2. Índice:
0-Índice:………………………………………………………………………2
1-Año de creación y breve reseña histórica:…………………………………3
2-Proceso de fabricación:…………………………………………………....5
3-Tipos de resina epoxi:……………………………………………………..6
4-Propiedades de la resina epoxi:……………………………………………8
5-Aplicaciones:……………………………………………………………...9
6-Indicadores de consumo:…………………………………………………15
7-Impacto medioambiental:…………………………………………………15
8-Implantación en el sector industrial riojano:……………………………..15
9-Lineas de investigación nacionales o internacionales actuales:………….15
10-Referencias web:………………………………………………………..17
3. Año de creación y breve reseña histórica:
Una resina epoxi es un polímero termoestable que se endurece cuando se
mezcla con un agente catalizador o «endurecedor». Los primeros intentos comerciales
de producción tuvieron lugar en 1927 en los Estados Unidos. El mérito de la primera
síntesis de una resina es para el Dr. Pierre Castan de Suiza y el estadounidense Dr. S. O.
Greenlee en 1936, el suizo se convirtió rápidamente en uno de los tres mayores
fabricantes mundiales de resinas epoxi, comercializándolas bajo el nombre de Araldite.
Por otra parte el trabajo del Dr. Greenlee fue a parar a una compañía pequeña,
que luego fue comprada por Shell.
Los adhesivos siempre han estado presentes en la historia del mundo:
[1] http://resinasepoxi.com.ar/wp-content/mayas.jpghttp://resinasepoxi.com.ar/wp-
content/mayas.jpghttp://resinasepoxi.com.ar/wp-
content/mayas.jpghttp://resinasepoxi.com.ar/wp-
content/adhesivo.jpghttp://resinasepoxi.com.ar/wp-content/pintura-rupestre.jpg
Al comienzo de los tiempos la naturaleza crea los primeros adhesivos. Creando
unas membranas adhesivas para atrapar liquen. Moluscos crean una sustancia pegajosa
en que con la agua les permite adherirse firmemente a las piedras. Por otra parte las
plantas carnívoras, lo utilizan para atrapar los insectos. También las arañas impregnan
sus telarañas con un adhesivo orgánico.
80.000 A.C. Primeros usos humanos creaban pastas para pinturas rupestres a partir de
sangre, colágenos y clara de huevo.
8.000 A.C. Se utilizan resinas naturales de los árboles para fijar puntas y hueso en
armas primitivas(lanzas, flechas). Se producen los primeros adhesivos sobre la
base de almidones y colas de hueso y pescado.
5.000 A.C. En Mesopotamia emplean asfalta y resinas para asentar mosaicos y recubrir
embarcaciones. Las resinas vegetales son los adhesivos más antiguos, como
aceite de lino y el Mastix (resina de pistacho).
3500 A.C. Los egipcios profesionalizan el oficio del “cocinero de colas” sobre la base
de huesos y pescado.
1300. Los mayas y aztecas mezclaban sangre animal con cemento para construir
edificios con óptimos resultados.
1500. Látex natural traído por los colonizadores españoles, y usado por
indígenas sudamericanos.
4. 1700. Primeras fábricas de colas animales para diversos usos.
1841. Goodyear descubre la vulcanización del caucho natural. Lo cual se considera el
nacimiento de la química de los adhesivos.
Desde 1841 hasta 1988 se crean muchos adhesivos de base polimérica.
1988. Comienzan a emplearse adhesivos de alta prestación en la industria del automóvil
y sobre superficies aceitadas base epoxi.
1993. Desarrollo de adhesivos aeróbicos de polimerización inducida por el aporte de
oxígeno.
2000. Comienza la era de los adhesivos reversibles para reparaciones y reciclado.
Y hasta hoy en día su uso a aumentado notablemente, utilizándose desde para
automóviles hasta para cualquier tipo de arreglo casero.
Proceso de fabricación:
Las resinas epoxi más frecuentes son producto de una reacción entre epiclorhidrina y
bisfenol-a.
Para sintetizar una resina epoxi se llevan a acabo 2 etapas sintetizar un diepoxi y
entrecruzarlo con una diamida.
- Síntesis de la diepoxi:
Esta etapa consiste en una polimerización por crecimiento en etapas. Se obtiene el
prepolímero mediante bisfenol A y epiclorhidrina:
El Bisfenol A, usualmente abreviado como BPA, es
un compuesto orgánico con dos grupos
funcionales fenol. Es un bloque (monómero)
disfuncional de muchos importantes plásticos y aditivos
plásticos.
Epiclorhidrina:
5. En la reacción de formación de la resina epoxi estos 2 compuestos reaccionan en
presencia de un catalizador (NaOH, uno de los catalizadores más comunes en
reacciones de compuestos orgánicos, se usa también en la reacción de síntesis del
biodiésel).
Reacción química:
Una vez realizada la reacción por completo el proceso de sinterización de la diepoxi
habría finalizado, el siguiente paso sería la curación de la resina:
- Curación de del diepoxi con una diamida:
Una vez obtenidos los prepolímeros diepoxi habrá que unirlos. Esto se realiza
agregando una diamina.
Podemos ver como los grupos epoxi
se unen entre sí al añadir una
diamida.
Resumiendo podemos decir que la epoxi esta compuesta por 2 componentes líquidos,
una resina y un endurecedor, cuando de mezclan juntos y en iguales proporciones
comienza el proceso de curación que
produce un compuesto sólido.
Es quizás por ello que cuando hablamos de
resina epoxi la imagen más común que nos
viene ala cabeza es la de los 2 tubos que
contienen líquidos pastosos y al
homogeneizar la mezcla obtenemos una
pasta grisácea
6. Tipos de resina epoxi:
Los diferentes tipos de resina epoxi se obtienen dependiendo de los compuestos
con las que se sintetizan:
Resinas epoxi a base de bisfenol A:
Son los más utilizados por ser versátiles y baratos, proviene de la reacción de
epiclorhidrina y bisfenol A, pueden ser líquidas, semisólidas o sólidas dependiendo del
peso molecular, este es el polímero explicado anteriormente.
Resinas epoxi a base de bisfenol F y/o novolac:
La sustitución de bisfenol A por bisfenol F proporciona a las resinas epoxi
mayor entrecruzamiento y mejor comportamiento mecánico, químico y térmico,
sobretodo si es curado con aminas aromáticos o anhídridos.
Resinas epoxi bromadas:
Son resinas a base de epiclorhidrina y tetrabromobisfenol A, las cuatro
moléculas adicionales de bromo confiere a las resinas la característica de autoextinción.
Resinas epoxi flexibles:
Son resinas que poseen largas cadenas lineales sustituyendo los bisfenoles por
poliglicoles poco ramificados, son resinas de baja reactividad que normalmente son
utilizadas como flexibilizantes reactivos en otras resinas, mejorando le resistencia al
impacto.
7. Marcas comerciales asociadas a al resina epoxi:
La resina epoxi es un material de mucho uso en el ámbito doméstico sobre todo
debido a sus propiedades como gran adhesivo, por lo que hay diversas marcas
comerciales distribuidoras de resina que son bastante muy conocidas:
Loctite: La marca comercial loctite no solo crea adhesivos como el superglue
(adhesivos de cianocrilato), si no que es una de las referencias mundiales en cuanto la
resina epoxi. Esta resina epoxi la vende en la típica forma de los 2 tubos mencionados
anteriormente o compacta en una especie de masilla:
Para poder aplicar correctamente
la cantidad correcta de estos 2
compuestos (la misma cantidad de
ambos) la misma marca comercial
distribuye aplacadores. En su defecto la
marca también distribuye la resina en un
formato cuya aplicación es más sencilla.
[2] http://www.youtube.com/watch?v=Dni0phUhIyE
(Video de un consumidor explicando las ventajas de la resina epoxi de loctite)
Catálogo de la marca loctite en adhesivos epoxicos:
[3] http://www.360bonding-
sealing.com/?FOLDERID=37855&product=34694#product34694
Pattex: La marca comercial pattex tampoco se ha quedado atrás y ha lanzado productos
similares a loctite.
Barra de epoxi:
[4] http://www.pattex.es/adhesivos-para-el-bricolaje/pagina-de-
inicio/productos/pegamento-de-reparacion-pattex/barrita-arreglatodo.html
Vídeo de sus aplicaciones:
[5] http://www.youtube.com/watch?v=7WPs9CMCIZU&feature=related
Tubos de epoxi:
[6] http://www.pattex.es/adhesivos-para-el-bricolaje/pagina-de-
inicio/productos/pegamento-epoxi.html
8. Estas 2 marcas comerciales fabrican sus productos para aplicaciones domésticas,
por ello son las más conocidas, pero en el ámbito industrial existen otras muchas marcas
que distribuyen la epoxi en otros formatos menos comunes que la masilla o los 2 tubos
(epoxi y endurecedor), como ejemplos están: West system, Repapalst…
Propiedades de la resina epoxi:
El gran número de resinas epoxi y endurecedores dan una amplia gama de
propiedades. Se puede lograr ampliar esta gama al añadirle los modificadores, que
potencian la versatilidad y utilidad de las resinas epoxi.
Los agentes modificadores más comunes son:
Diluyentes:
Reducen la viscosidad, facilitando su aplicación y aumentando la capacidad
para el contenido de cargas inertes. Pueden ser inertes o reactivos. Los diluyentes
inertes, o no reactivos, reducen la viscosidad de forma apreciable. El disolvente
permanece en la resina pero no está químicamente unido a él. Los diluyentes reactivos
son los de mayor aplicación. Habitualmente son compuestos monoepoxídicos, como la
misma epiclorhidrina, que reaccionan con el sistema quedando químicamente unidos
Flexibilizadores:
La misión es reducir la rigidez del sistema y permitir que éste pueda tener
mayores deformaciones bajo carga. La flexibilización se puede conseguir introduciendo
cadenas de gran longitud unidas covalentemente a la red durante el curado, o bien
incorporando al polímero largas cadenas moleculares que permanezcan sin reaccionar
con la resina transformada.
Cargas:
Se utilizan para abaratar o mejorar algunas propiedades de la formulación.
Suelen ir incorporadas en la resina o en el endurecedor. En ocasiones pueden
llegar a suponer hasta un 80% del producto final, de aquí su importancia. Su naturaleza
es muy diversa, puede ser sílice, cuarzo, grafito, sulfato de bario, fibra de vidrio, etc.,
siendo las cargas con gránulos redondeados las que suponen el mínimo consumo de
formulación.
Dentro de las cargas, los agentes tixotrópicos le aportan a la formulación una
estructura capaz de soportar elevados esfuerzos cortantes, evitando su descuelgue. Las
más comunes son la mica, bentonitas o fibra de vidrio.
Pigmentos:
Se utilizan para mejorar el aspecto de la formulación con coloraciones diversas.
Pueden emplearse pigmentos inorgánicos, tales como el óxido de titanio, negro
de humo, cromatos; o colorantes, azul y verde de ftalociamina. La modificación con
9. otras resinas aumentan las posibilidades de las resinas epoxi, al unirse las ventajas de
distintos sistemas. Este es el caso del poliéster y acrílicas.
Aplicaciones:
La resina epoxi es uno de los polímeros que por sus propiedades se le han
buscado más aplicaciones:
Adhesivos:
Los adhesivos Epoxi son conocidos también como adhesivos rígidos, dado a
que poseen una alta resistencia frente tensiones o cargas, sobre 30 MPa, y muy poca
elongación, sobre el 10% antes de producirse la fractura, estas propiedades son debidas
a la estructura de termoestable que adoptan el conjunto de polímeros que conforma el
adhesivo una vez que ha reticulado o curado.
Los adhesivos de Epoxi se clasifican en 2 grupos:
Adhesivos Epoxi de 2 componentes (resina y endurecedor)(Epoxi 2C)
El tiempo de curado del adhesivo puede variar de pocos minutos a varios días, se
puede acelerar el curado mediante el aporte e incremento de la temperatura hasta cierto
límite, dicho aporte de calor produce un efecto sobre el grado de reticulación del
polímero (se aumenta el número de enlaces químicos), aumentando directamente la
resistencia del adhesivo.
Los adhesivos de epoxi de 2 componentes son muy sensitivos a los errores de
mezclado, generalmente se suministra en un cartucho con los dos componentes, los
cuales se mezclan en la proporción adecuada, con objeto de evitar errores.
Características mecánicas
Gran resistencia a esfuerzos, tensiones o cargas, sobre 30 Mpa
Poca elongación hasta la fractura, sobre un 10%
Características químicas
Alta resistencia a los agentes físicos y químicos.
Alta resistencia a la temperatura
Tendencia a absorber humedad.
Buena adhesión al aluminio, acero y muchos plásticos.
Adhesivos Epoxi de 1 componente (Epoxi 1C)
El adhesivo epoxi de 1 componente necesita un aporte de calor para que el
endurecedor se active, comenzando su proceso de reticulación y curado.
10. Algunos adhesivos de epoxi de 1 componente tienen la capacidad de absorber
aceites, no siendo necesario realizar un pretratamiento de limpieza de aceites, lo que es
una gran ventaja en diversos usos donde intervengan aceites.
Características mecánicas
Gran resistencia a esfuerzos, tensiones o cargas, sobre 35 MPa, superior a los
adhesivos de Epoxi de 2 componentes.
Poca elongación hasta la fractura, sobre un 10%
Características químicas
Buena resistencia a los efectos químicos y físicos
Alta resistencia a la temperatura
Tendencia a absorber humedad
Pueden absorber aceites
Los adhesivos epoxi son utilizados en una amplia rama de sectores industriales,
desde la fabricación de estructuras en el sector aeronáutico y naviero hasta la
fabricación de percheros, manguitos para herramientas, plásticos reforzados con fibras,
unión de las palas de los aerogeneradores, etc...
En función de las cargas o rellenos que contenga el adhesivo de epoxi también se
utilizan como conductores eléctricos aplicados en microelectrónica, así como
conductores térmicos.
Gracias a las características del epoxi se han desarrollado adhesivos epoxi capaces
de ser aplicados y curar bajo el agua se usan para hacer reparaciones en barcos, hay que
tener en cuenta que no puede ser la última capa, ya que una exposición prolongada a la
luz ultravioleta afecta negativamente a la resina epoxi.
Por último un dato curioso, las aspas de los helicópteros se pegan con resina epoxi,
la resistencia media de los adhesivos de epoxi son 30Mpa, es decir solo una gota de a
1cm x 1cm de adhesivo epoxi es capaz de levantar 300 Kg de acero.
Aspas de los milinos de viento Epoxi que cura bajo el agua Aspas del
helicóptero
11. Aplicaciones domésticas epoxi:
[7]
http://www.lidering.com/pdfs/productos%20para%20fabricacion/masilla%20resina%20
epoxy%20weicon.pdf
Sistemas eléctricos y electrónicos:
En generación eléctrica encapsulan o recubren lo motores, generadores,
transformadores, reductoras, escobillas y aisladores, para protegerlos. Además, las
resinas epoxi son excelentes aislantes eléctricos y se usan en muchos componentes, para
proteger de cortocircuitos, polvo, humedad, etc.
En la industria electrónica se usan con profusión para el encapsulado de los
circuitos integrados y los transistores, también se usan en la fabricación de circuitos
impresos. El tipo de circuito impreso más frecuente FR-4 no es más que un sándwich de
capas de fibra de vidrio pegadas entre sí por resina epoxi. También se usan en el pegado
de las capas de cobre en las placas y forman parte de la máscara antisoldante de muchos
circuitos impresos.
Fotos en circuitos impresos:
12. Arte:
La resina epoxi también es vendida en una modalidad más maleable y en
cantidades pequeñas para su uso en artesanías y ornamentos, existen diferentes marcas y
presentaciones que cambian de un país a otro.
Un uso muy extendido de las resinas también es el usarlas en la creación de
replicas de objetos aparecidos en películas, videojuegos, historietas, etc. y en figuras y
bustos de personajes de las mismas.
Un material probablemente conocido por todos para realizar adornos
ornamentales y figuras decorativas es el fimo, pero tiene algunas desventajas frente a
resinas epoxi, reacciona con algunos plásticos y es más pesado (menos apropiado en
bisutería artesanal para la fabricación de objetos como pendientes).
En el siguiente video podemos ver la modelización de una figura con resina
epoxi: [8] http://www.youtube.com/watch?v=x5tbMkBPdzA
Figuras modeladas en epoxi:
Revestimientos y pinturas con epoxi:
Los revestimientos de suelos de resina epoxi son muy usados hoy en día tanto en
el ámbito doméstico (garajes) como en el industrial. Las industrias que utilizan
productos químicos prefieren revestimientos epoxídicos para sus pisos. Debido a su
13. resistencia hacia la degradación y la roya, es muy popular para aplicación en envases de
metal que se utiliza para las industrias de alimentos.
Usar epoxi para los suelos es considerado la elección como dominante debido a
su posible tiempo requerido para secado, estabilidad, excesiva tenacidad y fuerza de
sujeción fuerte. Se puede aplicar a un amplio espectro de sustancias, como metales,
vidrio, aleaciones y fibras. Debido a su inmunidad para diversos entornos exteriores e
interiores, ahora es popular en los hogares, así como muchas industrias como la
construcción, electrónica y agrícola.
Las propiedades de la resina epoxi hacen que sean idóneas cuando se van a
manipular productos corrosivos, también son suelos fáciles de limpiar, son suelos
reflectantes lo que aumenta la luminosidad de la sala, son suelos muy resistentes y
duraderos. A todo esto hay que sumar la rapidez y sencillez del aplicado. [9]
http://www.youtube.com/watch?v=Ys4xrQ5RyzU&feature=fvwrel
A parte de revestimientos en suelos también se utiliza para revestir depósitos ,
moldes piscinas etc.
Mezcla con la fibra de vidrio:
El uso de resina epoxi como adhesivo de fibra de vidrio y fibra de carbono es
una de las aplicaciones más comunes de ésta. Vídeo de cómo se fabrican los kayak
[10] http://www.youtube.com/watch?v=7UsHrSzM9zI&feature=related
Al mezclar resina con fibra de vidrio se mejoran las propiedades de esta como el
grado de flexibilidad, la anticorrosión, resistencia térmica…
Revestir la fibra de vidrio con epoxi es más común de lo que nos creemos, las
nuevas raquetas de tenis y palas de padel se fabrican mediante fibra de vidrio, carbono y
resina epoxi. En el siguiente link podemos leer el proceso de fabricación de una raqueta
de tenis. [11] http://www.ehowenespanol.com/raquetas-tenis-como_147985/
En este video viene explicado como se hace una pala de padel y el papel
fundamental que desempeña la resina epoxi.
[12] http://www.youtube.com/watch?v=MSsdaHkJ5yU
La mayoría de los productos que se fabrican mediante fibra de vidrio requieren
el uso imprescindible de esta resina.
El saltador Félix Baumgartner en el día 14 de octubre de 2012, subió a la
estratosfera (39000m) en una cápsula de fibra de vidrio, carbono y resina epoxi, para
batir el record del mundo de velocidad en caída sobrepasando la velocidad del sonido.
Indicadores de consumo:
Al ser un adhesivo de uso cotidiano y precio muy asequible su uso se dispara,
teniendo previsto que para el año 2017 se consumas unas 3.03 milliones de toneladas de
resina.
14. Impacto medioambiental:
Como suele ser habitual las opiniones sobre este tema son muy variadas,
encontramos de todas las clases:
- Los residuos del compuesto epoxi endurecido junto con los guantes,
implementos y envases vacíos, deben ser considerados de acuerdo con la
legislación local vigente, como residuos especiales / peligrosos para el medio
ambiente. (DICAST 717 HOJA TECNICA)
- Reciclado del carbono con epoxi curada: Empresa ubicada en Toledo (España)
está interesada en contactar con empresas (europeas especialmente) que se
dediquen al reciclado de material de carbono con resina epoxi ya curada. La
empresa dispone de ficha técnica de este material con la particularidad de que el
mismo está considerado como materia prima, no como residuo, por parte del
fabricante.
Los datos sobre la resina son contradictorios, sin embargo aquí se recogen algunos
datos corroborados:
- El componente bisfenol A se sabe que no es perjudicial para el medio ambiente
pues es fácilmente biodegradable (OGM)
- La resina epoxi antes de ser curada produce irritaciones en las mucosas ya que
durante el proceso de secado libera compuestos tóxicos.
- La resina una vez curada es un material inerte, no reacciona y ha de ser
eliminado mecánicamente. Una prueba fehaciente es que se usa en los
recubrimientos de las peceras.
Implantación en el sector industrial riojano:
En la rioja se usan mucho como revestimiento en los depósitos donde se
almacena el mosto durante su fermentación.
15. Pero en el sector donde mas se trabaja es en los revestimientos de suelo
En este video de una bodega, donde se puede apreciar el revestimiento del suelo
y los depósitos.
[13] http://www.youtube.com/watch?v=DQr7RDPF62I
Finalmente una imagen de la aplicación de revestimiento en la canalización del
arroyo Regajo.
Lineas de investigación nacionales o internacionales actuales:
Una de las líneas de investigación de epoxi se encuentra en las nano estructuras
en LICAM. Una sede de investigación de Madrid.
16. También están involucradas identidades de Repsol, Cepsa:
Aquí adjuntamos una página donde hay un video de un seminario sobre investigación.
[14] http://www.sepi.upiita.ipn.mx/index.php/seminario-y-cursos/121-seminario-de-
investigacion/293-lineas-de-investigacion-y-propuestas-de-cooperacion-sobre-
materiales-compuestos-polimericos-usados-e
La marca comercial Loctite ha sacado un nuevo producto en el cual mezcla una
resina epoxi con adhesivo de cianocrilato (superglue), este nuevo producto adquiere la
rápida curación de la resina y las propiedades adhesivas de los cianocrilaos.
[15] http://www.youtube.com/watch?v=aC5fuwzkNbI
Referencias web:
