Hispanopedia WikiLa unión por solvente (también llamada soldadura por solvente ) no es un método de unión adhesiva (el resultado final no depende de la adhesión de otra sustancia [adhesivo] y su cohesión entre dos sustratos), sino más bien un método de fusión de dos plásticos termoplásticos . La aplicación de un solvente a un material termoplástico ablanda el polímero y, con la presión aplicada, esto da como resultado una interdifusión de la cadena de polímero en la unión de unión. Cuando el solvente se evapora, esto deja una línea de unión completamente consolidada. [1] Una ventaja de la unión por solvente frente a otros métodos de unión de polímeros es que la unión generalmente ocurre por debajo de la temperatura de transición vítrea del polímero. [2] [3]
La unión con solvente se diferencia de la unión adhesiva en que el solvente no se convierte en una adición permanente al sustrato unido. [4] La unión con solvente se diferencia de otros procesos de soldadura de plástico en que la energía de calentamiento se genera por la reacción química entre el solvente y el termoplástico, y el enfriamiento ocurre durante la evaporación del solvente. [5]
La unión con disolventes se puede realizar utilizando un disolvente líquido o gaseoso. Los disolventes líquidos son más simples y generalmente tienen menores costos de fabricación, pero son sensibles a las imperfecciones de la superficie que pueden causar una unión inconsistente o impredecible. [6] Algunos disolventes disponibles pueden no reaccionar con el termoplástico a temperatura ambiente, pero sí lo harán a una temperatura elevada, lo que dará como resultado una unión. [2] Los tiempos de curado son muy variables.
Aplicación de métodos de disolventes
Cuatro métodos de aplicación comunes son: [5]
- Método de aplicación con brocha. Se aplica el disolvente con brocha sobre las superficies que se van a unir y se aplica presión hasta que se forme la unión completa después de que el disolvente se haya evaporado por completo.
- Método de acción capilar. Se utiliza comúnmente con componentes acrílicos; un espacio estrecho y uniforme entre las piezas permite que el solvente fluya a lo largo de las superficies que se unirán, mediante acción capilar . La aplicación generalmente se realiza con una aguja hipodérmica para permitir una aplicación precisa en el espacio de unión.
- Método de inmersión y contacto. La superficie que se va a unir se sumerge en un recipiente con disolvente, con una profundidad de disolvente que se puede controlar de forma variable, durante un tiempo determinado. Una vez que se ha sacado la pieza del recipiente, se utiliza una malla de protección o una almohadilla de espuma para eliminar el exceso de disolvente antes de unir las superficies.
- Método de dosificación de disolvente. Se utiliza un dosificador para controlar con precisión la cantidad de disolvente que se aplica en cada superficie.
Compatibilidad con termoplásticos y disolventes
La elección del disolvente adecuado para la unión depende de la solubilidad del termoplástico elegido en el disolvente y de la temperatura de procesamiento. La siguiente tabla proporciona una selección de disolventes que se utilizan habitualmente para unir termoplásticos específicos. [5] La solubilidad mutua entre un polímero y un disolvente se puede determinar utilizando el parámetro de solubilidad de Hildebrand . [2] [3] Los polímeros generalmente serán más solubles en disolventes con parámetros de solubilidad similares a los suyos en un estado determinado (líquido o sólido). Los parámetros de solubilidad de los polímeros no se ven muy afectados por los cambios de temperatura, sin embargo, los parámetros de solubilidad de los líquidos sí se ven afectados por la temperatura. El aumento de la temperatura reduce la energía libre de mezcla , lo que promueve la disolución en la interfaz y la unión por interdifusión. [2]
Prueba de uniones unidas con disolvente
Existen tres métodos principales de prueba mecánica para las uniones de plástico: prueba de tracción, prueba de corte por tracción y prueba de pelado. La prueba de tracción con una configuración de junta a tope no es muy propicia para los polímeros, en particular las láminas delgadas, debido a los desafíos del montaje en el marco de carga. Se puede utilizar un epoxi para el montaje, pero puede provocar una falla en la interfaz epoxi/polímero en lugar de en la junta adherida. [2] El método más común para probar las uniones con solvente es la prueba de corte por tracción con una configuración de junta traslapada. Las muestras se prueban en corte hasta la falla en una sección transversal de superposición dada mediante carga de tracción. Este método de prueba es particularmente propicio para muestras delgadas debido a la distorsión de mitigación de la distorsión en las muestras de prueba debido al mecanismo de carga. Se puede encontrar una guía para la prueba de corte por tracción en ASTM D1002-05. [2]
Aplicaciones industriales
Existen varias industrias que utilizan la unión por solvente para sus aplicaciones. Algunas de ellas incluyen la fabricación de microchips, los sistemas médicos y de plomería potable y sanitaria. [6] [5] [7]
Véase también
Referencias
- ^ "Fundamentos de ingeniería de diseño: unión de plásticos". Diseño de máquinas . 67 (16): 77. 14 de septiembre de 1995.
- ^ abcdef Ng, SH; Tjeung, RT; Wang, ZF; Lu, ACW; Rodríguez, I.; de Rooij, NF (2008). "Unión de polímeros mediante disolventes activados térmicamente". Microsyst Technol . 14 (6): 753–759. arXiv : 0802.3064 . Código Bibliográfico :2008MiTec..14..753N. doi :10.1007/s00542-007-0459-1.
- ^ ab Akhil, AV; Raj, DDD; Raj, MK; Bhat, SR; Akshay, V.; Bhowmik, S.; Ramanathan, S.; Ahmed, S. (2016). "Unión con disolvente vaporizado de polimetilmetacrilato". Revista de ciencia y tecnología de adhesión . 30 (8): 826–841. doi :10.1080/01694243.2015.1125721.
- ^ Ahmed, S.; Chakrabarty, D.; Bhowmik, S.; Mukherjee, S. (2016). "Estudios comparativos de unión por solvente y unión adhesiva para la fabricación de polímeros transparentes". Ingeniería de superficies y electroquímica aplicada . 52 (2): 193–201. doi :10.3103/S1068375516020022.
- ^ abcde Yeh, HJ (2013). "10 Descripción general de los métodos de soldadura para plásticos médicos". Unión y ensamblaje de materiales y dispositivos médicos . Elsevier. págs. 291–294.
- ^ ab Wan, Alwin MD; Sadri, Amir; Young, Edmond WK (2015). "Unión de dispositivos microfluídicos plásticos mediante disolventes en fase líquida asistida por ranuras de retención". Lab on a Chip . 15 (18): 3785–3792. doi :10.1039/C5LC00729A. PMID 26261900.
- ^ Reich, KD; Trussell, AR; Lieu, YF; Leong, LYC; Trussell, RR (1981). "Difusión de compuestos orgánicos de tuberías de plástico adheridas con disolventes utilizadas para la plomería de agua potable". Actas - Conferencia anual de la AWWA : 1249-1260.
