Waterborne psas for low energy surfaces

Abstract

El polipropileno (PP), el polietileno (PE) y el Teflón son algunos de los polímeros más empleados en la vida cotidiana, sólo las poliolefinas constituyen el 50 % de la producción mundial de los polímeros. En función de sus aplicaciones estos materiales tienen que ser recubiertos o pegados a otros materiales pero estos procesos son complicados debido a la baja energía que presentan. Esta baja energía se debe a su estructura molecular la cual carece de grupos polares y hace que sea prácticamente inerte de manera que el mojado y adhesión sobre dichas superficies resulta bastante problemático. La mayoría de las formulaciones de adhesivos o recubrimientos presentan grupos polares tales como uretanos, acrílicos y epoxis. Este tipo de adhesivos presentan un buen mojado sobre las superficies polares, mientras que sobre las superficies no polares, el mojado está limitado. Esto se debe principalmente a que la tensión superficial del adhesivo es considerablemente superior a la del sustrato. Existen dos posibilidades de mejorar la adhesión a las superficies de baja energía; i) incrementar la energía superficial del sustrato mediante tratamientos superficiales y ii) reducir la tensión superficial del adhesivo. Los tratamientos, tanto químicos como físicos, requieren tiempo, dinero y el uso de disolventes orgánicos perjudiciales para el medio ambiente y carecen de reproducibilidad. La segunda estrategia se basa en modificar los adhesivos sensibles a la presión (del inglés Pressure Sensitive Adhesives, PSAs) mediante la incorporación de monómeros hidrófobos en la cadena principal dando lugar a copolímeros en bloque o al azar. El hecho de incorporar un monómero hidrófobo mejora la afinidad entre el adhesivo y el sustrato, y resulta en una adhesión de mayor resistencia. Sin embargo, al igual que en los tratamientos superficiales, la síntesis de la mayoría de estos copolímeros requiere el uso de disolventes orgánicos. Desde un punto de vista medioambiental, son preferibles los PSAs en base acuosa. Por este motivo en los últimos años se ha llevado a cabo una intensa investigación sobre los PSAs en base acuosa. Entre ellos destaca el acetato de polivinilo que debido a su elevada temperatura de transición vítrea (Tg) no presenta buenas propiedades adhesivas a temperatura ambiente. Por ello, normalmente se suele copolimerizar con etileno pero uno de los inconvenientes de este proceso es que requiere trabajar con reactores de alta presión. Una alternativa más apropiada es el uso de monómeros acrílicos debido a sus buenas propiedades. Así, el principal objetivo de esta tesis ha sido el desarrollo de PSA acrílicos en base acuosa capaces de mejorar la adhesión a las superficies de baja energía.