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 y la temperatura pueden influir en la adhesión, disminuyendo su resistencia. De todos los factores, la temperatura es el que tiene efectos más fuertes. Tanto la temperatura de almacenamiento como la temperatura de la nave o de la madera que se va a pegar son importantes. Adhesivos PVA - tipo aracita- son algunos de 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 un encolado de mala calidad o la pérdida de material.

¿Qué efectos tiene la temperatura en los adhesivos PVA?

La influencia de las temperaturas extremas o de las grandes variaciones de temperatura se comprende mejor observando la naturaleza de estos adhesivos. Los adhesivos de PVA son dispersiones acuosas. Es decir, 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 entre sí), formando el adhesivo con propiedades de unión.

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

En ambos casos la reacción es irreversible porque se forma otro producto, distinto de los grupos reactivos iniciales, que ya no tiene capacidad de reaccionar para unir los 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

Durante los periodos invernal y estival, los mayores problemas de los adhesivos se derivan 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 pienses que en el almacén no hace -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. También pueden surgir problemas durante el transporte. Si no se utilizan máquinas con calefacción, las bajas temperaturas pueden afectar a las propiedades de adhesión del adhesivo. Especialmente si el adhesivo permanece toda la noche en la máquina sin calentar.

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 repetidos ciclos de congelación y descongelación, como Adhesivos TISZABOND D3D distribuidos por la empresa Szolvegy de Târgu Mureș. Los adhesivos están formulados de tal manera que pueden soportar entre 3 y 5 ciclos de congelación y descongelación. Tras la descongelación, la viscosidad aumenta ligeramente y el adhesivo debe agitarse ligeramente. No añada más de 10% de agua, ya que esto disminuye las propiedades del adhesivo.

Los adhesivos de PVA no pueden soportar indefinidamente estos ciclos de congelación y descongelación, por lo que deben transportarse y almacenarse de forma segura y congelarse sólo accidentalmente. Si el problema persiste, llega un momento en que la reacción ya no es reversible y el adhesivo queda totalmente comprometido.

Temperatura durante el trabajo

Durante el trabajo, la temperatura desempeña un papel muy importante, tanto para obtener una unión de calidad como para modificación del tiempo de prensado. La temperatura en el taller es importante, así como la temperatura de la madera, la cola o los subproductos de la madera que se encolan. 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 le 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°C. Es mejor evitar el encolado a esas temperaturas porque pueden producirse problemas con la resistencia de la cola y el blanqueo de la línea de cola.

Antes de empezar a encolar, asegúrese de que la madera y la cola han salido del almacén y han alcanzado la temperatura ambiente. La madera fría introducida en la nave con calefacción puede presentar un aumento temporal de la humedad superficial debido a que la humedad del ambiente se condensa 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 su temperatura 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, reduciendo la resistencia de la cola. 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 resistencia de la cola.

Formación de la película adhesiva y resistencia de la unión

Un parámetro importante en el proceso de soldadura es temperatura mínima necesaria para el encolado (MRT) y representa la temperatura a la que el adhesivo aún puede formar una película continua. A temperaturas inferiores, la película deja de formarse y, en lugar de una película continua, aparece una capa de polvo blanco sin adherencia. La temperatura a la que se produce este fenómeno también se denomina punto de blanqueo yi se sitúa entre 3 y 5°C.

A veces, una soldadura deficiente por no respetar la temperatura mínima no se nota. Parece que la película se ha formado y la soldadura se ha realizado. Sin embargo, si se cortan las piezas encoladas, se ve el polvo blanco formado en la madera. Al comprobar la resistencia a la rotura de la pieza, ésta será muy inferior a la 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 una adhesión débil a bajas temperaturas.

Las temperaturas muy altas también crean problemas. Si la temperatura en la nave es muy alta, el adhesivo forma un charco poco profundo muy rápidamente 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 la resistencia de la cola disminuye. En épocas de mucho calor, en talleres donde la temperatura sube mucho, se recomienda un tiempo de fase abierta más corto y aplicar el adhesivo sobre los dos objetos a encolar.

Independientemente de los artificios y productos de calidad superior que se les ocurran a los fabricantes, respete al máximo las condiciones óptimas de trabajo. Porque la temperatura también influye en el acabado, no sólo en los adhesivos, y será difícil mantener una alta calidad de producción.