Diseño de las propiedades de dispersiones de poliuretano como adhesivos mediante el control del proceso de síntesis

Abstract

En esta tesis doctoral se estudian de manera global, empleando metodología de diseño de experimentos, los factores implicados en el proceso de síntesis de dispersiones acuosas de poliuretano mediante el método de la acetona analizando su influencia sobre las propiedades de las dispersiones, de las películas y del adhesivo obtenido a partir de ellas. El objetivo final es relacionar la influencia de dichos factores sobre el proceso de formación de las partículas de poliuretano y la estructura que adquieren en la dispersión, sobre la formación de las películas de poliuretano y sobre la estructura del adhesivo en la calidad de la unión adhesiva. La etapa más importante en la formación de las partículas o micelas de poliuretano en la dispersión acuosa durante la síntesis es la etapa de adición de agua. Por este motivo se han considerado en este estudio los factores que potencialmente afectan de manera más importante a las propiedades de la dispersión de poliuretano durante esta etapa. Estos factores son la cantidad de acetona, la cantidad de contraión, la cantidad de emulsionante interno, la temperatura durante la adición de agua, el caudal de adición de agua, la velocidad de agitación y la cantidad de agua añadida. En este trabajo se utiliza el diseño factorial de experimentos para estudiar estadísticamente la variación simultánea de todos los factores sobre cada propiedad analizada y obtener información acerca de los factores realmente influyentes en las dispersiones de poliuretano. Esta tesis doctoral tiene como objeto final comprender los cambios estructurales por los que pasa el poliuretano desde su síntesis hasta su aplicación como adhesivo y conocer los factores responsables de dichos cambios estructurales para poder diseñar adhesivos de poliuretano en base acuosa con las propiedades deseadas. Se concluye que la cantidad de emulsionante interno (DMPA) y la cantidad de contraión añadida (TEA) determinan el tamaño medio de partícula de las dispersiones de poliuretano. La cantidad de acetona añadida, el caudal de agua, la temperatura durante la adición de agua y la velocidad de agitación afectan a la forma y estructura externa e interna que adquieren las partículas o micelas de poliuretano en la dispersión acuosa. El tamaño y estructura que adquieren las micelas de poliuretano en la etapa de adición de agua influye en todas las propiedades de las dispersiones, películas sólidas y uniones adhesivas. La cantidad de agua añadida también tiene influencia en alguna de las propiedades estudiadas.