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Tecnología de diseño adhesivo

El adhesivo se compone de varias materias primas, como podemos ver en el siguiente diagrama. Estos materiales se combinan de acuerdo a la aplicación deseada para crear un adhesivo con diversas funciones, que luego se utiliza en una cinta adhesiva. La cinta adhesiva es muy conveniente, se pega inmediatamente y se puede preprocesar a una forma determinada, por eso es ampliamente utilizada en televisores LCD, teléfonos móviles y automóviles. En aplicaciones donde se requiere una sujeción permanente, tales como piezas automotrices, los adhesivos deben ser fuertes, mientras que en las pantallas de los teléfonos móviles las películas protectoras debe despegarse fácilmente y no dejar ningún residuo adhesivo. El adhesivo utilizado en películas de polarización debe ser transparente y resistente a la intemperie y los adhesivos utilizados en el interior de los vehículos deben tener solo rastros mínimos de compuestos orgánicos volátiles (COV). Cada una de estas aplicaciones requiere un tipo de adhesivo diferente. Por lo tanto, los diseñamos para lograr mezclas optimizadas según las diferentes aplicaciones para realizar las funciones requeridas. Utilizamos diseños especiales en la producción de adhesivos para el procesamiento de obleas de silicio y cerámica, que le permiten ser fuertes en condiciones normales, pero que pierden su fuerza cuando se exponen al calor o la luz UV.

Materiales adhesivos

Es posible crear varios tipos de adhesivos según la cantidad que se añada de ciertos tipos de materiales a un elastómero. Determinar cuánto y qué tipo de material es necesario en un adhesivo es la tarea de la tecnología de diseño adhesivo.

Tipos de adhesivo

Los adhesivos de caucho, acrílico y silicona se utilizan según la aplicación requerida y cada uno de ellos debe diseñarse utilizando las diferentes propiedades del elastómero.

♦ Adhesivo de caucho

Como el caucho natural por sí mismo tiene un bajo grado de adhesión, normalmente se añade algún tipo de adherente. Esto hace posible que se adhiera a una amplia gama de materiales y, a menudo, se utiliza en cintas de embalaje.

♦ Adhesivo acrílico

Seleccionando un monómero acrílico y mediante copolimerización es posible sintetizar polímeros acrílicos con diversas funciones que permiten poder utilizarlos como adhesivos. Como es excepcional en términos de transparencia y resistencia a la intemperie, al calor y a los solventes, es ampliamente utilizado en paneles LCD, teléfonos móviles y aplicaciones automotrices.
Cuando se diseñan adhesivos sintéticos (seleccionando monómeros acrílicos) es importante considerar el Tg de los polímeros acrílicos sintetizados (la temperatura a la cual se logra una adhesión óptima con un adherente), la inserción de sitios de reticulación* (durabilidad y resistencia al calor) y la capacidad de copolimerización de los monómeros de acrílico (la uniformidad del polímero acrílico y sitios de reticulación).

* Inserción de sitios de reticulación: Cuando se fabrica la cinta adhesiva, se agrega un agente reticulante, como isocianato o epoxi, para darle una estructura tridimensional al polímero acrílico. Los polímeros acrílicos requieren de agentes reticulantes y de monómeros que contengan grupos funcionales capaces de crear reticulación, tales como el ácido acrílico o el hidroxietil acrilato.
Como los polímeros acrílicos tienen una alta polaridad es difícil para ellos adherirse a los adherentes con polaridad baja, como la poliolefina. En algunos casos esto se puede mejorar mediante la adición de un adherente.

♦ Adhesivo de silicona

El caucho de silicona es excepcional en cuanto a su resistencia al calor y frío extremos y se puede utilizar en una amplia gama de temperaturas. Como por si mismo tiene un bajo grado de adhesión, se utiliza resina de silicona como adherente. Cambiando la relación estructural del caucho de silicona y de la resina de silicona es posible obtener las características de adhesión necesarias. Se puede reticular con agentes reticulantes, como el peróxido de benzoilo, con el fin de mejorar la resistencia al calor.

♦ Adhesivo de uretano

Este tipo de adhesivo se utiliza en aplicaciones tales como películas protectoras y eliminadores de pelusa, debido a su excepcional capacidad de extracción.

Como fabricante integral de cintas adhesivas, Nitto Denko posee todo tipo de adhesivo y la capacidad de crear las funciones necesarias para adaptarse a una aplicación particular. Con el fin de aprovechar al máximo las propiedades de los materiales, además del diseño de adhesivos basados en la teoría de adhesión de los materiales y la química interfacial, utilizamos también la tecnología orientada a la solución para satisfacer las demandas relativas a nuevas funciones adhesivas.

Características y tipos de adhesivos

Tipo de adhesivo Elastómero Características
Caucho Caucho natural
Caucho sintético
  • El caucho natural es barato.
  • Pequeña selección de adherentes.
  • Solo un aumento menor en la adhesión ya que no tiene grupo polar.
  • Se deteriora en términos de resistencia al calor y a la intemperie.
Acrílico Copolímero de éster acrílico
  • El polímero es por sí mismo adhesivo.
  • Se desnaturaliza libremente.
  • Mejor resistencia al calor y a la intemperie que los adhesivos de caucho.
  • Amplia selección de adherentes.
Silicona Caucho de silicona
  • Se puede usar en una amplia gama de temperaturas.
  • Excelente resistencia al calor y al frío.
  • Excelente resistencia a los productos químicos y a la intemperie.
  • Caro.
Uretano Resina de uretano
  • Excepcional capacidad de extracción.
  • Solo grados menores de irritación cutánea y de mal olor.
  • Permeabilidad excepcional de la humedad.
  • Difícil para producir adherencia fuerte y fijación. 

La relación entre el número de átomos de carbono en el grupo alquilo y la Tg

La Tg del polímero sintetizado, cuando el monómero éster (meta) acrílico sufre polimerización, difiere según el número de átomos de carbono en el monómero éster (meta) acrílico R (grupo alquilo) (véase abajo). Es posible sintetizar un adhesivo de acrílico con una Tg correlativa a las propiedades deseadas en el adhesivo.

Monómeros utilizados en adhesivos acrílicos

Monómero Estructura TG (ºC)
Monómero principal Acrilato de etilo CH2=CHCOOC2H5 -20
Acrilato butílico CH2=CHCOOC4H9 -55
Acrilato de 2-etilhexilo CH2=CHCOOC8H17 -70
Acrilato de isononilo CH2=CHCOOC9H19
Comonómero
(Para mejorar la cohesión)
Acetato de vinilo CH2=CHOCOCH3 32
Acrilonitrilo CH2=CHCN 97
Acrilamida CH2=CHCONH2 165
Estireno CH2=CHC6H5 80
Metacrilato de metilo CH2=C(CH3)COOCH3 105
Acrilato de metilo CH2=CHCOOCH3 8
Monómero que contiene grupo funcional Ácido acrílico CH2=CHCOOH 106
Hidroxietil acrilato CH2=CHCOOC2H2OH
Acrilamida CH2=CHCONH2 165
Metacrilato de glicidilo

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