Los promotores de adhesión son una familia de sustancias químicas que se utilizan como aditivos para mejorar la unión entre dos sustratos (normalmente un polímero orgánico con un sustrato inorgánico), que de otro modo no se adherirían debido a sus diferentes propiedades químicas. [ 1 ] Estos promotores actúan formando interacciones químicas estables, como enlaces covalentes o de hidrógeno en la interfaz, estabilizando así el sistema. Se utilizan en tintas de impresión , adhesivos , plásticos y materiales compuestos , la industria automotriz y la electrónica . [ 2 ]
Química
Los promotores de adhesión incluyen una amplia gama de familias químicas, que se seleccionan según las condiciones de aplicación. El concepto fundamental es que las diferentes naturalezas químicas implican diferentes compatibilidades y propiedades finales dependiendo de la naturaleza química del sustrato y de los polímeros orgánicos. Estos aditivos comparten una estructura similar: un centro metálico o metaloide (como silicio , circonio , titanio , aluminio u otros) que será responsable de la unión al sustrato inorgánico, y un grupo organofuncional, responsable de las interacciones inorgánicas. [ 1 ] Se pueden clasificar como reactivos o no reactivos dependiendo de si poseen o no un grupo reactivo. Además, se denominan compatibilizantes cuando se utilizan para compatibilizar dos polímeros orgánicos inmiscibles, y se denominan agentes de acoplamiento cuando se utilizan para compatibilizar un sistema polimérico y un relleno (inorgánico). [ 3 ]
Organosilanos
Los agentes de acoplamiento de silano se denotan por la estructura monomérica general XR-Si-(OR) ₃ , donde R es un grupo alifático o aromático , X es un grupo organofuncional reactivo, como una amina , epóxido , isocianato , tiol y grupo vinilo , entre otros. [ 4 ] Mientras que OR representa un grupo hidrolizable, por ejemplo, un grupo metoxi , etoxi o acetoxi . Este tipo de promotores se ha utilizado ampliamente como aditivos e imprimaciones para adhesivos y selladores para mejorar la adhesión, las propiedades de composición y como agente reticulante . [ 5 ] Las versiones oligoméricas de los organosilanos se obtienen mediante policondensación a partir de los monómeros y se han considerado una alternativa más segura a las versiones monoméricas clásicas. Como los oligómeros tienen un mayor peso molecular, sus puntos de ebullición son más altos, lo que reduce su índice de COV ( compuestos orgánicos volátiles ), resultando en un etiquetado más seguro y ventajas logísticas. [ 6 ] [ 7 ]
Titanatos y zirconatos
Los titanatos y zirconatos son compuestos organometálicos con excelentes propiedades promotoras de adhesión, se utilizan con sustratos críticos como vidrio , metales y cerámicas donde es difícil obtener adhesión. [ 8 ] La estructura general de estos organometales se puede representar como (RO) n -Me-(-OXR'-Y) 4-n , donde Me representa el átomo metálico (Zr o Ti). Basándonos en esto, podemos ver que hay algunas similitudes así como diferencias en comparación con los organosilanos, ya que los mecanismos de reacción de estos dos compuestos son diferentes: los promotores de adhesión basados en titanio y zirconio no necesitan agua para reaccionar, a diferencia de los organosilanos, que necesitan agua para la reacción de hidrólisis . De hecho, estos organometales se unen químicamente a los protones de la superficie a través de la solvólisis . Muchos rellenos tienen protones superficiales disponibles; algunos ejemplos son: carbonatos (CaCO₃ ) , nitratos , carbono , boro y polvos metálicos, que generalmente no reaccionan con los organosilanos, lo que convierte a los promotores de adhesión a base de titanio y circonio en una solución más versátil. [ 9 ] [ 10 ]
Resinas de polipropileno clorado
Las resinas de polipropileno clorado (CPO) son un grupo de polímeros obtenidos por halogenación de polipropileno (PP) con cloro . Estos polímeros son solubles en tolueno e hidrocarburos halogenados y pueden clasificarse como de bajo, medio o alto contenido de cloro, según la aplicación final; por ejemplo, el polipropileno clorado de alto contenido se usa ampliamente en recubrimientos y pinturas ignífugas , mientras que las resinas de menor contenido se usan principalmente en tintas . [ 11 ] Su uso como promotores de adhesión es ampliamente conocido en la industria automotriz, específicamente, desde mediados de la década de 1970, los parachoques metálicos de los automóviles comenzaron a ser reemplazados por olefinas termoplásticas (TPO) gracias a las ventajas intrínsecas de estos materiales: reciclabilidad, costo, reducción de peso y mejores propiedades mecánicas. Los CPO generalmente se mezclan con otras resinas y pigmentos , actuando parcialmente como agente nivelador. Muchos estudios intentaron caracterizar un modelo, pero los resultados han demostrado que el mecanismo de adhesión está fuertemente influenciado por muchos factores, como la química de la capa superior, el CPO utilizado y las propiedades del sustrato de polipropileno. [ 12 ]
Véase también
Referencias
- 1 2 White, C.; Tan, K.; Wolf, A.; Carbary, L. (2010). "Avances en adhesivos estructurales de silicona". Avances en la unión adhesiva estructural . págs. 66–95 . doi : 10.1533/9781845698058.1.66 . ISBN 978-1-84569-435-7.
- ↑ "Informe de análisis del tamaño, la participación y las tendencias del mercado de promotores de adhesión por producto (silano, anhídrido maleico), por aplicación (plásticos y compuestos, pinturas y recubrimientos), por región y pronósticos de segmentos, 2025-2030" . www.grandviewresearch.com . Consultado el 22 de abril de 2025 .
- ↑ "Guía completa sobre promotores de adhesión para polímeros" . www.specialchem.com . Consultado el 22 de abril de 2025 .
- ↑ "Catálogo de productos USI" . www.usi-chemical.com . Consultado el 23 de abril de 2025 .
- ↑ "Promotores de adhesión: Fundamentos de adhesión y consejos para la selección de materiales adhesivos" . www.specialchem.com . Consultado el 22 de abril de 2025 .
- ↑ "OLIGÓMEROS DE ORGANOSILANO" . www.patentscope.wipo.int . Consultado el 23 de abril de 2025 .
- ↑ "Oligómeros de silano funcionales: el camino hacia un alto rendimiento y respetuoso con el medio ambiente..." www.nasampe.org . Consultado el 23 de abril de 2025 .
- ↑ "Recubrimientos orgánicos, parte cuatro: promotores de adhesión para recubrimientos termoestables" . www.polymerinnovationblog.com . 4 de noviembre de 2024. Consultado el 24 de abril de 2025 .
- ↑ "Seis funciones de los compuestos moleculares titanato/zirconato" . Consultado el 24 de abril de 2025 .
- ↑ "Titanatos y zirconatos en compuestos termoplásticos y elastoméricos" . www.researchgate.net . Consultado el 24 de abril de 2025 .
- ↑ "¿Qué es el polipropileno clorado?" . www.schem.net . Consultado el 29/04/2025 .
- ↑ "Caracterización del rendimiento de adhesión de capas superiores y promotores de adhesión en sustratos de TPO" . www.researchgate.net . Consultado el 29 de abril de 2025 .
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