Resina epoxídica
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Resina Epoxídicas. Es un polímero termoestable que se endurece cuando se mezcla con un agente catalizador o endurecedor.
Sumario
Historia
Los primeros intentos comerciales para preparar resinas de epiclorhidrina se hicieron en 1927 en los Estados Unidos. El crédito para la primera síntesis de resinas epoxi basadas en bisfenol-A es compartida por Pierre Castan de Suiza y S.O. Greenlee de los Estados Unidos en 1936. El trabajo de Castan fue autorizado por Ciba Ltd de Suiza, que pasó a convertirse en uno de los tres principales productores de resina epoxi en todo el mundo, comercializándolas bajo el nombre de Araldite. La parte comercial de epoxi de Ciba se separó y más tarde vendido a finales de 1990 y ahora es el unidad de negocios de materiales de avanzados de Huntsman Corporation de los Estados Unidos. El trabajo de Greenlee fue para la empresa Devoe-Reynolds de los Estados Unidos. Devoe-Reynolds, activa desde los primeros días de la industria de la resina epoxi, fue vendido a Shell Chemical (ahora Hexion).
Aplicaciones
Las resinas epoxi se usan tanto en la construcción de moldes como de piezas maestras, laminados, extrusiones y otras ayudas a la producción industrial. Los resultados son más baratos, resistentes y rápidos de producir que los hechos de madera, metal, etc. Los compuestos de fibras y epóxidos, aunque son más caros que los de resinas de poliéster o de éster de vinilo, producen piezas más resistentes. Ademas, las resinas epoxídicas pueden ser infiltradas en espumas metálicas (metal foams) para crear los materiales compuestos denominados IPC (Interpenetrating Phase Composites)
Ventajas
Como son una familia de resinas sintéticas, su estado físico puede ser cualquiera, desde un líquido de viscosidad baja a un sólido de alto punto de fusión. "Cruzada” con una gran variedad de agentes vulcanizantes o endurecedores, forma una gama de materiales con combinaciones de propiedades únicas, que ofrecen una aportación considerable a todas las industrias más importantes, entre las que se encuentran:
- Los aviones y la ingeniería aeroespacial
- Automoción
- Construcción e ingeniería a gran escala
- Sector químico
- Electricidad
- Electrónica
- Alimentación y bebidas
- Navegación
- Ocio
- Ingeniería ligera
Otros usos
- Revestimiento para suelos. especial para suelos de tránsito continuado, ideal para garajes, suelos industriales, almacenes hangares, naves y plantas de procesado.
- Además de su aplicación para suelos, se utiliza en otros muchos campos, como la decoración, la bisutería, la industria aeronaval.
- Uso como adhesivo, estos pegamentos forman parte de los adhesivos de ingeniería o estructurales, como el cianocrilato, el poliuretano y el acrílico. Su uso está muy extendido para la construcción y reparación de todo tipo de vehículos, como automóviles, motos, bicicletas y aviones.
- Para evitar cortocircuitos y proteger del polvo y la humedad generadores, reductores, escobillas, aisladores y generadores, esta piezas están encapsuladas con resina epóxica.
- En embarcaciones y tablas de surf
- Los barcos, botes, yates, barcas, tablas de surf y todo tipo instrumentos expuestos a la corrosión por la sal marina, la humedad y el sol se puede beneficiar del la protección de la resina epóxica.
- Construcción de moldes, estos materiales compuestos de resina y catalizador, son perfectos para la fabricación de extrusiones, laminados y piezas maestras. Éstas son más baratas que las producidas con metal, madera y otros materiales más costosos.
- Industria alimentaria, es utilizada en la industria conservera, para proteger contenedores, tanques y envases. Las latas de tomate están recubiertas por resina epoxi para evitar la corrosión por el ácido de tomate.
- Uso en manualidades, a transparencia, la dureza y el brillo de este material la convierten en el material perfecto para ornamentos, artesanías, encapsulado de madera, joyería, bisutería y arte abstracto.
- Además, es muy apreciada en la fabricación de réplicas de los personajes de moda de las películas, cómics y videojuegos.
Características
- Mínima contracción durante el proceso de curado, ya que habitualmente el proceso no implica la separación de productos secundarios volátiles.
- Adhesividad: Por su estructura química rica en grupos polares hidroxilos y éteres, las resinas epoxi son excelentes adhesivos, sin necesidad de tiempos de exposición largos ni de grandes presiones.
- Excelentes propiedades mecánicas: Superior a las de cualquier otro recubrimiento. Su bajo índice de contracción disminuye la posibilidad de tensiones.
- Alto poder aislante eléctrico.
- Gran resistencia química, que vendrá influenciada por el agente de curado.
- Gran versatilidad: siendo los plásticos termoestables más versátiles, ya que pueden alterarse sus propiedades sin más que variar cualquiera de los modificadores y/o los agentes de curado.
Adhesivos
Las resinas epoxídicas son un tipo de adhesivos llamados estructurales o de ingeniería; el grupo incluye el poliuretano, acrílico y cianoacrilato. Estos adhesivos se utilizan en la construcción de aviones, automóviles, bicicletas, esquíes. Sirven para pegar gran cantidad de materiales, incluidos algunos plásticos, y se puede conseguir que sean rígidos o flexibles, transparentes o de color, de secado rápido o lento. En general, si el secado de un adhesivo epoxídico se realiza con calor, será más resistente al calor y a los agentes químicos que si se seca a temperatura ambiente. La resistencia a la tracción de este tipo de adhesivos puede llegar a superar los 350 kg/cm², lo que les convierte en el adhesivo más resistente del mundo.
Función
La resina epoxídica se combina con un endurecedor que al curar en varias horas queda como un plástico muy duro. Cuando se ha comenzado la reacción química de fraguado, el proceso es irreversible y se volverá sólido al cabo de algunas horas. Dependiendo de la temperatura ambiente a la que trabajemos, el endurecimiento puede acelerarse o retardarse.
Componentes
Los compuestos de resinas epoxídicas han tenido amplia aceptación y su uso se ha extendido a las actividades donde se requiere un polímero de mucha resistencia mecánica. Son materiales termofraguables que se tornan duros y no fusibles bajo la acción de agentes acelerantes. Los compuestos epoxi son un grupo de éteres cíclicos u óxidos de alqueno (alquileno) que poseen un átomo de oxígeno unido a dos átomos de carbono adyacentes (estructura oxirano). Estos éteres reaccionan con los grupos amino, oxhidrilo y carboxilo (enduredores, así como con los ácidos inorgánicos, para dar compuestos relativamente estables.
Mescla
Es importante medir correctamente las cantidades pues aunque admite cierto margen de error la combinación perfecta será la indicada por el fabricante. En muchos casos la proporción será de una parte de adhesivo por una parte de endurecedor en volumen, mientras que otros fabricantes indican proporciones de 1 a 4.
Aditivos a la Mezcla
El comportamiento de la resina epoxídica puede modificarse mediante el uso de aditivos y apelmazantes añadidos tras mezclar el adhesivo con su endurecedor. Un endurecedor o agente de curado es un producto que cuando se añade a una sustancia macromolecular determinada en cantidades superiores a las catalíticas, reacciona con ésta y la convierte en un polímero irreversible que poseerá una serie de características perfectamente definidas, de las que anteriormente carecía. Entre los sistemas de importancia industrial que utilizan endurecedores se encuentran los sistemas de resinas epoxídicas. Los apelmazantes permiten aumentar el volumen de mezcla inicial y hacer más o menos duro la mezcla final. Pueden ser de baja densidad o de alta densidad. Los de alta densidad hacen la mezcla más dura y resistente mientras que los de baja densidad permiten que el resultado final pueda ser lijado y pulido con facilidad. Podríamos utilizar polvos de talco o polvo de mármol o polvo de sílice para obtener mezclas cada vez más duras, que además permiten manejar la mezcla de forma más consistente. Su aspecto pasara a ser desde una miel algo líquida a una pasta como la crema de cacao. Dependerá de la cantidad de apelmazante que utilicemos. El volumen final obtenido puede ser varias veces mayor al inicial que teníamos con el epoxi puro. Con polvos colorantes minerales podremos hacer que la mezcla tenga la tonalidad que busquemos. Solo es cuestión de hacer pruebas y buscar el mejor resultado.
Precauciones durante su uso
El adhesivo Epoxídico no causa sensibilización en la piel pero el endurecedor si lo puede hacer. Por ello será conveniente usar guantes de látex de usar y tirar. Esta mezcla se pega tanto como la miel, y por ello, debemos actuar de la forma más limpia posible. La acetona limpia muy bien los restos de la misma, pero solo debe utilizarla para limpiar los materiales con los que ha trabajado. Nunca la utilice para limpiárselo de la piel.
Conviene seguir lo más rigurosamente posible las siguientes recomendaciones de seguridad.
- Si va a utilizar bastante cantidad, utilice gafas protectoras.
- Aunque no desprende casi olores ni vapores (como ocurre con la resina de poliéster) procure trabajar en lugares ventilados.
- Al lijar el epoxido curado utilice mascarilla para evitar respirar el polvo resultante.
La acetona se absorbe por la piel y puede causar fallos orgánicos. Por esta razón utilícela en lugares ventilados y solo para limpiar las herramientas. Si se ha pringado con Epoxi, un poco de vinagre blanco y jabón podrán limpiarle la piel.
