Influencia de la temperatura en los adhesivos de PVA y la fuerza de adhesión

Todos los adhesivos, independientemente de su naturaleza, se ven influidos por las condiciones ambientales del lugar de trabajo. La humedad, el polvo, la temperatura pueden influir en la unión, disminuyendo su resistencia. De todos los factores, la temperatura es el que tiene un efecto más fuerte. Es importante la temperatura del almacén, la temperatura de la nave o la temperatura de la madera que se va a encolar. Adhesivos PVA - tipo aracita- se encuentran entre aquellos en los que la temperatura tiene una influencia determinante, tanto en la fase de almacenamiento como en la de trabajo. Las temperaturas extremas provocan uniones de mala calidad o pérdidas de material.

¿Qué efectos tiene la temperatura en los adhesivos PVA?

Comprendemos mejor la influencia de las temperaturas extremas o de las grandes variaciones de temperatura analizando la naturaleza de estos adhesivos. Los adhesivos de PVA son dispersiones acuosas. Esto significa que son moléculas reactivas (grupos) que flotan en el agua lo suficientemente separadas como para no reaccionar entre sí. Cuando la distancia disminuye, las moléculas se acercan y reaccionan (se unen), formando el adhesivo con propiedades adhesivas.

La distancia entre los racimos disminuye por varias razones, una de las cuales es la disminución de la cantidad de agua. Aquí es donde entra en juego la temperatura. Cuando es demasiado baja, el agua empieza a congelarse, se forman cristales sólidos y la cantidad de líquido disminuye. Los grupos reactivos empiezan a cerrarse y acaban reaccionando. Cuando la temperatura es demasiado alta (días calurosos de verano), el resultado es el mismo. El agua se evapora, los grupos se acercan y se unen.

En ambos casos la reacción es irreversible porque se forma otro producto, distinto de los grupos reactivos originales, que ya no tiene capacidad para reaccionar para pegar objetos. El nuevo producto ya no se descompone cuando vuelve a aumentar la cantidad de agua, por lo que se pierde el adhesivo.

Almacenamiento y transporte de adhesivos

En invierno y verano, los mayores problemas de los adhesivos surgen del transporte y el almacenamiento. Las temperaturas muy altas o muy bajas suelen hacer que los grupos reactivos reaccionen entre sí, y la calidad de la unión se resiente.

Especialmente en invierno hay que tener cuidado al almacenar los adhesivos. No piense que en el almacén no hay -10°C, por lo que el adhesivo no puede congelarse. Los cristales de hielo empiezan a aparecer en el agua en cuanto la temperatura se acerca a 0°C. El intervalo de temperatura óptimo para el almacenamiento está entre +5°C y +35°C. El transporte también puede causar problemas. A menos que se utilicen máquinas con calefacción, las bajas temperaturas pueden afectar a las propiedades de adhesión del adhesivo. Especialmente si el adhesivo se deja toda la noche en una máquina sin calefacción.

Dado que estos problemas se producen a pesar de las advertencias sobre transporte y almacenamiento, los fabricantes de adhesivos de PVA intentan encontrar soluciones para evitarlos. Hay adhesivos que resisten ciclos repetidos de congelación y descongelación, como Adhesivos TISZABOND D3D distribuidos por la empresa Szolvegy en Târgu Mureș. Los adhesivos están diseñados para resistir entre 3 y 5 ciclos de congelación y descongelación. Tras la descongelación, la viscosidad aumenta ligeramente y es necesario agitar ligeramente el adhesivo. No añada agua más de 10% porque las propiedades del adhesivo disminuyen.

Los adhesivos de PVA no pueden soportar indefinidamente estos ciclos de congelación-descongelación, por lo que deben transportarse y almacenarse de forma segura y su congelación sólo de forma accidental. Si el problema persiste, en algún momento se alcanza el umbral en el que la reacción ya no es reversible y el adhesivo queda totalmente comprometido.

Temperatura en el trabajo

A la hora de trabajar, la temperatura desempeña un papel muy importante, tanto para lograr una unión de calidad como para modificación del tiempo de prensado. La temperatura en el taller es importante, pero también la temperatura de la madera, del adhesivo o de los subproductos de la madera que se van a pegar. Todos deben tener valores similares, próximos a los recomendados por los fabricantes en las fichas técnicas.

Se considera que el intervalo de temperatura óptimo para el taller es de 18-20°C. No imagine que trabajar a 15°C o 28°C causará problemas. Es sólo la temperatura óptima a la que se refieren todas las propiedades de la ficha técnica. En la vida real, la temperatura en los talleres puede bajar hasta 5°C o subir hasta 40°. Es mejor evitar pegar a esas temperaturas porque pueden producirse problemas con la fuerza de pegado y el blanqueamiento de la línea de soldadura.

Antes de empezar a encolar, asegúrese de que la madera y la cola se han traído del almacén a temperatura ambiente. La madera fría introducida en la nave con calefacción puede presentar un aumento temporal de la humedad superficial debido a la condensación de la humedad atmosférica al entrar en contacto con la madera. El fenómeno es similar a la condensación de la humedad del aire en un vaso de agua fría en verano. Es otra razón para esperar a que la madera alcance la temperatura de la nave y así reequilibrar su humedad.

El adhesivo también debe ponerse a temperatura ambiente antes de empezar a trabajar. De lo contrario, será más viscoso y penetrará menos en la madera, disminuyendo la fuerza de adherencia. La tendencia será diluirlo, reduciendo así la cantidad de sustancia activa y aumentando el tiempo de evaporación en fase abierta. La disminución de la cantidad de sustancia activa conlleva una disminución de la fuerza de adherencia.

Formación de la película adhesiva y resistencia de la unión

Un parámetro importante en el proceso de unión es temperatura mínima de sujeción requerida (MTCT) y es la temperatura a la que el adhesivo todavía puede formar una película continua. A temperaturas más bajas, la película deja de formarse y, en lugar de una película continua, aparece una capa de polvo blanco sin pegajosidad. La temperatura a la que esto ocurre también se denomina punto de blanqueo yi se sitúa entre 3 y 5°C.

A veces, una adhesión deficiente debida al incumplimiento de la temperatura mínima no es perceptible. Parece que se ha formado la película y se ha producido el encolado. Pero si se cortan las piezas encoladas, se verá el polvo blanco que se forma en la madera. Comprobando la resistencia a la rotura de la pieza, será mucho más baja de lo normal (mín.10 N/mm²).

Esta unión aparentemente buena es un problema porque es difícil de descubrir. Por eso los fabricantes intentan reducir la temperatura mínima. El adhesivo de invierno TISZABOND 3011/D3D de Szolvegy es un adhesivo de este tipo. La temperatura mínima de formación de película es de 0°C, evitando así uniones débiles a bajas temperaturas.

Las temperaturas muy altas también crean problemas. Si la temperatura en la nave es muy alta, la cola forma rápidamente un charco poco profundo en la fase abierta. El agua del interior se evapora más lentamente y, cuando se presionan las piezas entre sí, la cola no penetra bien en la madera y disminuye la resistencia de la unión encolada. En épocas de mucho calor, en talleres donde la temperatura sube mucho, se recomienda acortar el tiempo de la fase abierta y aplicar el adhesivo en los dos objetos que se van a pegar.

Independientemente de los trucos y productos de mayor calidad que se les ocurran a los fabricantes, hay que atenerse en la medida de lo posible a las condiciones de trabajo óptimas. Porque la temperatura también influye en el acabado, no sólo en los adhesivos, y será difícil mantener una alta calidad de producción.