Nuevas aportaciones a la comprensión del mecanismo de migración de sustancias antiadherentes a interfases caucho vulcanizado-poliuretano mediante la combinación de espectroscopía IR-ATR, microscopía electrónica de barrido y medidas de ángulos de contacto

Resumen

Una de las principales limitaciones de la union de cauchos vulcanizados de estireno-butadieno con adhesivos polares es la existencia en su formulacion de aditivos (ceras parafinicas y estearato de zinc, fundamentalmente) que pueden migrar a la superficie e impedir la realizacion de adecuadas uniones adhesivas. Estas sustancias tambien pueden migrar a la interfase caucho/adhesivo y provocar fallos catastroficos de adhesion debidos a la formacion de capas de debil cohesion. Ademas, estos cauchos presentan baja mojabilidad y reducida energia superficial, aun mas cuando migran sustancias antiadherentes a su superficie, por lo que es necesario aplicarles tratamientos superficiales para lograr realizar uniones adhesivas eficientes. Por otra parte, no se conoce de manera precisa como se produce el proceso de migracion de sustancias antiadherentes a la superficie de los cauchos vulcanizados, ni los factores que favorecen o inhiben dicha migracion. Ademas, la incidencia de la realizacion de los diferentes tratamientos superficiales en la migracion de ceras a la superficie de los cauchos vulcanizados tampoco se conoce en detalle. Por tanto, para encontrar vias para minimizar los efectos de la migracion de ceras a la interfase caucho/adhesivo y entender mejor este proceso, es necesario conocer con detalle los factores que favorecen dicha migracion. En este trabajo se ha estudiado el proceso de migracion de ceras parafinicas en un caucho vulcanizado de estireno-butadieno y en la interfase caucho/adhesivo de poliuretano. Se han estudiado los efectos de diferentes tratamientos: limpieza superficial, tratamientos termicos y tratamientos con radiaciones. Ademas se ha estudiado la influencia de la carga del adhesivo en la migracion de ceras parafinicas. Para monitorizar la migracion de ceras parafinicas y estearato de zinc se ha empleado fundamentalmente la tecnica de espectroscopia IR-ATR. Esta tecnica permite analizar diferentes profundidades de una muestra dependiendo de la naturaleza del prisma empleado. En este estudio se han empleado dos prismas (Ge y ZnSe) con diferentes indices de refraccion, y por tanto, con diferentes profundidades de analisis. El empleo de la espectroscopia IR-ATR combinado estos dos prismas ha permitido monitorizar el proceso de migracion de sustancias que difunden a la superficie del caucho y ademas analizar la interfase caucho/poliuretano. Esta aproximacion es completamente nueva y constituye una de las aportaciones originales de este trabajo de Tesis Doctoral. Adicionalmente, en este trabajo de investigacion se ha utilizado otra estrategia para pode realizar interfases caucho/poliuretano, la cual consiste en aplicar peliculas de adhesivo de poliuretano de diferente grosor para obtener espesores de recubrimiento de poliuretano menores que los de la penetracion del prisma de Ge y superiores a los de la penetracion del prisma de ZnSe (espectroscopia IR). Esta estrategia tambien es completamente nueva en la literatura cientifica y constituye otra de las aportaciones originales de este trabajo de Tesis Doctoral. Otro aspecto novedoso en este trabajo de Tesis Doctoral ha sido establecer la incidencia de la migracion de ceras en cauchos vulcanizados tratados superficialmente para mejorar su adhesion. El empleo de tratamientos superficiales elimina las ceras de la superficie del caucho, pero al transcurrir el tiempo se vuelve a producir la migracion de las ceras a la interfase caucho/adhesivo, deteriorando catastroficamente la adhesion. En este trabajo se ha utilizado un tratamiento de limpieza del caucho con disolventes organicos y el tratamiento con radiacion UV, analizandose el proceso de migracion de las ceras.