Introducción
En el contexto del comportamiento de los materiales, la PegajosidadLa adherencia describe la interacción entre 2 capas de materiales idénticos (autohesión) o diferentes (cohesión) en términos de pegajosidad superficial.pegajosidad se asocia con la adhesividad y puede ser el resultado de fuerzas adhesivas entre dos materiales en contacto o de fuerzas cohesivas en un material que sirve de puente entre dos sustratos.
En el caso de los adhesivos sensibles a la presión, como cintas y etiquetas, la PegajosidadLa adherencia describe la interacción entre 2 capas de materiales idénticos (autohesión) o diferentes (cohesión) en términos de pegajosidad superficial.pegajosidad se define como la capacidad de formar una unión adhesiva con un sustrato bajo una ligera presión y un breve contacto, y es un requisito esencial para estos productos. Para otros materiales y aplicaciones, la PegajosidadLa adherencia describe la interacción entre 2 capas de materiales idénticos (autohesión) o diferentes (cohesión) en términos de pegajosidad superficial.pegajosidad puede ser una propiedad no deseada; un ejemplo son los cementos óseos, que según la norma ISO5833 [3] deben estar libres de PegajosidadLa adherencia describe la interacción entre 2 capas de materiales idénticos (autohesión) o diferentes (cohesión) en términos de pegajosidad superficial.pegajosidad, para permitir al usuario dar forma y aplicar el cemento sin que se adhiera a los guantes o a las ayudas de aplicación.
La PegajosidadLa adherencia describe la interacción entre 2 capas de materiales idénticos (autohesión) o diferentes (cohesión) en términos de pegajosidad superficial.pegajosidad también puede influir en el comportamiento y la percepción de los productos de consumo, por ejemplo, la extrusión de productos viscoelásticos espesos, como la pasta de dientes, o la masticación o manipulación de alimentos pegajosos. También puede utilizarse para evaluar las propiedades de una superficie y juzgar si está limpia o no. Por lo tanto, la evaluación cualitativa de la pegajosidad puede realizarse simplemente a través del tacto o la sensación, sin embargo, estas evaluaciones son subjetivas, difíciles de cuantificar y pueden estar influidas por otros factores adicionales.
Para muchas actividades de investigación y desarrollo, puede ser útil examinar, comparar y cuantificar la "adherencia" o "pegajosidad" mediante una prueba objetiva sencilla. Para la industria de los adhesivos, existen muchas pruebas estándar disponibles en función del tipo de producto, incluidas pruebas como la adherencia en bucle, la adherencia rápida y las pruebas de bola rodante.
Prueba de la sonda invertida
Esta nota de aplicación se refiere a otra prueba que se utiliza habitualmente en la industria de los adhesivos, conocida como prueba de la sonda invertida. En este ensayo, se pone en contacto una sonda invertida con el adhesivo a una velocidad, presión de contacto y tiempo de contacto fijos. El tack se registra como la fuerza máxima necesaria para romper la unión resultante.
En este caso, el pico de fuerza normal negativa (tensión) puede atribuirse al "tack", el área bajo la curva fuerza-tiempo a la resistencia adhesiva o cohesiva y el tiempo que tarda en decaer el pico de fuerza en un 90%, una medida comparativa de la tasa o el tiempo de fallo, como se ilustra en la figura 1.
Experimental
- Las propiedades de adherencia de Blu-Tack® se midieron utilizando una serie de fuerzas de contacto (5 N, 10 N, 15 N y 20 N).
- Las mediciones se realizaron utilizando un reómetro rotacional Kinexus con un cartucho de placa Peltier utilizando una placa superior de 20 mm y una placa inferior de 65 mm (acero inoxidable) y una secuencia estándar preconfigurada en el software rSpace.
- Se colocó una bola de muestra de 1,3 g en el centro de la placa inferior sin aplicar presión y se puso en contacto la placa superior con la muestra a una velocidad de aproximación de 10 mm/s hasta que se alcanzó la fuerza de contacto requerida.
- Tras un periodo de contacto de 2 segundos, se aumentó linealmente la separación a 10 mm/s y se registró la fuerza normal en función del tiempo.
- Todas las mediciones se realizaron a 25°C.
Resultados y debate
En la figura 2 se muestra un perfil de separación y fuerza normal para el Blu-Tack® con una fuerza normal de 10 N aplicada. Muestra la aproximación de la placa superior a la muestra a 10 mm/s y el aumento de la fuerza normal a medida que se produce el contacto. Tras un periodo de contacto de 2 s, la separación aumenta linealmente a 10 mm/s, lo que corresponde a una reducción de la fuerza de compresión pero a una fuerza de tracción residual correspondiente a la adherencia.
Tabla 1: Resultados de los análisis basados en la figura 3 para diferentes presiones de contacto
| Descripción de la muestra | Nombre de la acción | Tiempo (acción) (s) | Fuerza normal (N) | Distancia (mm) | Resultado del área |
|---|---|---|---|---|---|
| 5 N | Fuerza normal máxima | 0.3573 | -1.677 | 7.8614 | |
| 5 N | Tiempo para que la fuerza se reduzca en un 90% del pico | 0.7006 | -1.677 | 11.288 | |
| 5 N | Área bajo la curva fuerza-tiempo (N/s) | 0.4799 | |||
| 10 N | Fuerza normal máxima | 0.3525 | -3.492 | 6.6156 | |
| 10 N | Tiempo para que la fuerza se reduzca en un 90% del pico | 0.6906 | -0.3492 | 9.9909 | |
| 10 N | Área bajo la curva fuerza-tiempo (N/s) | 0.8353 | |||
| 15 N | Fuerza normal máxima | 0.3690 | -4.220 | 6.0800 | |
| 15 N | Tiempo para que la fuerza se reduzca en un 90% del pico | 0.7127 | -0.4220 | 9.5118 | |
| 15 N | Área bajo la curva fuerza-tiempo (N/s) | 1.977 | |||
| 20 N | Fuerza normal máxima | 0.3105 | -5.363 | 5.2124 | |
| 20 N | Tiempo para que la fuerza se reduzca en un 90% del pico | 0.6522 | -0.5363 | 8.6237 | |
| 20 N | Área bajo la curva fuerza-tiempo (N/s) | 1.280 |
En la figura 3 y la tabla 1 se muestran los resultados comparativos de las distintas presiones de contacto. Estos resultados se refieren únicamente a la fuerza de tracción (negativa), que se corresponde con el tack y la adherencia.
Los resultados muestran que la tensión residual o tack aumenta con la fuerza normal aplicada, especialmente hasta 15 N, observándose sólo un ligero aumento incremental con 20 N de fuerza normal aplicada. En cuanto al área bajo las curvas, que se relaciona con la fuerza adhesiva/cohesiva del material, parece aumentar con la fuerza de contacto hasta 15 N y luego se observa una disminución a 20 N, lo que indica que hay una fuerza de contacto óptima entre 10 N y 20 N que proporciona la máxima adhesión en estas condiciones.
Los tiempos para que la fuerza normal decaiga en un 90% de sus valores máximos son similares para fuerzas de contacto de 5 N, 10 N y 15 N, pero ligeramente inferiores para 20 N, lo que sugiere una tasa de fallo ligeramente más rápida después de 20 N de presión.
Conclusión
Un reómetro rotacional Kinexus con capacidades avanzadas de ensayo axial puede utilizarse para evaluar la pegajosidad o las propiedades cohesivas/adhesivas de los adhesivos sensibles a la presión. En este estudio, se evaluaron y compararon dichas propiedades para una muestra de Blu-Tack® con diferentes fuerzas de contacto. Esto sugiere que existe una presión óptima entre 10 N y 20 N que proporciona la máxima adhesión en las condiciones de la prueba.