CONSIDERACIONES E IMPORTANCIA DE LOS MECANISMOS DE UNIÓN DE UN ADHESIVO

Por: Perla Itzel Alcántara Llanas

Un adhesivo es aquel material que tiene la función de unir dos sustratos, y normalmente estos adhesivos son polímeros orgánicos en estado líquido, que después de un curado se endurecen y cambian a estado sólido. Después de que un adhesivo es aplicado a los sustratos y es endurecido, existen dos fuerzas importantes que aseguran la unión y sujeción de los materiales, estas fuerzas son de adhesión y cohesión. La adhesión hace referencia a los mecanismos que provee el adhesivo y hace que éste se mantenga unido a cada parte del sustrato, esta unión es posible gracias a enlaces secundarios o fuerzas intermoleculares como las fuerzas de Van der Waals, que hacen que tanto sustrato como adhesivo interactúen entre sí, de manera que no se separen. Por otra parte, la cohesión corresponde a las fuerzas necesarias que mantienen unido al mismo adhesivo, y es una consecuencia de los enlaces intramoleculares, que en este caso son enlaces covalentes. Las propiedades de adhesión y la cohesión, implican el buen funcionamiento de un adhesivo, ya que si se tiene un equilibrio de ambas, se elimina la posibilidad de que ocurra desprendimiento del sustrato causas de cargas externas.

Por lo anterior, podemos inferir que es necesario establecer desde la formulación del adhesivo, la composición del mismo para poder obtener enlaces covalentes fuertes que provean de una alta estabilidad mecánica en estado sólido, cuidando que no se llegue a tener una dureza excesiva, ya que el material se volvería frágil, ocasionando la ruptura y desprendimiento de las partes, prefiriendo así a los adhesivos flexibles que podrán soportar cargas sin resquebrajarse ni desprenderse.

Además, la eficacia de un adhesivo se puede explicar en base a los mecanismos de adhesión, es decir, si ésta es por medios: mecánicos, electrostáticos, por adsorción, difusión, quimisorción o una combinación de ellos. En la difusión y quimisorción se aplica principalmente el concepto de la compatibilidad de los polímeros con los sustratos, pudiendo penetrar el polímero adhesivo en la superficie del material a unir. La difusión depende del peso molecular del adhesivo, es decir, se obtienen mejores resultados cuando las cadenas poliméricas son cortas, ya que tienen mayor movilidad y mejor capacidad de penetrar en el sustrato. 

En cuanto a la adhesión mecánica, es necesario contar con superficies porosas o rugosas para generar anclajes del adhesivo en la superficie del sustrato. Como se puede observar, en estos tipos de mecanismos es importante tener una viscosidad relativamente baja en los adhesivos para mejorar la penetración y humectación, sin embargo, en el mecanismo de unión por adsorción, no interviene la penetración, sino la adhesión por contacto. Aquí es importante que el polímero adhesivo tenga una buena mojabilidad, es decir, que tenga una baja tensión superficial frente a la energía de superficie del sustrato, generando así un ángulo de contacto menor a los 90°, estos ángulos se pueden conseguir más fácilmente con la adición de agentes surfactantes humectantes que reducirán la tensión superficial. La medición de los ángulos de contacto se puede llevar a cabo mediante un goniómetro o un tensiómetro.

Para obtener una adhesión eficiente, es preferible considerar varios de los mecanismos para así asegurar la unión a partir de varios aspectos, siendo tal vez la mojabilidad, la viscosidad y el tratamiento superficial del sustrato los más importantes.