Empleo de poliuretano base agua en la junta de SBR 1502/ harina natural con silanos como primers

Use of water-based polyurethane dispersions in adhesive joint of SBR 1502/Natural flour with silanes as primers

Se estudió el procedimiento para lograr la adhesión de láminas compuestas con fibra natural y caucho estireno butadieno 1502, usando como adhesivo poliuretano en base agua, catalogado como ecológico. Harina de retamo liso (Teline Monspessulana), previamente sometida a tratamiento de mercerización, fue mezclada en una matriz polimérica de caucho SBR 1502, con un porcentaje de fibra de 50 phr. Se elaboraron probetas a las que se les realizaron varios tratamientos que incluyeron aplicación de 3-aminopropiltrietoxisilano y viniltrimetoxisilano como primers de adhesión, primer clorados y abrasión mecánica. Se adhirieron las probetas y fueron sometidas a ensayos de tracción al pelado para determinar cuál es el mejor procedimiento de adhesión. Estos resultados fueron analizados estructuralmente mediante caracterización con espectrometría de infrarroja por transformada de Fourier y microscopia electrónica de barrido. Los análisis permiten establecer que el silano se injertó en la superficie de fibra natural con lo que se logró la cohesión del poliuretano y el sustrato.

INTRODUCCIÓN

Actualmente importantes industrias como la automotriz, llantera, aeronáutica y calzado utilizan como materia prima el caucho, destacándose el estireno butadieno (SBR) (1, 2). Para este material es fundamental la adhesión caucho-caucho así como el desarrollo de nuevos materiales con carga de fibra natural (3, 4). El uso de fibras cortas como refuerzo en materiales de caucho proporciona estabilidad dimensional antes del curado y además contribuye en la mejora de las propiedades mecánicas del material vulcanizado (5. Otro aporte importante está en el desarrollo de materiales que requieren una baja deformación (6, 7). Debido a las ventajas que presentan las fibras vegetales, con ellas se elaboran materiales más livianos, con baja toxicidad, sostenibles en su producción y biodegradables 8-9.

La superficie de los sustratos de materiales no poliméricos como el metal, el vidrio, fibras naturales, etc., se caracteriza por la presencia de grupos hidróxilos que están unidos a elementos como Si, Al, Ti y Fe. En las fibras naturales estos grupos hidróxilos se encuentran en la superficie de los polímeros como la celulosa 10.

Para lograr una efectiva unión entre el sustrato de origen no polimèrico y el adhesivo de origen orgánico es necesario el uso de moléculas bifuncionales, las que actúan como promotores de la adhesión y los silanos son utilizados ampliamente con este propósito. Estos tienen fórmula general xRSi(OR1)₃ donde el radical x reacciona con la fase orgánica del polímero del adhesivo y OR1 puede hidrolizarse y condensarse formando enlaces Si-O-Si de siloxano en la superficie del sustrato inorgánico (11, 12).