encuentran el trihidrato de alúmina (ATH), que enfría el área de llama produciendo agua, materiales halogenados que liberan gases inertes que reducen la combustión y compuestos de fósforo que forman barreras carbonizadas aislando los combustibles.
Estabilizantes térmicos y de ultravioleta
Los estabilizantes térmicos son aditivos que retardan la descomposición de un polímero causada por el calor, la energía lumínica u oxidación.
En el pasado, los estabilizantes térmicos eran compuestos basados en plomo y cadmio, pero debido a los problemas de contaminación medioambiental que producían se han reemplazado por compuestos de bario-zinc, calcio-zinc, magneniso-zinc, magnesio-aluminio-zinc y fosfito.
Muchos transformados poliméricos, como las poliolefinas, el poliestireno, el policloruro de vinilo y los poliuretanos, son susceptibles de descomposición por la acción de la luz ultravioleta procedente de la irradiación solar, dando lugar a un agrietamiento, cambios de color o pérdidas de propiedades físicas, eléctricas y químicas del producto. Para evitar esto, se añaden unos aditivos denominados estabilizantes de ultravioleta (UV), entre los más usados se han situado los 2-hidroxibenzofenonas, 2-hidroxifenilbenzotriazoles y acrilatos de 2-cianodifenilo. Actualmente, se desarrollan estabilizantes de luz de amina impedida (HALS), que contienen grupos de reactivos que se unen al esqueleto de las moléculas poliméricas, reduciendo así el desplazamiento y la volatilidad.
Actividades
3. ¿Qué tipo de aditivos se usan para prevenir la degradación de los plásticos por oxidación? Identificar los tipos y poner un ejemplo de cada uno.
4. ¿Mediante la adición de qué agentes se pueden disipar las cargas estáticas?
3. Preparación de superficies para transformados poliméricos
La adherencia o mojabilidad de una tinta en una superficie polimérica no depende solo de la naturaleza del sólido y del líquido de contacto, sino también del estado físico de la superficie, es decir, de la actividad superficial del polímero, la cual depende de su naturaleza y de su estado fisicoquímico, que puede modificarse mediante determinados tratamientos que se aplican a las piezas en la línea de fabricación o montaje, como una operación más integrada en el proceso previo a la impresión. Entre los tratamientos principales más usados se encuentran el basado en el efecto corona, los de plasma y otros como los tratamientos mediante ataque químico.
3.1. Tratamientos corona, plasma y otros
Se tratan a continuación los principales métodos o tratamientos de activación superficial de los materiales poliméricos mencionados anteriormente.
Tratamiento corona
El tratamiento basado en el efecto corona es el tratamiento eléctrico más sencillo. La pieza a tratar se sitúa entre dos electrodos, entre los cuales se aplica una descarga de corriente eléctrica con una frecuencia en torno a 25 kHz, o entre un electrodo y tierra aplicando un voltaje de unos 25 kV, ionizando así el gas, que normalmente es el propio aire atmosférico, que incide sobre la superficie a tratar a temperaturas relativamente bajas. Los iones del gas se estabilizan sobre la superficie del material polimérico generando grupos funcionales, normalmente oxigenados como el –CO–, muy activos.
Este método es adecuado para la activación superficial de películas de poliolefinas y PVC, que van a ser impresas en continuo, donde el electrodo de alta tensión se sitúa en forma de barra o filamento sobre un rodillo puesto en tierra, como se aprecia en la siguiente imagen.
Tratamiento plasma
El tratamiento mediante plasma frío a vacío es un método muy usado en electrónica con materiales inorgánicos cuya aplicación con los materiales poliméricos resulta exitosa para activar superficies con oxígeno.
Para que el plasma sea frío, es necesario realizar el tratamiento en el interior de una cámara a vacío en la que se mantiene una baja presión de un gas de composición controlada con ánodo (1) en la parte superior, el cual se polariza mediante una fuente de radiofrecuencia y con la pieza a tratar colocada sobre un cátodo (2) puesto en tierra (3), según se aprecia en la siguiente imagen.
Otros tratamientos
Se tratan a continuación otros métodos de activación superficial de materiales poliméricos, como son mediante ataque químico y mediante descarga de arco eléctrico.
Tratamiento mediante ataque químico
Los tratamientos mediante ataque químico se usan desde hace mucho tiempo. En estos, la superficie del polímero que se desea activar se trata con disoluciones de reactivos químicos que dan lugar a reacciones mediante las cuales se introduce en las moléculas más superficiales una serie de grupos funcionales que modifican la tensión superficial del material polimérico, modificando así su mojabilidad. En función de la naturaleza del polímero a tratar, se selecciona la solución reactiva adecuada. Por ejemplo, para la poliolefina, formada por moléculas apolares, el reactivo más adecuado es un oxidante fuerte como el ácido crómico, que provoca la oxidación de los hidrógenos a agua y de los carbonos a anhídrido carbónico (CO2), y deja las cadenas poliméricas unidas con grupos terminales carboxilo (–COOH).
Si el material polimérico está formado por moléculas fuertemente polares y fácilmente hidrolizables, como grupos amida, éter, éster, etc., la hidrólisis se lleva a cabo con reactivos fuertemente ácidos o básicos, quedando las moléculas de la zona afectadas con grupos terminales carboxilo, alcohol, etc., los cuales son muy útiles para la fijación de tintas que se difunden preferiblemente por las oquedades y fisuras formadas en el tratamiento.
Tratamiento descarga de arco eléctrico
Se aplican descargas eléctricas de alta tensión y frecuencia mediante dos electrodos situados a ambos lados de la superficie de la pieza que se desea tratar, con la ventaja de que se puede usar con piezas de diferentes formas y superficies.
Importante
Debe haber una buena ventilación, dado que la zona próxima al arco se carga en ozono, y dichos gases han de ser tratados antes de emitirlos a la atmósfera.
4. Serigrafía
La serigrafía es una técnica de impresión sencilla y económica, adecuada para pequeñas series de producción y muy utilizada con las botellas de policloruro de vinilo (PVC) y polietileno (PE) y en piezas planas, que consiste en forzar el paso de la tinta a través de un tejido de hilos de acero inoxidable con una trama muy fina que cubre los huecos de una plantilla, colocada sobre el material a imprimir o rotular, mediante un rodillo impregnado en tinta. El grosor de los hilos y su separación determinan el espesor de la película de tinta sobre el plástico.
4.1. Pantallas
La pantalla es la base de la serigrafía y está formada por
