Instrucción de Cinta Adhesiva - La Ciencia de las Cintas Adhesivas

La ciencia de las cintas adhesivas

Instrucción de Cinta Adhesiva - La Ciencia de las Cintas Adhesivas

La ciencia de las cintas adhesivas
La ciencia de las cintas adhesivas

Partes del bono

La capa de unión hecha por una cinta adhesiva, que se muestra macroscópicamente en la imagen de abajo, presenta una sección transversal de una unión. La capa consta de una zona de adhesión, una zona de cohesión y una capa de transición.

Partes de un bono

La zona de adhesión es la capa interfacial entre el adhesivo y el sustrato. La zona de cohesión es la capa de adhesivo puro que contiene el adhesivo y el material de respaldo, u otro sustrato si el adhesivo no tiene soporte. La capa de transición es intermedia entre las zonas de adhesión y cohesión.

Mecanismo de acción

El mecanismo de unión de la cinta adhesiva se produce de la siguiente manera. Estos pasos se pueden realizar inmediatamente después de la activación del adhesivo sensible a la presión.

  1. El adhesivo sensible a la presión de la cinta se pone en contacto con el sustrato mediante una presión mínima.
  2. El adhesivo aumenta su área superficial y penetra a través de la superficie del sustrato.
  3. El adhesivo se asienta sobre el sustrato, produciendo una unión fuerte.

Los tres elementos de una cinta adhesiva sensible a la presión para lograr una unión exitosa son la adhesión, la cohesión y la pegajosidad.

Adhesión
  • Adhesión:  La adhesión se refiere a la capacidad de un adhesivo para adherirse a la superficie del sustrato a través de fuerzas adhesivas. Las fuerzas adhesivas se refieren a la atracción de dos materiales diferentes. Cuando el sustrato y las moléculas adhesivas se acercan mucho, se producen fuerzas de adhesión a nivel microscópico a través de fuerzas intermoleculares (p. ej., fuerzas de van der Waals, fuerzas de dispersión) entre ellos.

    La energía superficial es una de las propiedades que determina la humectabilidad del sustrato cuando entra en contacto con el adhesivo. La humectabilidad es importante para penetrar en la superficie del sustrato, creando así una unión continua.

    La energía superficial se define como la suma de las fuerzas intermoleculares y las energías de atracción y repulsión que ejerce un líquido sobre la superficie de un sólido. Si el sustrato tiene una energía superficial alta, el adhesivo fluirá fácilmente sobre su superficie y se cubrirá más área superficial. Algunos de los sustratos de alta energía incluyen policarbonato, cloruro de polivinilo y zinc. Por otro lado, si el sustrato tiene baja energía superficial, el adhesivo se acumulará como “pequeñas gotas” y solo se cubrirá una pequeña área. Los sustratos de baja energía superficial incluyen teflón, caucho, recubrimientos en polvo, etc.

    Energía superficial alta y baja

    Los contaminantes de la superficie impiden la fusión del adhesivo con el sustrato. Por lo tanto, es importante mantener la superficie libre de grasa, suciedad y humedad antes de aplicar la cinta adhesiva.

  • Cohesión:  La cohesión es la fuerza interna del adhesivo. Se refiere a la unión del adhesivo dentro de sí mismo. La cohesión mantiene intacta la capa adhesiva y evita que se rompa.

    Las fuerzas cohesivas atraen a las moléculas vecinas de un líquido jalándolas hacia adentro. Las moléculas en la superficie del líquido tienen mayores fuerzas de atracción que las unen. Este fenómeno es responsable de la propiedad de un líquido llamada tensión superficial. La tensión superficial es la capacidad del adhesivo para resistir la deformación en la superficie de un sólido, reduciendo así su área superficial. En el caso de las cintas adhesivas, las moléculas del adhesivo deben ser fuertes fuerzas cohesivas para sujetar y mantener la unión a lo largo del tiempo.

    La silicona es un ejemplo de un líquido con alta tensión superficial. Si la silicona está presente como un revestimiento en la superficie del sustrato, será difícil que el adhesivo la humedezca. Si se usa como adhesivo, por otro lado, producirá una unión duradera.

    La adhesión y la cohesión deben tenerse en cuenta al formular o elegir los adhesivos adecuados. Una unión ideal consiste en una combinación de un sustrato de alta energía superficial y un adhesivo de baja tensión superficial. Para lograr una buena humectación del sustrato, las fuerzas adhesivas deben ser mayores en comparación con las fuerzas cohesivas y el ángulo de contacto debe ser inferior a 90°.

  • Pegajosidad:  La pegajosidad se refiere a la característica de una cinta sensible a la presión por la cual el adhesivo se adhiere a la superficie del sustrato bajo una presión mínima. Todos los adhesivos sensibles a la presión se activan con una presión inicial del dedo aplicada a la cinta, generalmente de 14,5 a 29 psi. La presión requerida y el tiempo de contacto para que la cinta adhesiva se adhiera varía según el tipo de adhesivo y el material del sustrato. Se requiere menos presión y tiempo de contacto para pegar las cintas adhesivas con mayor adherencia.

    El fenómeno descrito se atribuye a la viscoelasticidad del adhesivo a temperatura ambiente. Los objetos viscoelásticos son materiales que poseen características tanto viscosas como elásticas. Cuando se aplica una presión suave a la cinta, disminuye su viscosidad, lo que favorece el flujo en el sustrato a nivel microscópico. Debido a su propiedad elástica, la viscosidad original se recupera con una fuerza intermolecular más fuerte con el sustrato.

    La prueba de bola rodante y la prueba de pegajosidad en bucle son las comprobaciones de control de calidad más comunes que se utilizan para evaluar la pegajosidad de las cintas adhesivas que se producen.

    Prueba de bola rodante
    • Prueba de bola rodante:  La prueba de bola rodante mide directamente el comportamiento adhesivo de la cinta adhesiva. Se hace rodar una bola de acero con un peso y diámetro estándar desde la parte superior de una pista inclinada que consiste en el lado pegajoso de la cinta. La pegajosidad se mide por la distancia recorrida por la pelota en la pista de cinta adhesiva; cuanto más corta es la distancia, mayor es la adherencia.

      Prueba de tachuela de bucle
    • Prueba de pegajosidad en bucle:  La prueba de pegajosidad en bucle es un método cuantitativo y repetible para evaluar la pegajosidad de la cinta adhesiva. Se adjunta un lazo de cinta adhesiva a la sonda de una máquina probadora de tracción. Se hace que el lazo entre en contacto con una superficie horizontal durante un breve período de tiempo, luego la herramienta lo retira. Los valores numéricos de la resistencia a la tracción de la unión se registran y se someten a evaluación.

Referencia: https://www.iqsdirectory.com/articles/tape-suppliers/adhesive-tape.html?msID=1f7798fc-4305-49eb-8ba4-85ca244c575d# different-types-of-adhesive-tapes

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Comunicado de prensa