26 octubre 2009

Los secretos de los adhesivos super fuertes aplicados a los plásticos

La sustitución de plásticos por partes metálicas es un tópico caliente en estos días. Los fabricantes sustituyen el metal por precio para ahorrar costes, disminuir pesos y mejorar la eficiencia energética. Igualmente, los plásticos se usan para hacer carcasas resistentes, de moldeado fácil, peso ligero, y también para fabricar componentes internos.
La forma preferida de ensamblar piezas de plástico es mediante conexiones adhesivas en vez de fijaciones mecánicas. Las conexiones adhesivas son continuas y a prueba de pérdidas. Y resisten la corrosión mejor que otros métodos de ensamblaje. La conexión continua también resiste tensiones concentradas mejor que las uniones mecánicas o soldadas por puntos. Adicionalmente, las conexiones adhesivas resisten mejor las vibraciones y simplifican el ensamblaje cuando una conexión simple reemplaza varios sistemas de fijación mecánicos.
Sin embargo, hay algunos trucos que deben tenerse en cuenta para conectar plásticos. Todos los sustratos se desengrasarán y, típicamente se erosionarán ligeramente antes de la conexión. Pero la forma de conseguir máxima resistencia a largo plazo al deterioro es un pretratamiento químico o electrolito, particularmente en superficies termoplásticas o termoestables.

Sustratos poliméricos

Las piezas moldeadas, fundidas y laminadas hechas de plásticos termoestables como el epoxy reforzado con vidrio (GRE), plástico reforzado con carbono y vidrio (GRP y CFRP), y compuestos moldeados en láminas (SMC) usualmente se conectan sin dificultad. Por supuesto las superficies a unir deben estar libres de toda liberación residual o suciedad antes de aplicar el adhesivo. Abrasión con lija, chorreado de arena, y limpieza con un disolvente tal como acetona son todas buenas prácticas.

Los termoplásticos, por contraste, son más difíciles de conectar. Cada tipo de plástico – ABS, policarbonato (PC), cloruro de polivinilo (PVC), polipropileno (PP), polietileno (PE), polimetil metacrilato (PMMA), poliamida y polietertercetona (PEEK) – pueden variar considerablemente en propiedades que determinan la resistencia de un enlace.

Los sustratos metálicos exigen una mayor energía superficial que los polímeros. Como resultado, es fácil la unión con epoxies. A la inversa, los polímeros no unen bien porque su energía superficial es ligeramente más baja que la de los adhesivos epoxis

Preparación de superficies con disolventes

Los disolventes son la forma más simple de preparación superficial y es ideal para eliminar ceras, aceites y otros contaminantes de peso molecular bajo de los sustratos. La técnica depende de los contaminantes que son solubles en el solvente y del solvente que se está liberando de contaminantes disueltos. Pero algunos solventes no son compatibles con los sustratos poliméricos. Algunos disolventes disuelven termoplásticos o crearán grietas por tensiones en las superficies. Los disolventes counes son acetona, MEX, MIBK, xilene, TCE, etanol, e IPA.

Tratamiento de llama

El tratamiento con llama parcialmente oxida superficies, produciendo grupos polares que elevan la energía de la superficie de los polímeros. Esta técnica usa una llama que trabaja en superficies espesas o perfiles irregulares.

Tratamiento de plasma

Como su nombre indica, usa un plasma creado cargando un gas con una alta cantidad de energía. Los iones y electrones se liberan en el plasma y limpian la superficie de cualquier material que tocan.

Descarga de corona

Trabaja según el principio de plasma de baja presión, pero los eventos tienen lugar en el aire a presión atmosférica. La corona se genera aplicando un alto voltaje (> 30 kV) a frecuencias que van de 9 a 50 KHz.

Tratamiento químico

Trabaja uniendo los sustratos poliméricos mediante la aplicación de un pre-tratamiento químico especializado.

Bibliografía: Secrets of bond strength. July 2008. Machine design

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