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Equipo AP

jueves, 10 de julio de 2014

FALLA DE FORMULACIÓN DE PINTURAS ORGÁNICAS

Durante el inicio y desarrollo de una formulación, se tendrán dudas respecto a si se mezcló correctamente, si se usaron los componentes adecuados o si la ración estequiométrica es la correcta, pero aún estando seguros de que todo se hizo de la mejor manera, la prueba final es la aplicación, es decir, si la pintura se diseñó correctamente para su aplicación, tendrá que soportar las condiciones a las que se expone.

Muchos errores ocurren generalmente por causas inherentes a la composición porcentual de la pintura y a las materias primas seleccionadas para su elaboración. El tizado, cuarteado, agrietado, arrugado, erosión, decoloración, etc. de la película, son algunas de las fallas más frecuentes.

A continuación detallaremos algunas de las más comunes, sus causas y posibles soluciones:

-Tizado: es producido por la acción de la radiación UV de la luz solar. El ligante orgánico se degrada gradualmente sobre la superficie liberando los pigmentos y extendedores en forma de polvo. El tizado es superficial y conduce a una reducción del espesor de la película. El uso de resinas adecuadas (acrílicas) combinadas con pigmentos resistentes al tizado y la incorporación de aditivos absorbentes de rayos UV, mejoran este comportamiento.

-Erosión: este tipo de fallas corresponden al desgaste del recubrimiento hasta quedar expuesto al sustrato, se produce por consecuencia del tizado con remoción por acción del medio ambiente (lluvia, viento, etc.) y/o abrasión (vientos con polvo o arena en suspensión). La solución es igual a la del tizado.

-Cuarteado: está vinculado al envejecimiento de la película, presente a través de ligeras grietas que no penetran en la superficie subyacente, pero pueden lograr hacerlo si no se da mantenimiento hasta caer la capa de pintura. Existen causas diversas que conducen al cuarteado, pero generalmente el motivo es la contracción de la película producida por envejecimiento y prolongada polimerización y oxidación. El rápido secado (evaporación del solvente) luego de la aplicación puede conducir también a una más rápida contracción de la superficie generando esta falla. El cuarteado se puede evitar al seleccionar una resina resistente a la intemperie y los pigmentos deben ser inertes o bien con mínima reactividad química y alta estabilidad dimensional para reducir las tensiones superficiales.

-Agrietado: en este caso las grietas se extienden, hasta el sustrato; esta falla es más deteriorante de la película, que el cuarteado. Espesores de película excesivos pueden causar agrietado debido al elevado gradiente de tensión en función de la profundidad que se genera durante el secado y/o curado. Las causas son idénticas a las que generan el cuarteado; consecuentemente, las medidas preventivas son similares. Pero en caso de agrietamiento intenso, es frecuente el empleo de pigmentos de refuerzo de forma acicular o fibrosa para disminuir el citado gradiente de tensión de la película.

-Piel de cocodrilo: las causas son similares a las citadas para el cuarteado y el agrietado: tensión superficial elevada, debido a una rápida polimerización u oxidación de la resina en el área expuesta al medio y/o una elevada velocidad de evaporación de la mezcla solvente y/o lixiviación o volatilización del plastificante. La solución consiste en seleccionar formulaciones adecuadas y aplicarlas en forma de capas finas, permitiendo transcurrir un tiempo adecuado entre ellas. También se deben de considerar la elasticidad de las diferentes películas del sistema.

-Micro-agrietamiento: puede considerarse un agrietamiento generalizado, con arrollamiento de película en el límite de las grietas y pérdida de adhesión. Dado que la profundidad alcanza hasta el sustrato, resulta muy peligrosa. Esta falla es muy común en pinturas orgánicas de base solvente, puede producirse por un rápido secado, particularmente en productos con alto nivel de cargas. El macro-agrietamiento es frecuente en pinturas tipo látex o emulsión, en las que la coalescencia no es la adecuada bajo condiciones de alta velocidad de evaporación del agua. Para controlarla se deben emplear pinturas con alta tensión de adhesión y seleccionar adecuadas condiciones de secado; además se deben evitar escurrimientos y áreas de excesivo espesor de película.

-Arrugado: consiste en la formulación de arrugas en la superficie de la película, las arrugas pueden ser tenues o gruesas. La causa generadora de esta falla es que en la superficie de la película se produce una expansión más rápida durante el secado que en el cuerpo de la misma. La magnitud de la falla es proporcional al espesor de la película. En la formulación de pinturas alquídalicas se incluyen agentes secantes de superficie e internos para catalizar las reacciones de adición del oxígeno en las dobles ligaduras que presenta la resina, de tal manera que la velocidad de secado sea similar en la superficie que en el cuerpo de la película. Para prevenir esta falla se tiene de seleccionar adecuadamente el nivel de los agentes secantes y además se debe realizar una aplicación uniforme evitando excesivos espesores de película.

-Fallas por acción de microorganismos: las bacterias y los hongos, particularmente en pinturas de base acuosa, producen ablandamiento de la película y formación de puntos oscuros que generan una pobre apariencia. Los microorganismos atacan los componentes biodegradables incluidos en la formulación, los cuales se comportan como nutrientes para sus funciones vitales. Esta falla es reducida o completamente eliminada al agregar bactericidas y fungicidas estables, en niveles porcentuales adecuados.



jueves, 3 de julio de 2014

Dióxido de titanio, propiedades y aplicaciones

Por: Perla Itzel Alcántara Llanas

El color es un factor esencial en una gran variedad de productos, por lo que los pigmentos juegan un papel importante en la producción de éstos. Un pigmento sobresaliente, es el dióxido de titanio (TiO2), ya que desde hace más de cien años, se ha producido para dar abasto a la creciente demanda de pigmentos blancos, e incluso ha sustituido a los demás pigmentos de este color.

Lo anterior debido a sus excelentes propiedades, entre las que se encuentran: su buena dispersión en una gran variedad de matrices, su estabilidad química que evita corrosión por ácidos, su no toxicidad, su resistencia al agua, su dureza y resistencia a la abrasión, pero sobretodo, su alto brillo y su capacidad de reflejar la luz blanca.

El TiO2 es el pigmento con el más alto Índice Refractivo (RI, por sus siglas en inglés), es decir, es uno de los compuestos  con mayor capacidad de reflejar la luz visible, dando como resultado una apariencia de una mayor blancura que cualquier otro pigmento. Dentro de sus propiedades ópticas está la alta opacidad, brillo, lustre, tonalidad (blanca), matiz e iluminación.



Este pigmento es utilizado universalmente en pinturas y recubrimientos, impresiones, la industria del plástico, aparatos electrónicos, automóviles, muebles, papeles, etc. Gracias a su ausencia de toxicidad y a que se define como compatible con mucosas y piel, es utilizado en la industria cosmética, farmacéutica y de alimentos. Aunado a esto, tiene la capacidad de absorber parte de los rayos UV, por lo que es utilizado en productos para el cuidado de la piel y evitar daños causados por la exposición al sol.

Para mejorar las propiedades del TiO2, debe estar propiamente dispersado en la matriz que lo contenga, y ésto se puede lograr si se tiene un tamaño de partícula de alrededor de 0.3 µm. Se puede encontrar en la naturaleza en tres estructuras cristalinas distintas que son: rutilo (tetragonal), anatasa (octaédrica) y brookita (ortorrómbica), pero es en su estructura de rutilo en la que se tiene el mayor RI, por lo que es en esta forma en la que es mayormente utilizado.


Son innumerables las aplicaciones del TiO2, que van desde una hoja de papel, hasta la leche descremada o la pasta de dientes que usamos a diario; toda una gama de propiedades en un mismo compuesto.