones de PSA de alta adherencia y baja viscosidad.
Estireno-etileno/ butileno -estireno (SEBS), utilizado en aplicaciones de no tejidos de baja adherencia.
Fluoropolímeros , con agentes adherentes y copolímero de etileno con grupos polares [31]
Los cauchos de silicona , que se reticulan después de la solidificación, forman un sellador de silicona duradero, flexible, resistente a los rayos UV y a la intemperie [32]
Polipirrol (PPY), un polímero conductor , para adhesivos termofusibles intrínsecamente conductores (ICHMA), utilizados para blindaje EMI . [33] El EVA compuesto con 0,1–0,5 % en peso de PPY absorbe fuertemente el infrarrojo cercano , lo que permite su uso como adhesivos activados por infrarrojo cercano. [34]
resinas adherentes (p. ej., colofonias y sus derivados, terpenos y terpenos modificados, resinas alifáticas , cicloalifáticas y aromáticas (resinas alifáticas C5, resinas aromáticas C9 y resinas alifáticas/aromáticas C5/C9), resinas de hidrocarburos hidrogenados y sus mezclas, terpeno- resinas fenólicas (TPR, utilizadas a menudo con EVA)), hasta aproximadamente un 40%. [36] Los adherentes tienden a tener un peso molecular bajo y una temperatura de transición vítrea y de reblandecimiento superior a la temperatura ambiente, lo que les proporciona propiedades viscoelásticas adecuadas . Los agentes adherentes frecuentemente representan la mayor parte tanto del porcentaje en peso como del costo del adhesivo termofusible.
ceras , por ejemplo, ceras microcristalinas , ceras de amidas grasas o ceras oxidadas de Fischer-Tropsch ; aumentar la tasa de fraguado. Las ceras, uno de los componentes clave de las formulaciones, reducen la viscosidad de la masa fundida y pueden mejorar la fuerza de unión y la resistencia a la temperatura. [37]
antioxidantes y estabilizadores (por ejemplo, fenoles impedidos, BHT , fosfitos , fosfatos, aminas aromáticas impedidas); añadido en pequeñas cantidades (<1%), sin influir en las propiedades físicas. Estos compuestos protegen el material de la degradación tanto durante la vida útil, como en el compuesto y en estado fundido durante la aplicación. Los estabilizadores a base de siliconas funcionalizadas tienen una resistencia mejorada a la extracción y desgasificación. [38]
Los aditivos y polímeros que contienen enlaces insaturados son muy propensos a la autooxidación . Los ejemplos incluyen 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 puede activarse mediante calentamiento por microondas . [41]
La adición de partículas eléctricamente conductoras puede producir formulaciones termofusibles conductoras. [42]
Aplicaciones
Los adhesivos termofusibles son tan numerosos como versátiles. En general, los termofusibles se aplican mediante extrusión, laminación o pulverización, y la alta viscosidad del fundido los hace ideales para sustratos porosos y permeables. [43] Los HMA son capaces de unir una variedad de sustratos diferentes, incluidos: cauchos, cerámicas, metales, plásticos, vidrio y madera. [40]
Hoy en día, los HMA (adhesivos termofusibles) están disponibles en una variedad de tipos diferentes, lo que permite su uso en una amplia gama de aplicaciones en varias industrias. Para usar en proyectos de pasatiempos o manualidades, como el ensamblaje o 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 uso en procesos industriales, el adhesivo se suministra en barras más grandes y pistolas de pegamento con índices de fusión más altos. Además de las barras termofusibles, el HMA se puede entregar en otros formatos, como bloques termofusibles granulares o potentes para procesadores de fusión a granel. Las aplicaciones más importantes de HMA utilizan tradicionalmente sistemas neumáticos para suministrar adhesivo. [43]
Ejemplos de industrias donde se utiliza HMA incluyen:
Cierre de solapas de cajas de cartón ondulado y cartones en la industria del embalaje . [44]
Aplicaciones de revestimiento de perfiles, montaje de productos y laminado en la industria de la madera [44]
Los pañales desechables se construyen mediante el uso de HMA, uniendo el material no tejido tanto a la lámina posterior como a los elásticos.
Muchos fabricantes de dispositivos electrónicos también pueden utilizar un HMA para fijar piezas y cables, o para asegurar, aislar y proteger los componentes del dispositivo.
Formato
Los adhesivos termofusibles suelen venderse en barras o cartuchos adecuados para la pistola de pegamento prevista. También se utilizan pellets a granel: estos se vierten o transportan a un depósito de adhesivo para su posterior aplicación. También se utilizan tambores grandes de cabeza abierta para aplicaciones de gran volumen. Las bombas de tambor termofusibles tienen una placa calentada que funde el adhesivo para bombearlo a través de mangueras calentadas.
Referencias
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