Recubrimiento adhesivo
La adhesión es el estado en el que dos superficies se han unido mediante una fuerza química o física, o una combinación de ambas a través de un medio adhesivo. Esta sección explica los mecanismos de adhesión, así como los tipos y funciones de los adhesivos.
Mecanismos de adhesión
Los mecanismos de adhesión pueden dividirse en las siguientes tres grandes subcategorías.
Unión mecánica
Dos superficies se unen mediante un adhesivo que se cura después de rellenar los agujeros y las asperezas de las superficies. Esto se denomina “efecto de anclaje” (o “efecto de fijación”).
- Material objetivo
- Adhesivo
Interacción física
La unión por interacción física es el principio de adhesión basado en la fuerza de Van der Waals (fuerza intermolecular), que es la fuerza de atracción entre todas las moléculas. Esta fuerza también se denomina “fuerza de unión secundaria”.
- Material objetivo
- Adhesivo
Interacción química
La interacción química entre el material objetivo y el adhesivo provoca un enlace químico entre los átomos, lo que da lugar a una adhesión relativamente fuerte. Esto también se denomina "fuerza de unión primaria" e incluye la unión covalente y de hidrógeno.
- Material objetivo
- Adhesivo
- Enlace químico
Estas clasificaciones anteriores son sólo a modo de ejemplo. Hay muchas formas de clasificar los tipos de adhesión, y algunas pueden diferir de las descripciones anteriores.
Tipos y funciones de los adhesivos
Clasificación de los adhesivos
La adhesión por recubrimiento es un proceso de unión de objetos mediante un adhesivo que humedece un objeto y luego se solidifica. Hay varios tipos de adhesivos, entre ellos los líquidos y los sólidos. Los adhesivos sólidos deben fundirse mediante calor, y los objetos se unen cuando el adhesivo se solidifica. Los adhesivos pueden dividirse en los siguientes tres tipos principales.
- Adhesivos de un componente y de dos componentes (como el uretano o el epoxi)
- Clasificados como adhesivos líquidos, los adhesivos de un componente se curan utilizando la humedad del aire o a través del calor. Los adhesivos de dos componentes se curan cuando se mezclan dos tipos de líquido —resina y endurecedor—. En comparación con los adhesivos de fusión en caliente, los adhesivos de dos componentes generalmente ofrecen una mayor fuerza de adhesión.
- Adhesivos de fusión en caliente
- Estos adhesivos sólidos (en bloques o gránulos) deben fundirse mediante calor antes de su uso. Este tipo se caracteriza por un tiempo de curado más corto y con menos condiciones. Los materiales más comunes son el poliéter, la olefina, el caucho, el EVA y el PA.
- Adhesivos termofusibles reactivos
- Los adhesivos termofusibles reactivos son adhesivos con propiedades resistentes al calor. El adhesivo se cura en respuesta a la humedad del aire circundante. Estos adhesivos se caracterizan por sus bajas temperaturas de fusión y recubrimiento, y se utilizan para una gran variedad de tipos de objetos.
Estas clasificaciones anteriores son sólo a modo de ejemplo. Hay muchas formas de clasificar los tipos de adhesión, y algunas pueden diferir de las descripciones anteriores.
Adhesivos funcionales
Si bien el objetivo básico de los adhesivos es unir objetos, existen "adhesivos funcionales" que ofrecen una variedad de propiedades de unión, como diferentes procesos de curado y velocidades de adhesión. También se pueden conseguir funciones adicionales del material, como la conductividad específica, durabilidad, transparencia o elasticidad.
| Tipo | Función |
|---|---|
| Adhesivo de curado instantáneo | Adhesivos que curan rápidamente (en 5 segundos o menos). |
| Adhesivo de curado por contacto | Una superficie se recubre con el agente A y la otra con el agente B. El curado comienza cuando el agente A entra en contacto con el agente B. Esto hace que no sea necesario mezclar los agentes previamente. |
| Adhesivo de curado UV | Estos adhesivos se utilizan para pegar materiales transmisores de luz. El adhesivo se cura instantáneamente cuando se aplica la luz UV (ultravioleta). |
| Adhesivo de curado anaeróbico | Este adhesivo se filtra a través de espacios, como los que se encuentran alrededor de los tornillos, y se cura en ausencia de aire (oxígeno). |
| Propiedad | Función |
|---|---|
| Transparencia | Ofrece transparencia con un índice de refracción equivalente al de las lentes de vidrio. |
| Conductividad | Ofrece la capacidad de absorber las ondas electromagnéticas para evitar las interferencias de radio. |
| Resistencia al calor | Ofrece una gran resistencia al calor (por ejemplo, alúmina, circonio u otros materiales inorgánicos). |
| Elasticidad | Ofrece un nivel de elasticidad extremadamente alto. Se utiliza para unir materiales con diferentes coeficientes de dilatación térmica o para uniones que requieren una mayor durabilidad. |
| Rigidez | Ofrece una gran rigidez de la sección unida mediante el uso tanto de la unión por "puntos" con soldadura resistiva como de la unión por "áreas" con adhesivos (unión por soldadura). |
Además de lo anterior, también hay adhesivos que ofrecen otras propiedades y funciones, como el sellado, aislamiento, retraso de llama, conductividad térmica y la formación de espuma.
Ampliación de las aplicaciones de los adhesivos
Si bien los adhesivos y los equipos de recubrimiento se han vuelto más diversificados y sofisticados, las aplicaciones de la unión adhesiva también se han expandido a una variedad más amplia de campos. En el caso de los adhesivos estructurales, en particular, está creciendo la demanda de aplicaciones adhesivas precisas, como el recubrimiento adhesivo de pequeñas cantidades que satisface los requisitos de diseño más delgados para las pantallas (LCD y EL orgánico) y los dispositivos inteligentes (teléfonos inteligentes, tabletas), así como para la unión más fuerte de diferentes materiales en la búsqueda de un peso más ligero y una mayor rigidez en las industrias automotriz y aeroespacial.
¿Qué es un adhesivo estructural?
En general, un adhesivo estructural es un adhesivo diseñado para una unión de alta resistencia. El uso de un recubrimiento con estas propiedades adhesivas proporciona una unión por "áreas", lo que da como resultado una unión ligera y fuerte. Combinando la unión por áreas con la unión por "puntos", como la soldadura por puntos, los pernos o los remaches, se puede crear una unión con una rigidez aún mayor. Un ejemplo típico es la "unión por soldadura", que utiliza la soldadura por puntos en el proceso de montaje de carrocerías.
Aplicaciones de los adhesivos estructurales
Los adhesivos estructurales se han utilizado ampliamente en la industria aeroespacial durante más de medio siglo, incluso para aviones, helicópteros, aviones supersónicos, la nave espacial Apolo y los transbordadores espaciales.
Hoy en día, la necesidad de unir diferentes materiales está creciendo debido al creciente uso de materiales compuestos (multimateriales) en las carrocerías de automóviles y otros productos para reducir las cargas medioambientales y mejorar la productividad. Como resultado, los adhesivos estructurales livianos y de alta resistencia han atraído la atención no sólo en campos avanzados de vanguardia como el desarrollo espacial, sino también en campos de producción de alto volumen como la industria automotriz.
- Aplicaciones de los adhesivos estructurales para unir diferentes materiales
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Relacionado con los automóviles Requisito Unión de materiales compuestos para reducir el peso y aumentar la rigidez de las carrocerías Material Chasis de aluminio + interior de CFRP Método de unión Adhesivo estructural a base de uretano + Un pequeño número de pernos Fijación de varios imanes de motor (como los servomotores FA) Requisito Unión de diferentes materiales que ofrezcan una alta resistencia al calor y gran solidez Material Imán de Nd (neodimio) + Núcleo laminado Método de unión Adhesivo SGA (adhesivo acrílico reactivo) Panel de baterías solares (para satélites artificiales) Requisito Resistencia al ciclo térmico (-150°C a +200°C (-238℉ a +392℉)), resistencia a la radiación, transparencia, etc. Material Célula de batería solar + vidrio de recubrimiento Método de unión Adhesivo de silicona
