Tesis

Dirección General de Educación Superior Tecnológica
Instituto Tecnológico Superior de Tlaxco
para obtener el titulo de
INGENIERO QUÌMICO
Presenta
NANCY RODRÍGUEZ NETZAHUAL
Matrícula: 05A138
Tlaxco, Tlaxcala, Noviembre del 2010
“FORMULACIÓN Y DESARROLLO DE UN
ADHESIVO BASE SOLVENTE-
POLICLOROPRENO”
MEMORIA DE RESIDENCIA PROFESIONAL

1
Dedicoeste trabajoa misPadres (Luciano yFlor) y
Hermanos (Julio Cesar,Minerva,Paulino, Braulio, Grisel,
Vicente,Jennyfer yJorge Luis.)

2
Agradecimientos
Agradecimientos
Son muchas las personas especiales a las que me gustaría agradecer el apoyo, compañía
y ánimo en las diferentes etapas de mi vida. Algunas de ellas están aquí conmigo y otras en mis
recuerdos y en mi corazón; sin importar en donde se encuentren, agradeciendo infinitamente a
todos por formar parte de mí y de mi vida.
A mis padres ya que gracias a ellos soy quien soy hoy en día, son los que me han dado
su cariño, comprensión y apoyo incondicional, enseñándome que el amor y el trabajo deben ser
parte de mi existencia y quienes siempre serán fuente de mi inspiración para alcanzar mis metas
de los cuales estoy sumamente orgullosa.
A mis hermanos por estar siempre a mi lado brindándome su afecto y apoyo
constantemente que aunque “Polo” ya no este físicamente con nosotros siempre estará presente
entre mis recuerdos pero sobre todo en mi corazón.
A mis amigos gracias por los momentos que hemos pasado juntos y por estar conmigo
siempre que los he necesitado.
A mi asesor el Ing. José Luis Cabrera Pérez por su constante apoyo, amabilidad y
disponibilidad durante el desarrollo de este trabajo, quien me ha hecho crecer académicamente.
A todos mis profesores no solo de la ingeniería si no de toda mi preparación académica
por que de alguna manera forman parte de lo que ahora soy.

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Al mas especial de todos, a ti Dios por que hiciste realidad este sueño y darme lo mejor de mi
vida que es mi FAMILIA, también por rodearme de personas que quiero mucho como lo son
mis cuñados (Jaime, Nancy e Ivon) y sobrinos quienes con una sonrisa alegran cada uno de mis
días.
Resumen
Resumen
En el presente trabajo se analizan la influencia de diversas variables en el proceso del
desarrollo del adhesivo entre las cuales se encuentran contempladas: la naturaleza de la resina
tackificante (resinas Cumarona-Indeno), proporción de resina tackificante así como de solvente,
y los óxidos metálicos adicionados presentan comportamientos como la mejora de adhesión; el
plastificante el cual puede llegar a afectar el flujo y la pegajosidad del adhesivo sin embargo
mejoran la flexibilidad y adhesión de la película; el agua actúa como catalizador dentro de la
producción de pegantes de neopreno. Los pasos de proceso empleados en este trabajo han sido
cromatografía de gases, viscosidad la cual fue evaluada mediante un viscosímetro Brookfield
utilizando la aguja número 3 utilizando una velocidad de 20 rpm, tack basado en la ASTM
D3121-06 y la resistencia a la tensión se evaluó mediante un tensiómetro que consiste en un
dinamómetro Macmesin con soporte motorizado Versatest con una carga máxima de 2500 N.
Finalmente, los resultados obtenidos muestran que las mezclas de resinas Cumarona-Indeno,
tolueno-acetato de etilo parecen ser compatibles ya que diferentes tipos de resinas son aditivos
habituales en las formulaciones de adhesivos de caucho, tradicionalmente se adicionan resinas
Cumarona-Indeno a los adhesivos de policloropreno para proporcionarles pegajosidad y
aumentar el tiempo abierto. Dentro de la empresa se produce este tipo de resina la cual no ha
tenido peso económico dentro de la empresa siendo este el objeto de este estudio.

4
Índice
1. Índice…………………………………………………………………………………………..1
2. Introducción……………………………………………………………………………………4
3. Justificación…………………………………………………………………………………....6
4. Objetivos……………………………………………………………………………………….7
4.1 Objetivo General………………………………………….………………………….7
4.2 Objetivos Específicos….……………………………………………………………..7
5. Caracterización del Área.……………………………………………………………………..8
6. Problemática…………………………………………………………………………………...9
7. Alcances y Limitaciones……………………………………………………………………...10
7.1 Alcances………………………….…………………………………………………10
7.2 Limitaciones……………….……………………………………………………….10
8. Fundamento Teórico………………………………………………………………………….11
8.1 Adhesivos…………………………………………………………………………..11
8.1.1 Adhesivos de Caucho……………………………………………………11
8.1.1.1 Adhesivos Termofusibles……………………………………...12
8.1.1.2 Adhesivos Sensibles a la Presión……………………………...14
8.1.1.3 Adhesivos de Contacto de Policloropreno………………….....15

5
8.1.2 Adhesivos de Policloropreno…………………………………………....17
8.1.2.1 Cauchos de Policloropreno…………………………………...17
8.1.2.2 Síntesis del Policloropreno….…………………………………19
8.1.2.3 Ruta del Acetileno….………………………………………….19
8.1.2.4 Ruta del Butadieno.……………………………………………20
8.1.3 Propiedades Físicas y Químicas del Policloropreno……………………..23
8.2 Disolventes…….……………………………………………………………………26
8.2.1 Solubilidad del Neopreno.………………………………………………..26
Índice
8.2.2 Disolventes más Utilizados en la Formulación de Adhesivos de
Policloropreno ………………………………………………………………………….29
8.2.3 Solubilidad de un Policloropreno en una Mezcla Formada por Dos
Diluyentes………………………………………………………………………………30
8.2.4 Mezclas de Disolventes Adecuadas para Disolver un Policloropreno de
Alta Velocidad de Cristalización y Alta Viscosidad………………………………..…..31
8.2.5 Solubilidad del Policloropreno en una Mezcla Formada por un Disolvente
y un Diluyente…………………………………………………………………………..32
8.2.6 Procedimiento Gráfico para Predecir el Poder Disolvente de una
Mezcla…………………………………………………………………………………..33
8.3 Resinas……………………………………………………………………………...34
8.3.1 Punto de Reblandecimiento……………………………………………....34
8.3.2 Resinas Fenólicas………………………………………………………...35
8.3.2.1 Resinas Alquilfenólicas…………………………………….….35
8.3.2.2 Resinas Terpenofenólicas……………………………………...36
8.3.3 Resina Cumarona-Indeno………………………………………………...37
8.3.4 Resinas de Colofonia……………………………………………………..38
8.3.4.1 Ácidos Abióticos y Ácidos Pimàricos………………………....39
8.3.4.2 Ésteres De Colofonia………………………………………….40
8.3.5 Resinas de Hidrocarburos………………………………………………...40
8.3.5.1 Resinas de Hidrocarburos Aromáticas………………………....41
8.3.5.2 Resinas de Hidrocarburos Alifáticas………………………..…41
8.3.5.3 Resinas de Hidrocarburos Termorreactívas………..…………..42
8.4 Óxidos Metálicos…………………………………………………………………....42

6
8.5 Antioxidantes……………………………………………………………………......43
8.6 Plastificantes………………………………………………………………………...43
8.7 Espesantes………………………………………………………………………..….44
8.8 Agua……………………………………………………………………………..….44
8.9 Métodos Analíticos………………………………………………………………….45
8.9.1 Tack: Concepto y Medida. ……………………………………………….45
8.9.1.1 Métodos Para Medir el Tack…………………………………...45
8.9.2 Ensayos de Pelado en T…………………………………………………..48
8.9.3 Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC)……………………………...48
Índice
8.9.4 Ensayos de Tracción y Alargamiento de las Películas de
Adhesivo...........................................................................................................................49
8.9.5 Medidas de Ángulos de Contacto………………………………..……….50
8.9.6 Análisis Termomecánico (TMA) …………………………………..........50
8.9.7 Microscopia Electronica de Barrido (SEM)...............................................51
8.9.8 Espectroscopia Infrarroja con Transformada de Fourier (FTIR)……..…..51
8.9.9 Viscosidad y Contenido en Sólidos de los Adhesivos………………...….52
9. Procedimiento y Descripción de Actividades Realizadas…………………………………….53
9.1 Cronograma de Actividades Realizadas Durante el Desarrollo de Este
Proyecto…………………………………………………………………………………………53
9.2 Etapas en la Elaboración de Adhesivos Base Solvente-Policloropreno en el
Laboratorio. …………………………………………………………………………………….54
9.2.1 Dilución del Neopreno…………………………………………………...54
9.2.2 Preparación del Resinato…………………………………………………54
9.2.3 Mezcla y Preparación del Adhesivo……………………………………...55
9.3 Pasos del Proceso…………………………………………………………………...55
9.3.1 Resistencia ala Tensión…………………………………………………..56
9.3.2 Tack……………………………………………………………………....57
9.3.3 Tiempo Abierto…………………………………………………………...59
9.3.4 Viscosidad………………………………………………………………..59
9.3.5 Porcentaje de Sólidos……………………………………………………..59
10. Resultados, Planos, Gráficos………………………………………………………………...60

7
10.1 Análisis Cromatográficos de Muestras Predeterminadas…………………….…...60
10.2 Formulación de Blanco……………………………………………………….…...62
10.3 Formulación y Resultados de Análisis de Muestras de Adhesivos……………….63
11. Conclusiones y Recomendaciones…………………………………………………….…….73
12. Referencias Bibliográficas……………………………………………………………….….76
Introducción
2. INTRODUCCIÓN
Los adhesivos se conocen desde tiempos inmemoriales y han sido empleados
extensamente a lo largo de la historia hasta la actualidad. Existen ejemplos naturales de
adhesión, como es el caso de las telas de araña, de los panales de abejas o de los nidos de
pájaros. Se han hallado vestigios del uso de la sangre animal como adhesivo durante la
Prehistoria. Los babilonios empleaban cementos bituminosos hacia el 4000 A.C., mientras que
los egipcios preparaban adhesivos mediante la cocción de huesos de animales para la adhesión
de láminas de madera hacia el 1800 A.C.
Si nos acercamos un poco mas a nuestra época, a finales del siglo XVII, aparece, en
Holanda la primera planta industrial para la producción de colas de animales; en el siglo XVIII,
en Inglaterra se obtiene la primera patente para la fabricación de colas de pescado y ya
finalizando este siglo, se patenta el uso del caucho natural como adhesivo [1].
Sin embargo, el uso masivo de los adhesivos no comienza hasta finales del siglo XIX,
con la primera emisión de sellos de correos, para ser más preciso en 1840. Poco después,
Charles Goodyear en 1983 descubre que mediante los procesos de vulcanización se logra la
adhesión directa de caucho sobre metal. Los adhesivos en base a látex aparecen en 1987 [2].
El desarrollo de adhesivos será muy importante en los próximos años, dado que el
potencial de investigación resulta de interés para numerosos sectores industriales como:
calzado, juguete, plásticos, piedra natural, mármol, cerámica, baldosas, cirugía, embalaje,
automóvil, aeronáutica, madera, construcción, textil, etc. Hacen uso de ellos en su manufactura

8
y el hecho de crear un nuevo adhesivo ofreciendo rendimientos similares o superiores a los de
otras soluciones tanto para la industria del calzado así como para algunos sectores industriales
mencionados anteriormente ya que podemos obtener una reducción de costos.
Considerando que se encuentran escasos los trabajos de investigación y estudios
aplicados sobre la interacción entre resinas cumarona-indeno y adhesivos de policloropreno en
base solvente, en el presente proyecto se pretende estudiar la compatibilidad de dicha resina
con el policloropreno utilizando diferentes solventes orgánicos;
modificando el contenido de resina cumarona-indeno, determinando la adhesión y sus
propiedades físicas, mecánicas y
Introducción
reológicas. También se desea utilizar formulaciones un poco sencillas pero a la vez un poco
complejas debido a los porcentajes que se debe utilizar en cada formulación y el objetivo a
cumplir en cada una de ellas.
En este trabajo se plantea una nueva alternativa para la obtención de adhesivos a partir
de policloropreno- solvente(s)-resina para ello se elaboran muestras de adhesivos, sin embargo
este tipo de formulaciones son un poco complejas pues se necesita definir el porcentaje de cada
uno de los compuestos que serán utilizados para la creación de este adhesivo.
El proceso que utilizamos para definir los porcentajes e ir caracterizando este adhesivo
es mediante ensayos que serán elaborados en el laboratorio de la planta, las cuales serán
formuladas con los componentes (resina cumarona-indeno, solvente y neopreno); al mismo
tiempo se observará el comportamiento de cada uno de estos compuestos y las propiedades que
el adhesivo va obteniendo para ir mejorando la calidad del adhesivo.

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Justificación
3. JUSTIFICACIÓN
En la actualidad existen diversos tipos de adhesivos entre los cuales se encuentran
aquellos que dentro de su formulación incluye resinas, solventes orgánicos (Tolueno, Benceno,
Xileno, Cetonas, Esteres, etc. ) y neopreno; por ello se decidió desarrollar este proyecto ya que
dentro de la planta se produce dos de los componentes mas importantes dentro de la
formulación de los adhesivos como lo son el tolueno y la resina cumarona-indeno pues en el
mercado mexicano de estas materias primas no es tan amplio en comparación con el de los
adhesivos.
Actualmente en la planta Clorobencenos se produce resina cumarona-indeno la cual al
ser un producto secundario no tiene peso económicamente importante en el negocio de la
empresa, de forma tal que este sub-producto es almacenado con el consabido problema de uso
de espacio en bodega, acumulación y disposición, lo que genera gastos adicionales a la
operación de la empresa.
Dadas las posibilidades dentro de la organización se ha decidido desarrollar un adhesivo
con este sub producto ya que dentro de su formulación se encuentra la incorporación de esta
resina secundaria de esta manera se pueden abatir espacios de bodega con sub-producto que en
la actualidad no presenta uso alguno, abatir gastos por disposición del mismo si fuese al caso y
con lo anterior agregar costos de operación en la planta.

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Objetivos
4. Objetivos
4.1 Objetivo General.
 Formular, desarrollar y caracterizar un adhesivo de base tolueno-neopreno-resina
cumarona-indeno
4.2 Objetivos Específicos.
 Definir la fórmula más adecuada para la obtención de adhesivo base tolueno-
neopreno.
 Obtener adhesivos a nivel laboratorio y caracterizar los mismos por medio de sus
propiedades físicas, mecánicas y reológicas.
 Evaluar y optimizar la formulación del adhesivo para mejorar la resistencia a la
tensión del mismo y obtener resultados mejores que los de las muestras
predeterminadas.

11
Caracterización del área en que se desarrollo el proyecto
5. CARACTERIZACIÓN DEL ÁREA EN QUE SE DESARROLLO EL PROYECTO
Dentro de La empresa Clorobencenos S. A. De C. V., se encuentra el área de
“Investigación y Desarrollo de Nuevos Productos” la cual se dedica a la investigación de
proyectos nuevos, ya que la creación de nuevos productos se ha convertido en una necesidad
más para la empresa, pues los consumidores modifican rápidamente sus preferencias y
expectativas.
También cabe mencionar que el desarrollar nuevos productos se puede llevar a cabo a
través de avances tecnológicos, es decir, mejorando los artículos existentes, agregando
productos de distintos rangos de calidad, o sea, con mayor o menor durabilidad y por último
mediante la innovación, creando productos novedosos o los hasta ahora inexistentes, siendo
estos últimos los que involucran mayor costo y riesgo por ser totalmente nuevos dentro de el
mercado de los adhesivos.
El desarrollar nuevos productos, es apasionante y controversial a la vez, porque
representa al mismo tiempo un verdadero desafío tanto personal como para la empresa ya que se
puede conjuntar eficientemente todos los esfuerzos y recursos disponibles para cumplir con este
reto ya que también se debe enfocar a las necesidades de los consumidores.

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Problemática
6. PROBLEMÁTICA
En la actualidad no se encuentran formulaciones de adhesivos para todo propósito que
combinen todas las propiedades deseadas, siendo necesario llegar a un equilibrio entre su
cohesión y tenacidad, fortaleza, durabilidad, resistencia a la corrosión y tardío envejecimiento.
Sin embargo debemos mejorar constantemente sus propiedades adaptándolos a las realidades y
situaciones nuevas.
Actualmente la planta se encuentra produciendo resina cumarona-indeno derivada de la
polimerización de residuos de la destilación de petróleo. Dichos residuos cuentan con diversos
compuestos los cuales contaminan dicha resina y obtiene un color café obscuro pero con
propiedades acordes a las de las resinas que se ocupan en los adhesivos; por consiguiente a la
empresa le es más difícil encontrar un mercado que desee adquirir una resina con estas
características. Sin embargo, las empresas que adquieren este tipo de resinas prefieren costear
una resina con color ámbar o marrón ya que no solo se utilizan como agente de pegajosidad sino
también como colorante para el adhesivo.
Otro problema que talvez se pueda presentar mas adelante dentro de la planta seria el
almacenamiento de esta resina ya que aunque la planta cuenta con un almacén amplio esta
resina se encuentra en estado sólido por lo tanto ocupa mayor espacio dentro del almacén. Sin
embargo, este proyecto se enfoca a la formulación de un adhesivo utilizando materia prima
producida en planta; así poder reducir el espacio y de esta manera se podría facilitar una de las
funciones primordiales de esta área como lo es realizar el ciclo de almacenamiento, para lo cual

13
es indispensable disponer de espacio necesario o requerido donde se pueda actuar
organizadamente.
Alcances y limitaciones
7. ALCANCES Y LIMITACIONES DEL PROYECTO
7.1 Alcances
 Obtener un estudio completo de los adhesivos que resultaron de las formulaciones que
se obtuvieron durante el desarrollo de este proyecto.
 Caracterizar un nuevo producto.
 Lectura del tack a partir de un dispositivo basado en el método del Rolling Ball Tack
fundamentado en la Norma ASTM D3121-06 respetando los requerimientos para la
medición del tack.
 Lectura de la resistencia a la tensión.
7.2 Limitaciones
 Este estudio se limita a la utilización de resina cumarona-indeno y tolueno producidos
en la planta Clorobencenos S.A. de C. V.

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Fundamento teórico
8. FUNDAMENTO TEÓRICO
El adhesivo descrito por su uso es industrialmente una sustancia con capacidad de
mantener dos materiales juntos mediante la adhesión de superficies. Su importancia en la
industria moderna es considerable desde el punto de vista tecnológico donde los adhesivos son
los integrantes del grupo de productos, naturales o sintéticos que permiten obtener una fijación
de carácter mecánico.
Actualmente los adhesivos han tenido un gran auge debido a la cantidad de tipos y
aplicaciones; entre ellos destacan [3].
Adhesivos de Caucho
Los adhesivos basados en cauchos son ampliamente utilizados en aplicaciones de tipo
industrial y doméstico. Los adhesivos sensibles a la presión (PSA) de las etiquetas, los
adhesivos termofusibles para embalaje, los adhesivos para productos desechables y, algunos
adhesivos para construcción son algunas de las aplicaciones que han experimentado un rápido
crecimiento en los últimos años en lo que al uso de adhesivos basados en caucho se refiere.
Un elastómero es un polímero natural o sintético con propiedades de caucho. Algunos
de los elastómeros y copolímeros utilizados como adhesivos se citan a continuación:
 Caucho Natural
 Copolímeros Acrílicos
 Copolímeros en Bloque de Estireno

15
 Caucho Butílico
 Caucho Clorado
 Poliisobutileno
 Caucho de Estireno Butadieno (SBR)
 Policloropreno
 Caucho de Silicona
 Poliuretano
 Terpolímero de Etileno-Propileno-Dieno (EPDM)
 Copolímeros de Etileno y Acetato de Vinilo (EVA)
Fundamento teórico
Un adhesivo en base caucho típico contiene el caucho y una resina como componentes
principales. Estos adhesivos pueden incorporar en su formulación otros componentes como
plastificantes, cargas, pigmentos, agentes de curado y antioxidantes.
Existen tres grandes grupos de adhesivos en los cuales la adición de resinas ejerce un
papel fundamental en su formulación:
 Adhesivos Termofusibles
 Adhesivos Sensibles a la Presión ( PSA)
 Adhesivos de Contacto
Adhesivos Termofusibles
Las olefinas son, con gran diferencia, los polímeros más utilizados para la fabricación
de adhesivos termofusibles, especialmente los copolímeros de etileno y acetato de vinilo (EVA),
siguiéndoles en importancia el polietileno y polipropileno. Otros polímeros utilizados en la
preparación de este tipo de adhesivos son poliestireno, poliamidas, poliésteres y poliuretanos.
Las resinas tackificantes amorfas de bajo peso molecular ejercen un papel fundamental
en los adhesivos termofusibles cuyo elastómero base es un copolímero de etileno y acetato de
vinilo (EVA), ya que el copolímero por sí solo no presenta los requisitos necesarios. Debido a
su alto peso molecular, los copolímeros de EVA tienen un alto punto de fluencia (o “yield
point" temperatura a la cual el polímero pierde su carácter elástico y comienza a fluir
plásticamente). Las resinas se adicionan a estos copolímeros para reducir la viscosidad del
adhesivo a un nivel suficiente para permitir un buen mojado del sustrato y una rápida aplicación.

16
Las resinas se utilizan también para proporcionar mejor adhesión específica, un mayor "hot
tack" y un mejor sellado en caliente [4].
Las resinas utilizadas en los copolímeros de EVA son resinas de hidrocarburos
hidrogenados, alifáticos, alifáticos modificados, aromáticos, aromáticos modificados, de
monómeros puros, colofonias y colofonias hidrogenadas.
Para evaluar la compatibilidad entre un copolímero de EVA y una resina se suele
determinar el punto de nube. Para medir el punto de nube de una mezcla EVA/resina (1:1) se
vierte la mezcla fundida en un banco de calor (Koffler Heat Bank) que posee un rango de
Fundamento teórico
temperaturas desde 50 a 260 ºC. En la zona fría el compuesto solidifica, y a temperaturas altas
se mantiene fundido o semilíquido. El principio de este método se basa en la transición de una
mezcla compatible, transparente y caliente a una mezcla incompatible, opaca y fría. La
temperatura a la cual la mezcla pierde su transparencia se denomina punto de nube. Se ha
determinado que una mezcla caucho/resina (1:1) es compatible cuando su punto de nube es ≤ 75
ºC.
La compatibilidad de las resinas con EVA depende de un gran número de propiedades
relacionadas tanto con el copolímero como con la resina. Las más importantes son:
 Contenido en acetato de vinilo en el EVA, es decir, su polaridad.
 Polaridad de la resina.
 Peso molecular y distribución de pesos moleculares de la resina.
 Índice de fluidez del EVA, el cual se relaciona con su peso molecular.
Se han realizado estudios en mezclas EVA/resina empleando cuatro EVAs con distinto
contenido en acetato de vinilo, cuyos puntos de nube eran de 75 ºC. La polaridad y peso
molecular promedio de las resinas utilizadas corresponden a puntos de nube superiores e
inferiores a 75 ºC. Las resinas con puntos de nube inferiores a 75 ºC darán una adecuada
compatibilidad entre ambos polímeros; si por el contrario, las resinas tienen puntos de nube
superiores a 75 ºC, se obtendrá una baja compatibilidad. Las resinas más polares presentan una
compatibilidad que depende únicamente del peso molecular de la resina, ya que las resinas
polares se asocian con los grupos polares de acetato de vinilo. Los EVA`s con menor contenido

17
en acetato de vinilo (menos polares) muestran menor tolerancia frente a un aumento en peso
molecular. Ninguno de los cuatro EVA`s presenta compatibilidad total. Los EVA`s con pesos
moleculares más altos (33 y 40% de acetato de vinilo) presentan menor tolerancia a las resinas
de peso molecular alto.
La adición a EVA de resinas con puntos de nube mayores de 75 ºC, no muestra una
compatibilidad que se vea muy afectada por cambios en el peso molecular de la resina, sino por
cambios de polaridad de las mismas. Estas son resinas apolares alifáticas e hidrogenadas que
son compatibles con el polietileno del EVA. Por este motivo un EVA con un 18% de acetato de
vinilo tolera las resinas con baja polaridad y peso molecular alto. El EVA con 4O% de acetato
de vinilo no tolera ninguna de estas resinas apolares. En general se puede señalar que una resina
Fundamento teórico
polar se asocia siempre al bloque polar de acetato de vinilo del EVA, y que cuanto mayor sea el
contenido de acetato de vinilo mayor tolerancia tendrá ese EVA frente a un aumento en el peso
molecular de la resina. Por otro lado, si una resina es apolar se asociará preferentemente con el
bloque apolar de polietileno del EVA, y cuanto mayor sea el contenido de polietileno mayor
tolerancia tendrá ese EVA a un aumento de peso molecular de la resina.
La adición de resinas de hidrocarburos a copolímeros de etileno y acetato de vinilo afecta
también a las propiedades mecánicas a temperatura ambiente de este polímero [5]. El acetato de
vinilo del EVA proporciona flexibilidad, tenacidad y claridad, y algunas de estas propiedades se
pueden determinar mediante medidas de elongación. Las resinas compatibles con el acetato de
vinilo (colofonias) refuerzan este efecto y proporcionan las elongaciones más altas, de modo
que cuanto mayor sea la polaridad de las resinas mayores elongaciones se obtendrán. Las
resinas de hidrocarburos hidrogenadas proporcionan una elongación media, ya que, aunque son
totalmente compatibles con el EVA, son muy poco polares y se asocian al bloque de polietileno
en lugar de hacerlo con el de acetato de vinilo. En estas resinas un menor grado de
hidrogenación produce elongaciones superiores debido al aumento del carácter aromático que
hace a la resina más compatible con el acetato de vinilo. La naturaleza apolar de las resinas
alifáticas se manifiesta por la incompatibilidad de éstas con el acetato de vinilo y la afinidad
hacia el polietileno, resultando una elongación reducida. El polietileno del EVA proporciona
mayor dureza y resistencia a la tracción. Las resinas compatibles con el acetato de vinilo
reblandecen el polímero reduciéndose los valores de fuerza máxima que el polímero puede

18
soportar antes de romperse. Conforme disminuye la compatibilidad con el acetato de vinilo y
aumenta con el polietileno, esta fuerza aumenta. Por último, los valores de fuerza de ruptura
disminuyen cuando aumenta la compatibilidad de la resina, ya que ésta tendrá mayor capacidad
de "disolver" al polímero y, por tanto, se precisará aplicar una menor fuerza para romperlo.
Adhesivos Sensibles a la Presión
Los cauchos más comúnmente utilizados en las formulaciones de adhesivos sensibles a
la presión son; copolímeros en bloque, como el SBS (estireno-butadieno-estireno) o el SIS
(estireno-isopreno-estireno), caucho natural y caucho de estireno butadieno (SBR). Estos
materiales altamente estables y versátiles proporcionan ciertas propiedades que permiten
formular adhesivos con excelentes prestaciones [6].
Fundamento teórico
Los bloques termoplásticos de poliestireno y los bloques elastoméricos de polibutadieno
o poliisopreno son incompatibles entre sí, formándose por este motivo un sistema de dos fases.
El efecto que la adición de resinas tiene sobre las propiedades de estos copolímeros depende de
la fase a la cual la resina se asocie. Si la resina se asocia a la fase de poliestireno se verán
afectadas las propiedades de resistencia a la rotura, mientras que si la resina se asocia a la fase
de polibutadieno o poliisopreno, se afectaran las propiedades elásticas.
El comportamiento de un PSA esta determinado tanto por la respuesta viscoelástica del
adhesivo como por las energías superficiales del adhesivo y del substrato. Cuando se ensaya un
adhesivo PSA se implican tanto la formación como la destrucción de las uniones; en cada uno
de estos procesos, tanto la velocidad como la extensión de la deformación son aspectos
importantes. La unión es un proceso que se produce a baja velocidad y con baja deformación,
mientras que la separación es un proceso que se realiza a alta velocidad y alta deformación, en
relación con el grosor de la película adhesiva. Para comportarse satisfactoriamente, el adhesivo
debe responder a las fuerzas de deformación de una manera determinada tanto durante la unión
como durante la separación. Por lo tanto, el comportamiento viscoelástico de un adhesivo
determina la respuesta del mismo en los ensayos de adhesión.
Adhesivos de Contacto de Policloropreno [7].

19
La adición de resinas a adhesivos de policloropreno ha sido relativamente poco
estudiada. Las resinas se utilizan para proporcionar pegajosidad a las películas adhesivas,
prolongando a su vez el tiempo abierto de los adhesivos. Los estudios realizados sobre la
adición de resinas adhesivos de policloropreno muestran que la adición de este tipo de resinas
mejora las fuerzas de pelado notablemente, aunque una cantidad excesiva produce un efecto
contrario. Normalmente las resinas se utilizan combinadas con las resinas termoreactivas de
manera que se consigue un tiempo abierto y una estabilidad térmica adecuada.
Sastry y Krishnamurti [8] estudiaron el efecto producido por la adición de una resina de
hidrocarburos aromática de 80 ºC de punto de reblandecimiento, en una formulación adhesiva
que contenía una resina fenólica o un éster de colofonia. En la siguiente tabla se muestran las
fuerzas de pelado en T determinadas después de transcurridos 7 días desde la formación de las
Fundamento teórico
uniones. De acuerdo con la tabla 1, la adición de resina de hidrocarburos mejora las fuerzas de
pelado tanto en uniones caucho-caucho como en uniones caucho-piel.
Piorkowski [8] estudió el efecto de la adición de una resina de poli-α-metil estireno a
una formulación adhesiva que contenía 45 ppcc de una resina fenólica termorreactiva. En la
tabla 2 se muestran las fuerzas de pelado en T de uniones realizadas con adhesivos que
contienen distintas cantidades de una resina de hidrocarburos aromática combinada con una
cantidad fija de resina fenólica, utilizando como sustrato un caucho termoplástico de estireno.
Conforme aumenta la cantidad de resina de hidrocarburos se produce un aumento de las fuerzas
de pelado tanto en el ensayo realizado en condiciones normales como en el de envejecimiento
térmico.
Tabla 1. Fuerzas de pelado en T de uniones realizadas con adhesivos de
policloropreno que contienen distintas mezclas de resinas.
Resina (ppcc) Fuerzas de pelado(kN/m)
Caucho/Caucho Caucho/Piel
46 ppcc fenolica 4.4 3.4
39 ppcc fenolica+ 7 ppcc resina de hidrocarburos 6.1 6.6
50 ppcc colofonia 3.5 3.0
39 ppcc colofonia + 7 ppcc resina hidrocarburos 4.4 3.3

20
Tabla 2. Fuerzas de pelado (kN/m)
Resina (ppcc) 24h. a temperatura
ambiente
5 dias a 50 ºC
45 ppcc fenólica + 30 ppcc resina
de hidrocarburos
10.2 8.6
de hidrocarburos
11.0 10.5
de hidrocarburos
10.6 11.0
Fundamento teórico
Adhesivos de Policloropreno
Tabla 3. Formulación típica de un adhesivo de policloropreno [9].
Componente Partes por cien de caucho (ppcc)
Policloropreno 100
Resina 40-60
Plastificante 4
Oxido de magnesio 5
Antioxidante 2
Disolventes 400
Cauchos de Policloropreno
La fabricación industrial de los cauchos de policloropreno fue iniciada en 1932 por Du
Pont de Nemours en Estados Unidos con el nombre comercial de Duprene, que pronto fue
cambiado a Neoprene (castellanizado Neopreno) [8,10]. Casi simultáneamente comenzó la

21
fabricación industrial en la antigua URSS, inicialmente con el nombre de Sovprene y
posteriormente con el de Nairit. Hasta 1960 Du Pont fue el único fabricante de caucho de
cloropreno en el mundo occidental, por lo que su marca registrada se difundió tanto que aún hoy
el nombre de Neopreno, a menudo con minúscula, se usa ampliamente para designar
genéricamente los cauchos de cloropreno. En 1960 la firma alemana Farbenfabriken Bayer AG
inició su fabricación con el nombre de Perbunan C, que luego cambió al actual de Baypren, y en
años sucesivos se extendió su producción a diversas compañías. En 1962 Denki Kagaku
estableció una planta en Japón. Distugil, en Francia, comenzó su producción en 1966 y más
tarde lo hizo Toyo Soda.
Fundamento teórico
Existen, por lo tanto, actualmente cinco grandes proveedores de elastómeros de
policloropreno en el mundo:
PROVEEDORES
Du Pont
Bayer
Distugil
Denki-Kagaku
Toyo-Soda
NOMBRE COMERCIAL
Neopreno
Baypren
Buthachlor
Denka
Skyprene
Cada uno de ellos ofrece una amplia gama de polímeros con características diferentes.
La elección depende de las propiedades deseadas en una aplicación técnica dada.
Existen diferentes tipos de neopreno, cada uno con diferencias marcadas en sus
propiedades. Por tanto es posible obtener adhesivos de las más diversas características.
Dentro de los tipos de neopreno más destacados encontramos:
Neopreno tipo KNR. Se distingue por su habilidad en convertirse en plastificado, ya
sea químicamente o molido a un grado mayor que cualquier otro tipo generalmente usado en

22
adhesivos. Sus películas no curadas tienen una fuerza cohesiva comparativamente baja; por
consecuencia, no se usa extensamente en las formulaciones de adhesivos.
Neopreno tipo GN y GNA. Son neoprenos que cristalizan lentamente y se usan cuando
se desea una larga retención de pegajosidad y no se requiera una fuerza cohesiva alta. Las
películas secas pueden ser curadas rápidamente a temperatura ambiente o más elevadas.
Neopreno tipo W. Cristalizará o se congelará más rápidamente y con mayor extensión
que el Tipo GN ; por lo tanto tendrá una fuerza cohesiva original y última mayor.
Neopreno tipo CG. Fue el primero de una serie de polímeros de rápida congelación
usada para el pegado de suelas de los zapatos y adherir las tiras de hule a las puertas de los
automóviles. Presenta características de rápida solidificación, debido a que sus películas
desarrollan una fuerza cohesiva inicial y última mayor; sin embargo presenta varias desventajas
que limitan su uso:
Fundamento teórico
 El polímero crudo se decolora durante el envejecimiento, cambiando de un color
amarillo a verde y finalmente a negro.
 El valor de plasticidad del polímero crudo decrece con el envejecimiento.
Neopreno tipo AC. Desarrollado para disminuir las desventajas que presenta el tipo
CG, siendo más resistente a la temperatura, al cambio de color y la plasticidad.
Neopreno tipo AD. Representa el último desarrollo de los polímeros de rápida
solidificación para adhesivos y es similar en su comportamiento al tipo AC, excepto que la
estabilidad del polímero crudo es apreciablemente superior tanto en color como en su valor de
plasticidad. También es superior la estabilidad de su cemento con respecto al cambio de color y
la viscosidad durante su envejecimiento.
El neopreno tipo AD. Puede ser expuesto a temperaturas alrededor de los 70 o
C
durante varias semanas sin que tenga un apreciable cambio en su color, mientras que el tipo AC
se volverá casi negro en siete días de exposición a la misma temperatura.

23
Una de las principales ventajas del tipo AD es que sus cementos de goma (simples
soluciones en solvente) pueden ser envasados en recipientes de metal sin que se decoloren.
Síntesis Del Policloropreno [11].
Los cauchos de policloropreno son fundamentalmente homopolímeros de 2-
clorobutadieno. Aunque se han descrito numerosos métodos de síntesis de este monómero, sólo
dos son los utilizados industrialmente.
Ruta del acetileno.
Es el método clásico, seguido por Du Pont, que se basa en la condensación del acetileno
a vinilacetileno, y en la adición de cloruro de hidrógeno al triple enlace:
Fundamento teórico
Figura1. Ruta del acetileno.
El acetileno es generado por hidrólisis del carburo cálcico, que es la materia prima más
importante de las que se utiliza en la fabricación de cloropreno. La dimerización del acetileno a
monovinilacetileno está catalizada por una disolución concentrada de CuCl (Cloruro de Cobre)
y otros cloruros solubles. La aplicación de todos estos procesos químicos en la planta de
producción requiere la consideración de todos los aspectos técnicos que el proceso conlleva;
como la purificación del monovinilacetileno y eliminación de productos secundarios, control de
presión y temperatura, intercambiadores de calor, alimentación correcta de los reactivos, etc.
Ruta del butadieno

24
El segundo procedimiento industrial de síntesis de cloropreno fue puesto a punto por la
firma británica Distillers Co. Ltd. Los tres pasos esenciales para producir cloropreno son:
Cloración
La cloración del butadieno conduce a una mezcla en equilibrio del 3,4-dicloro-1 buteno
y los isómeros cis y trans del l,4-dicloro-2 buteno.
Figura 2. Cloración del butadieno.
Fundamento teórico
Isomerización
Cuando se pretende que los diclorobutadienos sean tratados por deshidrohalogenación
para generar 2 -clorobutadieno, el 1,4-dicloro-2 buteno debe ser isomerizado a 3,4-
diclorobuteno, para lo cual se utiliza cobre metiálico o cloruro cuproso, que actúan como
catalizadores de la reacción de isomerización.
Figura 3. Isomerización de 1,4-dicloro-2-buteno.
Deshidrohalogenación

25
El último paso es la deshidrocloración del 3,4-dicloro-1 buteno produciéndose
cloropreno o clorobutadieno con un excelente rendimiento.
Figura 4. deshidrohalogenacion de 3,4-diclorobuteno.
Los cauchos de policloropreno se obtienen por polimerización en emulsión. La
polimerización por emulsión del cloropreno supone la dispersión de gotas del monómero en fase
acuosa usando agentes tensoactivos adecuados (normalmente jabones de colofonia),
generalmente a pH entre 10 y 12. La polimerización se inicia mediante la adición de un
catalizador que contiene radicales libres (persulfatos). La adición de persulfatos se va regulando
a lo largo del proceso de forma que la conversión del monómero muestre una variación lineal en
función del tiempo.
Fundamento teórico
El monómero de cloropreno polimeriza según el siguiente mecanismo [11].
Figura 5. Mecanismo de polimerización del monómero de cloropreno.

26
Durante la elaboración del policloropreno se puede modificar el peso molecular del
polímero mediante la adición de azufre o mercaptanos. En el caso del azufre, se añade al
monómero al principio del proceso, antes incluso de ser emulsionado. El azufre actúa como
comonómero dando lugar a un polímero de peso molecular muy elevado, parcialmente
entrecruzado, insoluble, al que se le ha asignado una estructura del tipo siguiente [11].:
Figura 6. Cadena polimérica modificando el peso molecular mediante la adición de azufre.
En la que “x” tiene valores entre 2 y 6, y n de 80 a 100. Estas cadenas poliméricas
pueden ser divididas posteriormente mediante tratamiento con sulfuros de tiuram. Mediante
este procedimiento se obtienen los policloroprenos tipo G o en general los "policloropreno
modificados con azufre" que tienen una distribución muy amplia de pesos moleculares.
El otro gran grupo de policloropreno lo constituyen los policloroprenos modificados con
mercaptanos (tipos W y T), con una distribución de pesos moleculares mucho más estrecha y
Fundamento teórico
uniforme. Estos policloroprenos también contienen azufre, pero éste está situado al final de las
cadenas poliméricas. Estos policloroprenos son algo más claros en disolución que aquellos
modificados con azufre también son más resistentes a la coloración por contaminación con
trazas de metales de transición, y muestran una mejor resistencia al envejecimiento así como
una mayor estabilidad térmica y en disolución.
La diferencia más importante entre estos dos grupos de elastómeros es la estabilidad
durante el almacenamiento. Los policloropreno del tipo G son menos estables, su viscosidad
disminuye con el tiempo de almacenamiento y simultáneamente se facilita la tendencia a la
prevulcanización de las mezclas preparadas con ellos; por el contrario los tipos W permanecen
prácticamente inalterados durante periodos de almacenamiento prolongados de hasta un año o
más.

27
Por otro lado los policloropreno del tipo G se plastifican por masticación con más
facilidad que los tipo W. las mezclas preparadas con policloropreno tipo G pueden vulcanizar
sin acelerante. Los vulcanizados tienen mayor resistencia al desgarro, mayor dureza, resiliencia
y alargamiento en la rotura, pero valores inferiores de resistencia a la tracción y ala abrasión
peor comportamiento en deformación remanente por compresión y en resistencia al calor.
Estas diferencias en las propiedades de los vulcanizados no son muy atribuidas y
pueden ser fácilmente compensadas formulando los cauchos adecuadamente. Los
policloropreno tipo G tienen una coloración ámbar, que los hace menos adecuados para la
fabricación de artículos blancos de color muy pálido.
Propiedades Físicas y Químicas del Policloropreno
Las propiedades elastoméricas del policloropreno están controladas por la
microestructura del polímero, mientras que las propiedades del procesado están controladas por
la distribución de pesos moleculares y, el número y distribución de las ramificaciones y entre
cruzamientos. Por su parte, las propiedades químicas (reactividad, envejecimiento, etc.) se
afectan por la estructura y por la existencia de un átomo de cloro por cada cuatro de carbono. La
estructura esta controlada por las condiciones de preparación del polímero. El control de la
Fundamento teórico
estructura y el conocimiento del efecto que algunas estructuras específicas ejercen sobre las
propiedades del polímero son de gran importancia tecnológica.
Los aspectos básicos de la estructura de los policloropreno fueron establecidos por
Maynard y Mochel en 1955 [2]. Estos investigadores mostraron, mediante difracción de rayos
X y espectroscopía infrarroja, que los policloropreno están constituidos principalmente por
secuencias lineales de trans-2-cloro 2 buteno. También encontraron pequeñas proporciones de
las estructuras formadas por polimerización cis-1,4;1 ,2; y 3,4.
Figura 7. Componentes de la Estructura del Policloropreno

28
Cuando la polimerización se realiza a -40ºC las estructuras de los últimos tres tipos
representan alrededor del 5% del total aumentando paulatinamente dicha proporción con la
elevación de la temperatura de polimerización hasta alcanzar un valor del 30% cuando se lleva a
cabo a 100ºC. Puesto que el carácter cristalino del polímetro se debe a la estructura trans-1,4,
cuanto más alta se la proporción de ésta, mayor será la tendencia a la cristalización. De ahí que
la elevación de la temperatura de polimerización produzca polímeros con menos tendencia a la
cristalización.
Fundamento teórico
Técnicamente, es muy importante la presencia de una pequeña proporción de las
estructuras resultantes de la adición I,2; en los cauchos de policloropreno habituales esta
proporción es del 1,5% aproximadamente. En estas estructuras el cloro tiene una configuración
alilica, por lo que se espera que presente una mayor reactividad; se cree que este cloro puede ser
centro reactivo en la vulcanización del policloropreno con óxidos metálicos.
Desde el punto de vista tecnológico la cristalización es el cambio físico responsable del
"endurecimiento" progresivo que sufren tanto los cauchos crudos, como sus mezclas y sus
vulcanizados. La cristalización que presentan estos cauchos depende de los segmentos de

29
cadenas moleculares en una disposición ordenada. La más alta velocidad de cristalización se
suele producir se encuentran entre -9 y 120 ºC.
El proceso de cristalización es totalmente reversible y desaparece por calentamiento a
50-60ºC. Conviene mencionar que en muchas aplicaciones una elevada tendencia a la
cristalización puede suponer un problema; por ejemplo cuando las piezas fabricadas con este
caucho han de almacenarse a temperaturas muy bajas. Sin embargo, en los adhesivos de
policloropreno gracias a la cristalización se alcanza en unos minutos una resistencia de la unión
adhesiva muy superior ala conseguida con otros adhesivos no cristalizables.
La cinética de cristalización del policloropreno se ha estudiado mediante análisis
térmico diferencial. El calor de fusión de la fase cristalina es aproximadamente 96 kJ/Kg, y la
energía de activación para la cristalización 104 kJ/mol. Las variaciones en el peso molecular y
en el grado de entrecruzamiento sólo afectan ligeramente al grado de cristalización.
La temperatura de fusión del policloropreno es alrededor de 15ºC mayor que la
temperatura de cristalización. Por otra parte, conociendo la densidad del polímero amorfo
(1.23gr/cm3 a 25ºC) y la del cristalino (1.35 gr/cm3 a 25 ºC) se puede calcular el grado de
cristalinidad; el polímero preparado a -40ºC presenta un 38% de cristalinidad mientras que el
polímero preparado a 40ºC contiene un 12% de cristalinidad.
Fundamento teórico
Disolventes
El término "disolventes" se suele referir a disolventes orgánicos que contienen carbono.
Los disolventes orgánicos se pueden clasificar en tres tipos principales: disolventes oxigenados,
hidrocarburos disolventes, y disolventes halogenados. Los disolventes oxigenados contienen
oxígeno y se sintetizan a partir de otras sustancias químicas. Los hidrocarburos disolventes
contienen hidrógeno y se derivan principalmente del petróleo. Los disolventes halogenados
contienen uno o más de los elementos halógenos: cloro, bromo, flúor o yodo. La mayoría de los
disolventes halogenados contiene cloro y por tanto reciben el nombre de disolventes clorados.

30
Algunos ejemplos de disolventes oxigenados son alcohol, ésteres, éteres glucólicos y
cetonas, incluida la metil-etil cetona. Algunos ejemplos de hidrocarburos disolventes son
acetona, acetonitrilo, benceno, dioxanos, gasolina, hexano, queroseno, metanol, fenol, estireno,
tolueno, trementina, xileno e hidrocarburos alifáticos y aromáticos. Algunos ejemplos de
disolventes halogenados son tetracloruro de carbono, clorofluorocarbonos (CFC), clorobenceno,
cloroformo, bicloruro de etileno, cloruro de metileno, percloroetileno (tetracloroetileno), 1,1,1-
tricloroetano (metil cloroformo) y tricloroetileno.
Dado que algunos disolventes agotan la capa de ozono, su uso y producción han sido
objeto de reducción progresiva. Algunos ejemplos son CFC, tetracloruro de carbono y 1, 1,1-
tricloroetano [12].
Solubilidad del Neopreno
La solubilidad del neopreno en los solventes depende de la cantidad de gel presente en
su estructura química. De acuerdo con estudios realizados se encontró que neoprenos donde
predomina la estructura gel son pocos solubles y simplemente se hinchan cuando se ponga en
contacto con el solvente. En todos los tipos de neopreno el contenido de gel puede ser
disminuido por molienda.
El neopreno es soluble en hidrocarburos aromáticos tal como el tolueno; compuestos
clorhinados como el tetra cloruro de carbono; y ciertas cetonas como la metil cetona. Es
insoluble en hidrocarburos alifáticos, acetona o alcohol etílico. Una característica muy
importante es que a pesar de ser insolubles en ciertos solventes puros, se disuelve rápidamente
en una mezcla de dos de ellos, por ejemplo, el neopreno puede ser disuelto en mezclas de
Fundamento teórico
hidrocarburos aromáticos y alifáticos, y tales mezclas se usan ampliamente en la industria de
pegantes.
Los adhesivos hechos en mezclas de solventes no aromáticos o en combinaciones de
solventes aromáticos y no aromáticos son en cierto modo menos viscosos que aquellos que
están hechos en aromáticos y presentan una menor disminución de la viscosidad al
envejecimiento.

31
La elección del solvente que se vaya a usar en un cemento adhesivo depende del tiempo
abierto que se desee. Si el grado de evaporación es relativamente sin importancia, se puede usar
un solo solvente como el tolueno que tiene un grado medio de evaporación; pero si es necesario
disminuirlo entonces se recomienda el mezclado del tolueno con un solvente de evaporación
rápida.
La elección del disolvente adecuado para preparar las soluciones adhesivas de
policloropreno ejerce un efecto muy importante en las características finales del adhesivo.
Los disolventes afectan a las siguientes propiedades [8, 12].
 Viscosidad.
 Propiedades Reológicas.
 Facilidad de Pulverización.
 Humectación y Penetración en los Sustratos.
 Velocidad de Cristalización del Polímero.
 Tack o Pegajosidad.
 Resistencia al Desfasamiento.
 Resistencia a la Congelación.
 Inflamabilidad.
 Toxicidad
En la tabla 4, se muestran algunas características de los disolventes más comúnmente
utilizados en la formulación de adhesivos de policloropreno. La primera columna de números
representa el "poder disolvente" (PD): cuanto mayor sea el valor de PD, mayor será
Fundamento teórico
la capacidad de disolución del policloropreno por ese disolvente. Los siete primeros disuelven
completamente al policloropreno ya que tienen poder disolvente de 10. Algunos ésteres y
cetonas tienen poder disolvente de 8-9, obteniéndose con ellos disoluciones de policloropreno
semiopacas; algunos policloroprenos dan disoluciones que tienden a separarse en dos fases y
otros dan lugar a soluciones claras, dependiendo del peso molecular, el contenido en gel y otras
características del polímero. Los disolventes con valores inferiores a 8 no son buenos
disolventes para el policloropreno. Sin embargo, muchos de estos disolventes adecuadamente

32
mezclándose entre sí pueden proporcionar una mezcla que disuelva completamente al
policloropreno.
Como se puede observar en la tabla 4, los disolventes que mejor disuelven al
policloropreno son los compuestos clorados y compuestos aromáticos como el benceno y
tolueno. El policloropreno es insoluble en hidrocarburos alifáticos y disolventes polares, tales
como cetonas y ésteres. Sin embargo, el policloropreno puede ser soluble en una gran variedad
de mezclas binarias y ternarias, que pueden ajustarse según convenga para satisfacer las
propiedades requeridas para cada tipo de aplicación.
El disolvente del adhesivo de policloropreno también puede afectar a su velocidad de
cristalización. Generalmente cuanto más elevada es la capacidad disolvente y menor es la
volatilidad de un disolvente, más lenta es la velocidad de cristalización de polímero, y por tanto
mayor será el tiempo abierto de la disolución adhesiva. Aunque el tolueno disuelve
completamente al policloropreno no es conveniente su uso exclusivo ya que, aparte de los
problemas de toxicidad, su volatilidad es muy baja y esto hace que la velocidad de cristalización
del polímero será más lenta.
Una mezcla de líquidos que individualmente no disuelvan al policloropreno (diluyentes),
pueden añadirse a veces a los disolventes en grandes cantidades sin que estas mezclas pierdan
su eficacia disolvente.
Fundamento teórico
Tabla 4. Disolventes más utilizados en la formulación de adhesivos de policloropreno [8].

33
En la tabla 5, se muestra la viscosidad y el tiempo de retención de la pegajosidad para
un adhesivo de policloropreno de alta velocidad de cristalización y alta viscosidad preparado
con distintas mezclas de disolventes y diluyentes. En esta tabla se puede observar que la
utilización de estas mezclas puede reducir significativamente el tiempo abierto de las películas
adhesivas.
Fundamento teórico
También se puede observar que los adhesivos que contienen mezclas de disolventes
binarias o ternarias presentan para el mismo contenido en policloropreno, una viscosidad mucho

34
más baja que la de adhesivos de la misma composición conteniendo exclusivamente benceno o
tolueno, ya que al no poseer estas mezclas el suficiente poder disolvente, no son capaces de
desenredar los ovillos poliméricos del policloropreno, obteniéndose valores inferiores de
viscosidad.
Tabla 5. Mezclas de disolventes adecuadas para disolver un policloropreno de alta velocidad de
cristalización y alta viscosidad [8].
En la tabla 6, se muestran algunos resultados correspondientes a la disolución de un
policloropreno que contiene los disolventes tolueno, y 1,1,1-tricloro etileno ( ambos
Fundamento teórico

35
disuelven por completo al policloropreno). Ambos disolventes se agregaron diferentes
diluyentes (acetato de metilo, acetato de etilo, acetona, ciclohexano); también se observan los
resultados particularmente favorables cuando en el adhesivo de policloropreno se adicionan los
diluyentes acetato de etilo y ciclohexano, a tolueno o tricloroetileno. Basta usar cantidades muy
pequeñas de tolueno o de tricloroetileno para obtener soluciones capaces de disolver al
policloropreno, y de proporcionar películas de adhesivos transparentes.
Tabla 6. Solubilidad del policloropreno en una mezcla formada por un disolvente y un diluyente
[8].
Adicionalmente, se puede conseguir la solubilidad del policloropreno en mezclas
formadas únicamente por sustancias diluyentes que, en si, no son disolventes de este caucho. En
la tabla 7 se muestra el comportamiento de un policloropreno en distintas mezclas de
diluyentes.
Fundamento teórico

36
Tabla 7. Solubilidad de un policloropreno en una mezcla formada por dos diluyentes [8].
Du Pont elaboró un procedimiento gráfico para predecir la solubilidad de un
policloropreno en un disolvente determinado o en una mezcla de disolventes. Este método de
predicción gráfica se basa en dos parámetros: el parámetro de solubilidad (δ) y la fortaleza del
enlace de hidrógeno (‫)ע‬ entre los disolventes y /o diluyentes. La siguiente figura muestra una
representación gráfica típica. Esta representación gráfica se utiliza del siguiente modo. El centro
geométrico del área de color claro tiene de coordenadas δ= 9.5 y ‫.5.3=ע‬ Esta zona agrupa todos
los disolventes con un poder disolvente de 10. Toda mezcla de dos disolventes para
policloropreno debe tener un promedio de valores ponderados de δ y ‫ע‬ que la sitúen dentro de
esta zona o cerca de ella.
Fundamento teórico

37
Grafico 1. Procedimiento grafico para predecir el poder disolvente de una mezcla [13].
El punto descrito por el promedio de valores de δ y ‫ע‬ para una mezcla de dos
disolventes queda siempre situado en una línea en la gráfica que conecta a los puntos
correspondientes a los disolventes no combinados. El punto correspondiente a la mezcla queda
más cerca del punto correspondiente al disolvente mayoritario. Por ejemplo, para una mezcla de
dos disolventes constituida por un volumen de A y tres de B, el punto de mezcla se sitúa del
siguiente modo:
Fundamento teórico

38
Resinas
Frecuentemente se agregan diversas resinas a los cementos de neopreno para obtener
una retención de pegajosidad más larga, fuerzas cohesivas mayores o adhesión a superficies
específicas [14]. Algunas resinas son "termoplásticas" de baja fusión, mientras que otras
reaccionan con óxidos para dar resinas modificadas de una alta resistencia al calor "resinas
reactivas al calor".
Los elastómeros en el componente principal de una formulación adhesiva de
policloropreno, y debido a su alto peso molecular proporcionan la fuerza cohesiva del adhesivo.
Sin embargo, por sí solos, los elastómeros no poseen las propiedades adecuadas para funcionar
como adhesivos. Las resinas tacktificantes ejercen un papel tan importante como los
elastómeros, modificando y mejorando sus propiedades. Las resinas actúan como reductores de
la viscosidad, agentes de mojado, promotores de la adhesión, tacktificantes y agentes reforzante,
prolongando a su vez el tiempo de retención de la pegajosidad (tack).
Punto de reblandecimiento
Las resinas de bajo punto de reblandecimiento, imparten una alta y prolongada
pegajosidad a los adhesivos de policloropreno [8, 10, 14]. Con las resinas de elevado punto de
reblandecimiento se obtiene un menor grado de pegajosidad pero mayor resistencia a la
separación de las uniones adhesivas.
Las disoluciones adhesivas preparadas con policloroprenos de fuerte tendencia a la
cristalización, y que contienen exclusivamente óxidos metálicos permiten conseguir uniones
adhesivas muy fuertes sin necesidad de utilizar aditivos. Estas disoluciones poseen un rápido
poder de reticulación, pero sin embargo su pegajosidad se manifiesta sólo durante un espacio de
tiempo relativamente breve. Si se utilizan adhesivos conteniendo policloroprenos de escasa o
media tendencia a la cristalización, la pegajosidad es más duradera, pero la cinética de
reticulación o de endurecimiento del adhesivo es demasiado reducida para muchas de las
aplicaciones de estos adhesivos y, como consecuencia de la escasa cristalización, la magnitud de
las uniones adhesivas es moderada. Adicionando resinas a la solución adhesiva se puede ajustar
Fundamento teórico

39
dentro de amplios límites la pegajosidad y también la cinética de reticulación. Las resinas no
interfieren en la cristalización del policloropreno, por lo que se mantienen las propiedades de
cohesión de las películas adhesivas. Ahora bien, estas propiedades favorables sólo se logran
cuando la resina apropiada se añade en la debida proporción.
Los tipos de resinas más utilizados en la formulación de adhesivos de policloropreno en
base solvente [5], tanto sintéticas como naturales son: alquilfenóIícas, terpenofenólicas, resinas
derivadas de colofonia, resinas de cumarona-indeno y de hidrocarburos. Estas resinas se
agregan generalmente en proporciones del 10 al 60 % (referidos a la cantidad total de
policloropreno) y hasta del 100% e incluso más en algunos casos especiales. A estos niveles tan
elevados de concentración el efecto favorable producido por la adición de las resinas cambia, y
se produce una pérdida de propiedades cohesivas o se obtienen adhesivos muy rígidos.
Todas estas resinas extienden, en mayor o menor grado, la duración de la pegajosidad
de las películas del adhesivo, pero sólo las fenólicas proporcionen un incremento de la adhesión
específica.
Resinas Fenólicas
Resinas Alquílfenólicas.
Las resinas fenólicas más utilizadas en la formulación de adhesivos de policloropreno
son las alquilfenólicas termorreactivas [5,8] las cuales se preparan mediante reacción de un
alquil fenol con un exceso de formaldehido.
Figura 8. Reacción de un alquil fenol con formaldehido
Fundamento teórico

40
Las resinas de este tipo que se usan mas son las resinas terciarias butil fenólicas, ya que, en
general, son las que ofrecen mejores propiedades cohesivas, así como mayor rapidez en el
desarrollo de las mismas. Los adhesivos que contienen resinas terciarias butil fenólicas son, no
obstante, algo más propensos al desfasamiento que aquellos preparados con otras resinas.
Generalmente, las resinas t-butil fenólicas no pueden usarse en formulaciones de adhesivos
bicomponentes, porque la resina reacciona preferentemente con isocianato evitando la
reticulación del policloropreno. Las resinas alquil fenólicas termoreactivas reducen la termo
plasticidad del policloropreno y, por tanto, aumentan la estabilidad al calor de las uniones
adhesivas. Con estas resinas se consigue una buena adhesión inicial y una rápida cinética de
reticulación, así como una excelente adhesión final de las uniones. La pegajosidad obtenida es,
por regla general, inferior a la que se consigue empleando otros tipos de resinas. La resistencia
al calor de estas resinas se debe a la formación de un complejo de óxido de magnesio y resina
fenólica, de alto punto de fusión.
Figura 9. Compuesto de coordinación entre el óxido de magnesio y una resina fenólica [5,8].
En general, la cantidad mínima de óxido de magnesio necesaria para formar el
compuesto de coordinación es del 10% respecto a la resina. El complejo de óxido de magnesio y
resina es soluble en los disolventes generalmente empleados para preparar adhesivos de
policloropreno y es compatible con el mismo policloropreno.
Resinas terpenofenólicas.
Las resinas terpenofenólicas son el producto de la reacción de B-pineno y fenol. Una
estructura típica de la molécula.
Fundamento teórico

41
Figura 10. Estructura típica de una resina terpeno fenólica [5,8].
Estas resinas se emplean particularmente para proporcionar a la película de adhesivo
una consistencia más blanda, combinada con mayor especificidad y retención de la pegajosidad
que las alquil fenólicas; la adhesión a temperaturas elevadas es, sin embargo, reducida. Las
resinas terpenofenólicas se emplean principalmente en [a formulación de adhesivos
bicomponentes para la industria de calzado, por su facilidad de reacción con isocianato.
Resinas Cumarona-Indeno
Las resinas de cumarona-indeno se han empleado como componentes de ligantes
sintéticos coloreables. Estas resinas son termoplásticas de peso molecular relativamente bajo
producidas por la polimerización catalítica de la cumarona (benzofurano) y el indeno y sus
metil-derivados, estireno y diciclopentadieno.
Figura 11. Estructura típica de una resinad e cumarona-indeno [1, 5,8, 15].
Estos productos se encuentran en la fracción del alquitrán de hulla que destila por
debajo de 200 ºC. Dependiendo de la forma en que se realice la polimerización, se obtiene una
gama de resinas con diferente punto de reblandecimiento, lo cual permite su empleo en multitud
de procesos industriales. Se conocen resinas líquidas a temperatura ambiente, así como sólidas y
duras con puntos de reblandecimiento superiores a 145 ºC. Su propiedad más importante es la
Fundamento teórico

42
de ser neutras, lo que les hace resistentes al agua, a los ácidos y a las bases, así como a
numerosos agentes químicos.
Sus propiedades dependen de la forma en que se haya producido. El color varía desde el
ámbar hasta el pardo oscuro, con puntos de reblandecimiento anillo-bola entre 5 y 215 ºC. Las
resinas de color pálido se obtienen cuando las mezclas de monómeros purificados se tratan con
ácido alquilsulfónico. Los polímeros, de color más claro, se pueden obtener por polimerización
a 200-260ºC de aceites que contienen cumarona, indeno, y diciclopentadieno, dependiendo las
coloraciones de las condiciones de control térmico. También se pueden conseguir resinas
prácticamente incoloras, a partir de las coloreadas, mediante procesos de hidrogenación.
Gracias a su compatibilidad con numerosos elastómeros, las resinas de cumarona-
indeno son ampliamente utilizadas en la fabricación de cauchos y adhesivos. Dependiendo de su
punto de reblandecimiento, estas resinas proporcionan una mayor resistencia a la abrasión,
tracción y envejecimiento del caucho, así como buenas características de moldeo y extrusión.
También mejoran la adhesión a los sustratos y la pegajosidad de los adhesivos.
Resinas de Colofonia
La colofonia es una resina ácida y termoplástica obtenida del pino. Existen tres métodos
para la obtención de este producto [5]:
 Colofonia de Goma. Se obtiene del árbol vivo. En este procedimiento se practican
heridas o cortes al tronco por los cuales emana la resina.
 Colofonia de Madera. Se obtiene de la cepa del pino, la cual es triturada mecánicamente
y después extraída con disolventes.
 Colofonia de Tallo. Se obtiene como subproducto de la industria papelera.
Fundamento teórico

43
Los productos obtenidos a partir de estos procedimientos son una mezcla de ácidos
orgánicos llamados ácidos de colofonia, los cuales se pueden clasificar en dos grupos diferentes:
Ácidos Abióticos y Pimàricos
La diferencia entre estos dos tipos de ácidos reside en el tipo de sustitución del carbono
13 en la estructura: los ácidos abióticos tienen un grupo isopropilo, mientras que los ácidos
pimàricos tienen un grupo vinilo o metilo. Estos materiales son, debido a su estructura química,
muy inestables frente a la oxidación. Los dobles enlaces conjugados presentes en los ácidos
abióticos fijan rápidamente oxígeno produciendo coloración de la resina, no siendo apropiados
para uso en adhesivos. Por este motivo, estas resinas han de ser sometidas a diversas
modificaciones químicas que las conviertan en resinas utilizables en adhesivos.
Las dos reacciones más utilizadas para la estabilización de estos ácidos son la
hidrogenación y la esterificación; en algunos casos también se utiliza la desproporcionalidad y
la polimerización.
Figura 12. Estructuras de algunos ácidos abióticos y pimàricos [5,8].
Fundamento teórico

44
Debido a que el proceso de oxidación depende del sistema conjugado de dobles enlaces,
la resina puede ser estabilizada eliminando los dobles enlaces mediante hidrogenación. La
hidrogenación puede tener lugar en varios grados, dependiendo del número de dobles enlaces
afectados durante la reacción. Al aumentar el grado de hidrogenación no sólo se aumenta la
estabilidad a la oxidación sino que se modifica la compatibilidad de la resina con algunos
sistemas poliméricos.
Los ésteres resultantes del proceso de esterificación son bastante estables y resistentes a
la hidrólisis. Normalmente se utilizan alcoholes polihìdricos para la esterificación cuando se
desean preparar productos de mayor punto de reblandecimiento.
Los alcoholes más utilizados son etilenglicol, glicerol y pentaeritritol. Cuando se desea
una estabilidad especial, los ésteres se obtienen a partir de la resina ya hidrogenada.
Ésteres de Colofonia
Los ésteres de colofonia son particularmente buenos tackificantes de cauchos SIS
(estireno-isopreno-estireno) y SBS (estireno-butadieno-estireno), sin embargo los ésteres
hidrogenados presentan un comportamiento adhesivo superior gracias a sus propiedades de
compatibilidad. Utilizando ésteres hidrogenados se pueden conseguir las siguientes ventajas [1,
5,8]:
 Mejores propiedades de cohesión.
 Niveles superiores de tack, especialmente con ésteres hidrogenados.
 Mejor adhesión a temperaturas altas.
 Estabilidad y mantenimiento de la adhesión a largo plazo.
Resinas de Hidrocarburos
Las resinas tackificantes de hidrocarburos son polímeros derivados del petróleo, carbón
y madera. Químicamente se pueden clasificar como aromáticas C9, alifáticas C5, y diénicas
(C5)2 (olefinas cíclicas) [5,8].
Fundamento teórico

45
Resinas de Hidrocarburos Aromáticas.
Este grupo de resinas procede del petróleo y del carbón. Se pueden obtener con puntos
de fusión que oscilan entre 10 ºC y 150 ºC, y sus pesos moleculares promedio en número varían
con el punto de reblandecimiento.
Figura 13. Monómeros más utilizados en la polimerización de las resinas de hidrocarburos
aromáticas [5,8].
Las resinas aromáticas tienen una aplicación en un gran número de sectores industriales
debido a su excelente compatibilidad con una gran cantidad de elastómeros sintéticos. Se
utilizan como resinas tacktificantes en adhesivos de contacto y en adhesivos para la
construcción. Los altos puntos de reblandecimiento hacen que estas resinas se adicionen a
elastómeros termoplásticos, en los cuales se asocian con los bloques de estireno modificando la
adhesión y la viscosidad y, aumentando la temperatura de uso de la mezcla adhesiva. Estas
resinas se utilizan también en la fabricación de tintas, así como en la formulación de muchos
cauchos donde actúan como plastificantes y tacktificantes.
Resinas de Hidrocarburos Alifáticas
Estas resinas proceden de las fracciones más ligeras del petróleo (C5) y el monómero
principal es el cis y trans-piperileno.
Fundamento teórico

46
Figura14. Monómeros más utilizados en la polimerización de las resinas de hidrocarburos
alifáticas [8].
Estas resinas tienen puntos de reblandecimiento de 80 a 115ºC, Poseen buena
estabilidad térmica y colores suaves. Son compatibles con las ceras parafinicas, polietileno de
baja densidad y polipropileno amorfo, y funcionan como tacktificantes en las formulaciones de
caucho natural, poliisopreno y copolímeros en bloque de estireno isopreno. Se utilizan en una
gran variedad de adhesivos termofusibles, y en adhesivos sensibles a la presión.
Resinas de Hidrocarburos Termoreactivas
Son resinas procedentes del petróleo cuya composición consiste en una mezcla de
resinas aromáticas y alifáticas. También se les conoce como resinas diénicas y en su
composición contienen indeno, estireno, diciclopentadieno y algunos dímeros diénicos. Los
puntos de reblandecimiento varían entre 95 y 140ºC. Debido a su bajo precio y a sus excelentes
características de compatibilidad tienen un campo de aplicación rnuy amplio. Aunque su
elevada reactividad hace que sean susceptibles a la oxidación, la adición de un estabilizador
adecuado permite moderar dicha reactividad.
Óxidos Metálicos
En algunas ocasiones, el policloropreno puede desprender pequeñas cantidades de
cloruro de hidrógeno, especialmente en presencia de aire y luz. Este ácido puede atacar a
algunos materiales unidos mediante adhesivos de policloropreno. Para evitarlo se precisa
adicionar antioxidantes y óxidos metálicos. Los primeros retardan la disgregación oxidante del
ácido clorhídrico, mientras que los segundos actúan como aceptores de ácidos [1,2].
Fundamento teórico

47
Se ha comprobado que la mezcla MgO-ZnO (en proporciones 4:5) se comporta
sinérgicamente en la estabilización de los elastómeros de policloropreno frente a la eliminación
de HCl. Otros óxidos como los de litio, calcio y plomo son también eficientes aceptores de
ácidos, pero precipitan en las disoluciones adhesivas. El óxido de magnesio, además de actuar
como aceptor de ácidos, contrarresta la excesiva masticación de las láminas de policloropreno,
formando a su vez un complejo con las resinas que conduce a aumentarla resistencia de las
uniones adhesivas a la temperatura [8].
Antioxidantes
Los antioxidantes evitan el deterioro adhesivo por inclemencias tales como temperatura, luz
etc. Todos los cementos de neopreno deben contener un buen antioxidante. De los antioxidantes
más empleados en la industria figuran el neozone A o D y la Zalba. El contenido de antioxidante
en los pegantes no excede el 2 % en peso del producto final [1,2].
Además del elastómero de policloropreno, las resinas utilizadas en estos adhesivos estarán
sujetas a oxidación con el transcurso del tiempo, lo que se manifiesta inicialmente en un
reblandecimiento de la película adhesiva en las zonas marginales de las superficies unidas,
pudiendo conducir finalmente a la degradación completa de la unión adhesiva. Mediante la
adición de antioxidantes apropiados puede evitarse el envejecimiento de las uniones adhesivas
realizadas con adhesivos de policloropreno.
Plastificantes
Los plastificantes mejoran la flexibilidad y adhesión de la película, afectando el flujo y la
pegajosidad del adhesivo.
Existe una gran variedad de plastificantes para este tipo de adhesivos, sin embargo el di
butil ftalato es de los más utilizados debido a que imparte una buena flexibilidad y acción
suavizante con una relativa baja volatilidad. También es común el uso del butil bencilo y el
ftalato butil ciclohexilo, los cuales promueven una baja viscosidad, mejor resistencia a la
humedad y mayor dureza de la película de adhesivo que con el di butil ftalato.
Fundamento teórico

48
De los plastificantes más empleados en la industria nacional se encuentra el Di Butil
Ftalato, Di Butil Maleato, y el Ricinoleato de Butilo. Las emulsiones de polivinil acetato
plastificadas o emulsiones copolímeros son bases para la fabricación de adhesivos en superficies
difíciles de adherir [1,2].
Espesantes
La adición de espesantes a una solución polimérica de PVA mantiene la viscosidad del
adhesivo y disminuye costos de producción del pegante.
Las emulsiones de partículas más finas tendrán una viscosidad más alta y generalmente
más estable tanto en el empaque como durante la aplicación. Cuando se hacen composiciones
para adhesivos, frecuentemente es necesario o deseable aumentar la viscosidad. Por ejemplo en
donde solamente se necesiten pequeñas cantidades de sólidos se pueden agregar por razones
económicas espesadores, en una emulsión diluida de polímero. Las viscosidades altas pueden
ser deseables para los adhesivos usados en superficies porosas o absortivas. La viscosidad
también afecta la toma o peso del recubrimiento de los adhesivos cuando se aplican con rodillos
mecánicamente dirigidos.
Los espesadores ampliamente usados para las emulsiones son: caseína, bentonita, metil
celulosa, poliacrilatos de sodio y alcohol polivinílico [2].
Agua
En la producción de pegantes de neopreno, el consumo del recurso natural agua es
relativamente bajo por lo tanto el neopreno en solución no es soluble en agua. En la preparación
del adhesivo el recurso natural agua se utiliza como [2]:
 Como catalizador en la etapa de preparación del resinato. En esta etapa el consumo de
agua corresponde como máximo al 10 % en peso del producto final.
Fundamento teórico

49
Métodos Analíticos
Tack: Concepto y Medida.
El tack se ha definido como la propiedad que permite a un adhesivo formar un enlace
con la superficie de otro material en un tiempo de contacto corto y utilizando una baja presión.
El tack es, por tanto, una adhesión instantatánea diferente de la adhesión final.
El tiempo necesario para el desarrollo de la adhesión en términos de tack es muy corto
comparado con el tiempo requerido para el desarrollo de la máxima adhesión. Al tack se le ha
denominado también" quick stick", adhesión inicial, pegajosidad y agarre rápido.
En términos prácticos, el tack viene definido por el método utilizado para medirlo. La
manera más sencilla de medir el tack es la sensación experimentada cuando se pone el dedo
pulgar en contacto con una superficie adhesiva, separándolo posteriormente y percibiendo la
facilidad o dificultad para separar el dedo de la superficie.
Métodos para medir el Tack
1) Rolling Ball Tack.
Es el método descrito por el "Pressure Sensitive Tape Council” [8]. El dispositivo
experimental se muestra en la siguiente figura:
Figura 15. Dispositivo experimental para medir el tack mediante el método del Rolling Ball
Tack.
NOTA: Esta propiedad tiene el defecto de no ser objetivo ni cuantificable.
Fundamento teórico

50
El fundamento de este sistema de medida consiste en evaluar la distancia que recorre
una bola de acero inoxidable (11 mm de diámetro) con una velocidad inicial determinada, sobre
una superficie a la que se le ha aplicado una capa de adhesivo. Para ello se utiliza una rampa de
ángulo determinado a través de la cual se deja rodar la bola de acero. Al final de la rampa se
coloca una superficie sobre la que se ha extendido el adhesivo. La distancia recorrida por la bola
proporciona una medida inversa del tack, es decir a mayor distancia recorrida, menor será el
tack del adhesivo.
2) Otro método para medir el tack consiste en formar un bucle con la superficie
adhesiva y ponerlo en contacto durante un tiempo corto con otra superficie sólida, evaluando
posteriormente la resistencia a la separación de ambas superficies.
3) Los ensayos de pelado también son a menudo utilizados para medir el tack de un
adhesivo. Estos ensayos se realizan con tiempos de contacto cortos y presiones bajas,
probablemente cuando la unión adhesiva todavía no ha sido formada. Se ha sugerido que el tack
es el valor resultante de extrapolar los valores de fuerza de pelado a un tiempo de contacto y una
presión iguales a cero.
4) El test mecánico Probe Tack pretende simular el ensayo realizado con el dedo pulgar.
En este ensayo el extremo de una sonda se pone en contacto con el adhesivo, aplicándose una
presión muy baja durante un tiempo muy corto. Posteriormente la sonda se separa a una
velocidad fija y la fuerza de separación registrada es el valor del tack.
El tack es una función de las propiedades reológicas del adhesivo, así como de la
energía superficial del adhesivo y del sustrato [8]. Las resinas modifican ambas propiedades,
proporcionando unas características de mojado y de flujo adecuadas. Pero existen limitaciones
en cuanto a la cantidad de resina que se puede añadir a un elastómero para alcanzar las
propiedades de tack deseadas. Todas las mezclas resina-elastómero muestran una evolución
parecida del tack en función del contenido en resina. En la siguiente figura se muestra que hasta
un 40 % produce una ligera mejora del tack. Entre un 40 y un 65% se produce un incremento
rápido, seguido de una rápida disminución. Por encima del 65% o el sistema está sobrecargado
de resina, y se produce incompatibilidad entre el elastómero y la resina, y el tack disminuye.
Fundamento teórico

51
Normalmente las resinas con punto de reblandecimiento mas bajo desarrollan el
máximo tack por adición de concentraciones superiores de resina.
Grafico 2. Evolución del tack frente al porcentaje de resina en un adhesivo formado por
caucho natural y una resina de colofonia [8].
El comportamiento reológico es uno de los factores más importantes para comprender el
significado del tack. Para obtener un buen tack, la deformación producida durante el proceso de
formación de la unión ha de ser en gran parte viscosa, ya que es necesario relajar el esfuerzo
creado en el adhesivo durante este proceso para que éste se acomode a las irregularidades
topográficas del sustrato. En otras palabras, el factor de pérdida (tack) debe ser máximo en las
condiciones del proceso de unión. Durante el proceso de separación de las mismas, el adhesivo
necesita tener un módulo alto en las condiciones de velocidad y magnitud de elongación
impuestas durante la separación, ya la que el tack se mide como la fuerza o energía necesaria
para romper la unión adhesiva. Un valor alto de tack está asociado con adhesivos que poseen
elongaciones altas cuando se someten a ensayos mecánicos.
Fundamento teórico

52
Ensayos de pelado en T
Para la formación de las uniones adhesivas se utilizan probetas de caucho sintético
vulcanizado de estireno butadieno (SBR) lijado de dimensiones 150x30x5mm. Posteriormente,
se aplica una capa de adhesivo mediante un pincel a cada una de las probetas a unir, una capa de
adhesivo suficiente para que quedasen 100 mg de adhesivo seco, dejando un tiempo mínimo de
evaporación de los disolventes de 45 minutos. Una vez eliminado el disolvente se procedió a la
formación de las uniones adhesivas, para lo cual se introdujeron las probetas en un reactivador
de infrarrojos tipo flash (marca MUVER) con el fin de fundir la película adhesiva. La
temperatura alcanzada en la superficie fue de 80-100 ºC. Inmediatamente después de la fusión
se unieron las dos probetas que contenían el adhesivo fundido aplicando sobre la unión formada
una presión de 0.8 MPa durante l0 segundos e una prensa hidráulica fabricada por MUVER.
Para evaluar la resistencia a la separación de las uniones adhesivas se realizaron ensayos
de pelado en T. Estas separaciones se llevaron a cabo en dos condiciones experimentales
distintas. En primer lugar se realizaron las separaciones una vez transcurridas 72 horas desde la
formación de la unión [1].
Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC)
El análisis térmico mediante calorimetría diferencial de barrido permite determinar los
cambios de energía que experimenta un material con la temperatura y, dado que todos los
cambios físicos o químicos que puede sufrir un polímero van acompañados de cambios
energéticos, es esta una técnica muy utilizada en la caracterización de este tipo de materiales
[10].
Las resinas se caracterizaron mediante ensayos de DSC, aumentando la temperatura
desde 0 a 150 ºC, a una velocidad de lO ºC/min., y dejando enfriar posteriormente hasta
temperatura ambiente; después se repite este ciclo calentamiento-enfriamiento, con el fin de
eliminar el historial térmico de estos materiales y homogeneizar las condiciones de los ensayos.
El peso de resina oscilaba entre 10 y 15mg.
Fundamento teórico

53
Para los adhesivos de policloropreno se procedió de forma semejante, pero en este caso
el intervalo de temperaturas utilizado fue de -100 a 100ºC y solamente se realizó un ciclo de
calentamiento-enfriamiento. El equipo utilizado fue un calorímetro METTLER SC-30. El peso
utilizado de las muestra oscilaba entre 10 y 14 mg [8].
Ensayos de tracción y alargamiento de las películas de Adhesivo
La adición de resinas puede modificar las propiedades elásticas de los policloroprenos,
por lo que los adhesivos se someten a ensayos mecánicos. Los ensayos mecánicos de tracción y
alargamiento se realizan en películas de adhesivo, las cuales se preparan depositando la
disolución adhesiva sobre un molde de teflón y dejando evaporar lentamente el disolvente. A
partir de estas películas adhesivas se elaboraron probetas con forma de Halterio: cuya forma y
dimensiones se muestran en la siguiente figura [1,8].
Figura 16. Dimensiones de una probeta de una película de adhesivo en forma de Halterio
utilizada en los ensayos de tracción y alargamiento
Mediante una máquina de ensayos INSTRON (modelo 1011) se mide la fuerza
necesaria para romper la probeta de adhesivo, así como el porcentaje de alargamiento máximo
de la misma antes de romperse. La velocidad de separación de las mordazas fue de 100
mm/min. Los valores obtenidos para la fuerza de rotura se expresan como fuerza/sección,
midiéndose el grosor de las probetas de adhesivo mediante un micrómetro MITUTOYO con una
precisión de 0,01 mm. El grosor de las películas de adhesivo varió entre 0,8 y 1,2 mm.
Fundamento teórico

54
Medidas de Ángulos de Contacto
El objetivo principal de las medidas de ángulos de contacto es conocer la afinidad que
un líquido tiene por la superficie de un sólido. De este modo se puede evaluar la capacidad que
tiene dicho líquido para mojar la superficie de ese sólido [8].
Para llevar a cabo estas medidas se toman probetas de polietileno y se limpian en un
baño de ultrasonidos que contenga agua destilada durante 15 minutos. Estas probetas se dejan
secar al aire y, una vez secas, se deposita una película de adhesivo líquido (grosor aproximado =
1mm) sobre el polietileno.
Posteriormente, las probetas se colocan en un desecador con atmósfera saturada de la
misma mezcla disolvente que se utiliza para preparar el adhesivo para que la evaporación sea
lenta y no se formen burbujas en la superficie del adhesivo. Las muestras se mantienen en el
desecador durante 48 horas.
Las probetas se introducen en la cámara ambiental termostatizada de un goniómetro
RAMÉ HART modelo 100 que había sido previamente saturada con el disolvente utilizado para
medir los ángulos de contacto. Las probetas se acondicionan en la cámara durante 10 minutos.
Transcurrido este tiempo se depositó una gota de 5 µl de etilenglicol sobre la película adhesiva
midiéndose el ángulo formado con la superficie después de transcurridos 10 minutos (tiempo
suficiente para conseguir el equilibrio).
Análisis Termomecánico (TMA)
Mediante esta técnica se determina el cambio en las dimensiones de una probeta que
está sometida a una fuerza constante en función de la temperatura. Además de evaluarse los
cambios en las dimensiones de la muestra, se puede también conocer la relación entre la carga o
fuerza aplicada y la deformación producida, es decir, el módulo del material en función de la
temperatura. Una de las aplicaciones más importantes de esta técnica es la determinación de
transiciones que tienen lugar en el polímero cuando se somete a temperatura, y que siempre
producen cambios en las dimensiones del mismo [10].
Fundamento teórico

55
Los ensayos se realizan con películas de adhesivo de dimensiones 10x10 mm y con un
grosor de 0,8-1,2mm. El equipo utilizado es un SETARAM TMA Modelo 92- 16.18.
En los ensayos se mantiene una temperatura inicial de 25ºC durante 1 minuto para
acondicionar el sistema, y posteriormente se incrementa la temperatura hasta 225ºC en una
velocidad de 1ºC/min., temperatura a la cual se mantiene durante 10 minutos para conseguir una
señal constante. La fuerza aplicada sobre la película adhesiva es de 0,1 N, y se transmite
mediante un palpador de punta semiesférica que se cubre de teflón para evitar que el polímero
se adhiera al mismo al aumentar la temperatura. La atmósfera utilizada en los ensayos es de
helio [8].
Microscopia Electrónica de Barrido (SEM)
En microscopía electrónica de barrido un haz de electrones se hace incidir sobre la
muestra. El registro del rastreo sincronizado es emitido directamente hacia el tubo de rayos
catódicos y la intensidad de movimiento o rastreo se controla mediante la señal emitida por el
detector de electrones secundarios. El resultado es una imagen que se observa en la pantalla de
rayos catódicos. Con microscopía electrónica de barrido se pueden conseguir hasta 50000
aumentos con una resolución máxima de 10 ŋm. Con SEM no es necesario trabajar con
secciones delgadas, ya que se examina directamente la superficie de la muestra. Lo que si es
necesario es que la superficie a observar sea conductora, por lo que ésta se recubre,
generalmente, con una capa delgada de material conductor, que suele ser oro, platino, cobre o
aluminio.
Para realizar las fotografías, las películas de adhesivo son irradiadas con oro y
analizadas en un microscopio electrónico de barrido REOL SEM JMS 840 [8,10].
Espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier (FTIR)
La espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier (FTIR) es una técnica de
análisis químico muy empleada en la elucidación e identificación de sustancias de formulación
normalmente compleja generalmente productos orgánicos. En el campo de los polímeros, y por
tanto de los adhesivos, es una técnica muy útil. La técnica permite analizar la radiación que se
Fundamento teórico

56
transmite o se refleja sobre una superficie (muestra), según se emplee un dispositivo de ATR
(reflexión total atenuada), para sustratos opacos, o de transmisión, para muestras que no
absorben totalmente las radiaciones (transparentes o translúcidas). El resultado es un espectro
que se compone de todas las bandas correspondientes a los distintos grupos químicos presentes
en la muestra y que resulta ser característico de cada sustancia.
Para determinar los espectros IR, tanto de los adhesivos como de las resinas, se utiliza el
método de transmisión. La muestra se depositó sobre una ventana del KBr, dejando evaporar el
disolvente hasta obtener una película totalmente seca. Para que elespectro IR no presentase una
absorbancia demasiado elevada, tanto los adhesivos como las resinas se diluyeron previamente
en tolueno, en una proporción del 5% [8,10].
Viscosidad y Contenido de Sólidos en los Adhesivos
La viscosidad de los adhesivos se mide mediante un viscosímetro Brookfield. La
temperatura la cual se realizan los ensayos es de 25 ± 2ºC variando el porcentaje de sólidos
utilizados en los adhesivos. Las pruebas se realizan utilizando las agujas del número 3, 4 y 5
utilizando distintas velocidades (10, 20, 50 y 100 rpm) con cada uno de las agujas. Las
viscosidades se consideran como la media de todas las medidas obtenidas para cada aguja y
cada velocidad, ya que no se observaron diferencias por tratarse de un fluido newtoniano. El
error en las medidas es inferior al 10%.
El contenido en sólidos de los adhesivos se obtiene por pesada anterior y posterior a la
evaporación espontánea del disolvente de una alícuota de adhesivo.
Procedimiento y descripción de actividades

57
Tabla 8. Cronograma de actividades. El cual describe cada una de las actividades durante el
desarrollo del proyecto: “FORMULACIÓN Y DESARROLLO DE UN ADHESIVO BASE SOLVENTE-
POLICLOROPRENO”
Actividades
Marzo-10 Abril-10 Mayo-10 Junio-10 Julio-10
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1
0
1
1
1
2
1
3
1
4
1
5
1
6
1
7
1
8
1
9
2
0
Inducción al departamento de
calidad.
Conocimiento de los diferentes
tipos de productos que se elaboran
en planta.
Conocimiento del equipo de
Cromatografía de gases.
Desarrollo practico de análisis
fisicoquímicos: pH, Densidad,
Viscosidad, Acidez, Humedad,
Análisis de partículas (tamizado),
Alcalinidad, Dureza, Punto de
ablandamiento y Cromatograficos.
Recopilación de datos,
metodologías y técnicas de
investigación para el desarrollo
del proyecto: “Formulación y
Desarrollo de un Adhesivo base
Solvente-Cloropreno”
Formulaciones de adhesivos y
pruebas de experimentación a
nivel laboratorio.
Análisis
Pruebas
Resultados

58
Etapas en la elaboración de adhesivos base solvente-policloropreno en el laboratorio
A continuación se presenta las etapas y equipos requeridos para la fabricación de los
Adhesivos de Neopreno:
Dilución del Neopreno
De acuerdo con las consideraciones que hacen referencia a la influencia de los solventes
en los adhesivos, frecuentemente la dilución del neopreno se lleva a cabo en una mezcla del
disolvente (tolueno).
El Neopreno y solvente se introducen en un frasco con tapa para evitar la evaporación
del disolvente; en esta etapa solo se introduce de un 50 a un 65% del disolvente ya que en la
segunda etapa se introduce el resto del disolvente o disolventes.
Preparación del Resinato.
Es la etapa en la cual se adiciona la resina previamente molida en un mortero junto con
DILUCIÓN DEL
NEOPRENO
PREPARACIÓN DEL
RESINATO
MEZCLA Y PREPARACIÓN DEL
ADHESIVO
ADHESIVO BASE SOLVENTE-
NEOPRENO-RESINA
CUMARONA-INDENO

59
el resto del disolvente y los porcentajes requeridos del plastificante, oxido de magnesio, en
presencia del agua que actúa como catalizador; el agua, oxido metálico y plastificante se
adicionan en pocas cantidades.
Mezcla y Preparación del Adhesivo.
Se mezcla la solución base de neopreno y la solución de resinato, agitando
constantemente por un período de 30 minutos, ésta mezcla exotérmica se mantiene en un rango
de temperatura de 25-28 ºC aproximadamente.
Figura 17. Mezcla de adhesivo.
a) Solución de resinato. b) Solución base de neopreno.
En la industria de adhesivos a base de neopreno, los equipos requeridos se componen de
mezcladoras para la disolución del neopreno y la preparación del resinato. En este proyecto se
plantea esta metodología ya que no se cuenta con el equipo necesario para la mezcla y
preparación del adhesivo y de esta forma no hay un porcentaje alto de perdida del disolvente. El
tiempo empleado en la preparación de adhesivos es de 5 horas.
Pasos del Proceso
Los pasos de procesos utilizados durante el desarrollo de este proyecto son acordes a
las necesidades acondicionando el material y al equipo con el cual cuenta el laboratorio de
laplanta.

60
Los pasos del proceso utilizados en este proyecto son:
 Resistencia a la tensión
 Tack
 Tiempo abierto
 Viscosidad
 Porcentaje de sólidos
 Densidad
A continuación se muestra la metodología planteada para medir la resistencia a la
tensión de los adhesivos formulados en este proceso:
Resistencia a la Tensión
Metodología:
1. Se cortaron piezas de caucho vulcanizado de 150x30x3 mm
2. Se limpia el caucho vulcanizado y se lija
3. después de lijadas las piezas de caucho se limpiaran con acetona dejándose
secar por 20 minutos a temperatura ambiente.
4. Para comenzar los ensayos de pegado se debe pesar 3 gramos de adhesivo (por
cada adhesivo se realizan dos ensayos de pegado y se debe de sacar el promedio
para obtener resultados mas certeros).
5. Se adiciona aproximadamente la mitad del peso del adhesivo a cada pieza de
caucho y se distribuye uniformemente por toda la superficie con ayuda de un
cepillo de cerdas suaves.
6. Una vez agregado el adhesivo se deja un tiempo abierto de 5 minutos.
7. Transcurrido el tiempo, se unen las piezas de caucho vulcanizado aplicando una
presión de 20 Kgf (los Kgf se aplican con una pesa de 20 kg sobre las piezas)
aplicando esta presión durante 3 minutos.
8. Al término del pegado se dejan secar las muestras por un periodo de 12 hrs.
9. Después del secado procedemos a despegar las piezas con el tensiómetro que
consiste en un dinamómetro Macmesin con soporte motorizado Versatest con
una carga máxima de 2500 N el cual cuenta con dos mordazas en donde se

61
coloca un extremo de las piezas unidas en cada de ellas, después se deja
estabilizar el aparato en cero para que no haya variantes al obtener los
resultados.
10. Posteriormente se toma lectura de los resultados de la resistencia a la tensión o
fuerza de pegado.
Para la obtención de estos resultados se realizan dos ensayos de cada una de las
propiedades de cada formulación siguiendo los pasos de proceso anteriormente planteados.
Tack
Par medir el tack de cada una de las muestras de los adhesivos obtenidos en el
laboratorio se ocupo un equipo elaborado en la empresa basándonos en el método del
Rolling Ball basado en la ASTM D3121-06 respetando los requerimientos para la medición
del tack.
Figura 18. ASTM D3121-06 Método de prueba estándar para tack de los adhesivos
sensibles a la presión por la revista Rolling Ball
Como se menciono anteriormente para cumplir con cada una de las necesidades que
llegaran a suscitarse durante el desarrollo de este proyecto debemos conjuntar los recursos
disponibles.

62
El equipo quedo de la siguiente forma:
Figura 19. Dispositivo elaborado en planta para la medición del Tack.
El dispositivo elaborado en planta para la obtención de resultados de dicha propiedad
del adhesivo consiste en valorar los centímetros que recorre un balín de acero inoxidable (11.88
mm de diámetro y un peso de 6.863 gr.) con una velocidad inicial determinada, sobre una
superficie a la que se le aplicara con anterioridad el adhesivo dejando un tiempo abierto
determinado (para determinar el tiempo abierto que se debe utilizar en este método se realizaron
varios ensayos con las muestras de adhesivos y creemos que 10 minutos es el tiempo que se
debe utilizar ya que después de este tiempo no existe demasiada diferencia respecto a la
distancia recorrida por el balín).
Para ello se utiliza una rampa de ángulo determinado a través de la cual se deja rodar el
balín descrito anteriormente. Al final de la rampa se coloca una placa graduada sobre la que se
deberá aplicar el adhesivo (con una superficie de 8.5cm X 10cm).
Una vez elaborado el equipo se siguió la siguiente metodología propuesta:
1. Se limpia con acetona la placa graduada antes de aplicar adhesivo y se deja secar 5
minutos a temperatura ambiente.
2. Se pesan los gramos requeridos para cubrir una superficie de 10cm X 8.5cm que es
la superficie que se cubrirá con el adhesivo obteniendo aproximadamente un 1 mm
de grosor.

63
3. Inmediatamente después de pesar se aplica el adhesivo sobre la placa graduada con
la ayuda del cepillo de cerdas suaves.
4. posteriormente se deja correr un tiempo abierto de 10 minutos con ayuda de un
cronometro.
5. Transcurridos los 10 minutos se deja deslizar un balín de un diámetro de 11.88 mm
y un peso de 6.86 gr. a una velocidad determinada.
6. Se toma lectura de los centímetros recorridos por el balín y la distancia recorrida
por el balín proporciona una medida inversa del tack, es decir a mayor distancia
recorrida, menor será el tack del adhesivo.
Tiempo Abierto
El tiempo abierto se obtiene pesando una muestra de 1 gr de adhesivo sobre una charola
de aluminio de aproximadamente 9 cm², posteriormente se deja a temperatura ambiente dejando
que pierda el tack o la pegajosidad, al mismo tiempo se deja correr el cronometro; cuando haya
la perdida total de esta propiedad se para el cronometro y se toma lectura del tiempo que tardo
para perder dicha propiedad.
Viscosidad
La viscosidad de los adhesivos se mide mediante un viscosímetro Brookfield. La
temperatura la cual se realizan los ensayos es de 25 ± 2ºC; las pruebas se realizan utilizando la
aguja del número 3 utilizando una velocidad de 20 rpm.
Porcentaje de Sólidos
El contenido en sólidos de los adhesivos se obtuvo por pesada anterior y posterior a la
evaporación espontánea del disolvente de una alícuota de adhesivo.
Resultados, Planos Y Gráficos

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