Un pegamento , o pegamento , es un producto de consistencia líquida, gelatinosa o pastosa que se utiliza para unir piezas por contacto. Estas partes pueden ser del mismo tipo o de diferentes tipos.
Estamos acostumbrados a distinguir entre la unión de posicionamiento, que no requiere una resistencia particular, y la unión estructural, que permite producir conjuntos capaces de transmitir fuerzas importantes.
La planta de brea es el pegamento más antiguo utilizado por la humanidad. Se ha extraído de la corteza de abedul durante al menos 200.000 años y hasta el final de la prehistoria . Los neandertales fabrican una especie de pegamento vegetal para insertar sus herramientas (cabezas de hacha, lanza). Este "alquitrán" obtenido de la corteza de abedul se puede obtener por varios métodos sin necesidad de utilizar vasijas de cerámica o de controlar con precisión la temperatura.
En el antiguo Egipto , los ebanistas fijaban las piezas de madera con colas hechas a partir de desechos de carnicería hervidos (pezuñas, cuernos, huesos, pieles, tendones, etc.): hablamos de cola para huesos . El pegamento de la piel se utiliza en el XIX XX siglo , se tarda hirviendo varias pieles tales como piel de oveja preparado para los guantes, los no preparados piel de becerro y que se llama pincho , el conejo cuero, pergamino , etc.
Muchos pueblos nómadas de las estepas de Asia Central usaban arcos compuestos hechos de cuerno y madera pegados con pegamento animal. Estos arcos contribuyeron al éxito militar de los escitas , partos , hunos , mongoles , entre otros.
Hoy en día, los pegamentos naturales son el pegamento de pescado , el pegamento de piel (utilizado en pintura y carpintería) y el pegamento de almidón (utilizado para collages de papel). a veces se agregan aceites ( como aceite de linaza o aceite de almendras amargas ) para evitar el riesgo de moho.
Las colas sintéticas de hoy en día permiten a veces conexiones más fuertes que los métodos tradicionales como remaches o tuercas. Estos incluyen resina epoxi , utilizada en materiales compuestos, masilla de poliuretano (a menudo llamada Sikaflex o Sika, del nombre de una marca que la vende) o incluso pegamento para madera simple ( pegamento de vinilo ) que, según los carpinteros, se rompe más, apenas que la madera misma. La llegada de estos adhesivos al mercado ha permitido nuevos procesos de fabricación que antes eran impensables. Esto resultó en un gran ahorro de tiempo y dinero, y permitió la aparición de nuevas tecnologías. Al igual que con los arqueros de antaño, el pegamento juega un papel importante en nuestras vidas.
Las instrucciones de uso de un adhesivo suelen contener términos técnicos que deben tenerse en cuenta; especifican, entre otras cosas, los plazos disponibles para trabajar.
Es importante elegir el pegamento según el material a pegar. Los disolventes contenidos en éste pueden, por ejemplo, atacar a éste; algunos plásticos, en cambio, son prácticamente imposibles de pegar, lo que los hace irreparables. Ciertos ambientes pueden ser hostiles: la humedad, los rayos ultravioleta, los hidrocarburos, las altas temperaturas, entre otros, pueden dañar la conexión y hacer que se rompa; lo suficiente como para causar desastres reales. Para ayudar con la elección del pegamento, se pueden realizar pruebas de laboratorio. Podemos citar ensayos de pelado, tracción, cizallamiento, fatiga, o incluso "adhesión por tecnología de ensayo centrífugo" (CATT) cuyo principio es aplicar una fuerza centrífuga creciente sobre pequeños conjuntos adheridos con diferentes materiales o adhesivos. Hasta el desprendimiento (rotura) de se alcanza el material o el pegamento. La principal ventaja es hacer pruebas de batería con poco pegamento y probar todo tipo de ensamblajes.
Las colas se polimerizan (a veces después de añadir un catalizador ). Cuando un adhesivo polimeriza, significa que se seca en la superficie (formación de piel en unos pocos minutos a decenas de minutos). En algunos casos, nunca se endurece por completo, conservando el aspecto compacto y elástico de una goma (por ejemplo, siliconas). Las resinas se endurecen por completo.
La polimerización al vacío (al expulsar los gases de la resina) puede mejorar aún más su calidad.
Algunos conjuntos encolados pueden reforzarse calentando las piezas en una prensa. Esta técnica podría desarrollarse en particular para el pegado de madera en arquitectura.
El pegado es una técnica de ensamblaje muy utilizada en la industria automotriz o ferroviaria entre otras. El parabrisas , la alfombra , la junta , el enganche de las pieles son ejemplos de lo que se puede pegar. Existen diferentes tipos de colas en las industrias: cola para madera… En promedio, se necesitan 80 kg de cola en el ensamblaje de un automóvil y cerca de 700 kg en el ensamblaje de ciertos vagones de ferrocarril.
La vinculación es una técnica confiable y reproducible siempre que uno sea riguroso y atento. De hecho, una simple modificación del entorno, productos de limpieza o una contaminación incontrolada pueden provocar un desastre durante el montaje.
Se han utilizado ciertos tipos de pegamento para conservar la carne y para la caza .
El pegamento en una bolsa o botella de plástico, que se consume por la nariz, a veces se usa como droga. El daño es dolor de cabeza, dolor de garganta, dificultad para respirar.
En la segunda mitad del XX ° siglo, los escolares de comer o inhalar pegamento a la esencia de almendras de la pequeña olla tradicional con una llana.
Se han ideado varios modelos para explicar cómo funciona el pegamento. Ninguno explica completamente el fenómeno y es probable que coexistan varios. El fenómeno se llama adhesión .
Las principales teorías sobre la adherencia en el caso de un adhesivo se pueden agrupar en dos categorías: adherencia fisicoquímica y adherencia mecánica.
La adhesión físico-química combina la creación de enlaces covalentes, electrostáticos y de van der Waals entre el adhesivo y el material.
La adhesión mecánica se refiere a las superficies de contacto. Por ejemplo, la teoría del anclaje mecánico establece que un material rugoso se adherirá mejor que un material perfectamente liso, hasta cierto límite donde se forman burbujas de aire. Esto implica que cuanto más moja el adhesivo el material, es decir, cuanto más ocupa una superficie significativa sobre el material, más resistente será la unión.
Otro elemento es la difusión de polímeros : si el adhesivo está compuesto por polímeros, estos podrán pasar de un material a otro y podrán “colgar” el material.
| Adhesión físico-química | Adhesión mecánica |
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Creación de uniones entre el adhesivo y el material:
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La unión se puede definir como el proceso que permite mantener dos sustratos de manera duradera y sólida. La unión entre estos dos soportes es entonces de origen químico y no mecánico. El pegamento se deposita sobre el (los) sustrato (s) y, dependiendo del proceso, la exhibición tiene lugar después de un período definido y comienza la reacción que conduce a las propiedades finales.
Pero para obtener un buen rendimiento, el pegamento debe ser compatible con el sustrato. La adhesión sobre un sólido implica, por tanto, dos conceptos principales:
La humectabilidad representa la capacidad de un líquido de ocupar la mayor superficie posible cuando tiene una superficie sólida. Es necesario comprender el principio de la energía superficial para comprender los mecanismos de unión.
La energía superficial de un líquido , también llamada tensión superficial , caracteriza la capacidad de la superficie de un líquido para tomar el valor más pequeño posible en un medio dado. También caracteriza la cohesión de un líquido ya que es necesario vencer las fuerzas de cohesión interna de éste para aumentar esta superficie. Mecánicamente, se expresa como una fuerza que se opone a un aumento de superficie.
El equilibrio de fuerzas da la ecuación de Young :
E lv cos q + E sl = E svdonde E s , E sl , E l representan la energía superficial del sólido, la energía interfacial del sólido líquido y la tensión superficial del líquido.
Energía superficial crítica : la dispersión del líquido solo es perfecta si el ángulo de contacto A es cero. Este valor corresponde a un valor crítico de la energía superficial del sólido que permite predecir que si:
E l <E c entonces A = 0, la humectación es buena; E l > E c entonces A es positivo, la humectación es mala.El conjunto de fuerzas que se establecen entre el adhesivo y la superficie del sólido se puede traducir de la siguiente manera:
Teoría mecánica : La adhesión se ha considerado durante mucho tiempo como un simple problema mecánico, la resistencia de la junta resulta de la penetración del adhesivo en los bordes rugosos de la superficie sólida. Esto explicaría parte de la membresía.
Teoría eléctrica : la adhesión se debe al establecimiento de una capa eléctrica en las interfaces, siendo las fuerzas de naturaleza electrostática. Esta teoría sigue siendo muy controvertida.
Teoría química : interpreta el enlace por la formación de enlaces covalentes entre dos cuerpos presentes. Esto solo ocurre en ciertos casos.
Teoría de la difusión : existe una interdifusión entre las dos superficies presentes. Asume la solubilidad mutua de los materiales. El encolado de PVC es un ejemplo.
Teoría termodinámica : indica el establecimiento de enlaces débiles ( fuerzas de van der Waals ) entre superficies. Estas fuerzas se ejercen en distancias cortas y existen en todos los casos. Las fuerzas de Van der Waals resultan de la disimetría de la distribución de cargas positivas y negativas, provocando la formación de dipolos tanto en el polímero como en el sustrato y uniéndose al revés. Estas diferentes hipótesis muestran que los fenómenos de adhesión aún no están bien esclarecidos.