El número y familias de adhesivos existentes en el mercado es muy numeroso.

Desde el punto de vista la industria aeronáutica, y por tanto para el Curso, estamos interesados en los llamados adhesivos estructurales y los usados en las aplicaciones de alta tempe­ratura.

foto:Superficie de acero tratada con granallado (chorreado) con partículas de corindón de 0,5 a 1 mm.
La presión del chorro al que corresponde esta fotografía fue de 0,8 MPa (8,1 kg/cm2) y distancia de la tobera de expulsión a la pieza de 1O cm.

De momento nos referimos a los primeros.

Los pegamentos estructurales se distinguen del resto por una razón sencilla:

Se han comprobado sus propie­dades para el entorno de aplicación estructural pro­puesto.

Entorno de aplicación quiere decir esfuerzos y temperatura de servicio.

Deben soportar tanto cargas estáticas como dinámicas, y su importancia es tal que hoy día hay muchos conjuntos donde el pegamento es el único elemento que soporta la carga impuesta.

El adhesivo estructural aeronáutico debe cumplir, por ello, tres características básicas:

a. Rigidez, entendida esta propiedad por su capaci­dad para resistir los esfuerzos de tracción.
b. Tenacidad, entendida por su capacidad para resis­tir los esfuerzos de pelado  y de separación.
c. Flexibilidad, para resistir fuerzas de impacto.

Los manuales de los fabricantes contienen la lista de adhesivos aprobados, para diferenciarla de otros usos (por ejemplo, para sellado, inclusive reparaciones «cosméticas» de la superficie de la aeronave, etc.).
Los principales adhesivos de interés en nuestro estu­dio son los siguientes: epoxi, poliuretano y acrílicos.

Adhesivos epoxi

Son los adhesivos reactivos de más amplio empleo en aeronáutica.

 

foto:Figura 3.1. Arriba fuerza de pelado; abajo fuerza de separación.

Para uso estructural es normal que la resina y el endurecedor vengan premezclados en forma de cinta, pero la reacción química no empieza a temperatura ambiente.

Se mantienen a temperatura bajo cero (-15 a -20 ºC).
Cuando se decide su aplica­ción se cortan a la medida de las superficies a pegar, se unen, y se curan a temperatura de unos 150 ºC, bajo presión.

Las superficies de las piezas que se pegan deben estar limpias, conforme se explica más adelante.

Los adhesivos epoxi tienen tres propiedades básicas:

• Alta resistencia de enlace (se debe a la gran red de enlaces cruzados de las moléculas).
• Buen comportamiento frente al medio ambiente (poca degradación con el tiempo y resistente a la humedad).
• Se adhieren a numerosas superficies (aleaciones de aluminio, materiales compuestos, etc.).

El cura­do con calor del adhesivo aumenta el número de enlaces cruzados y la resistencia y estabilidad de la unión pegada.

Adhesivos de poliuretano

Familia extensa, de uno y dos componentes.

• En el primer caso, de un componente, se trata de un adhesivo de alto peso molecular que se sumi­nistra con enlaces precruzados.

Las moléculas de agua (en el aire húmedo) son importantes en el proceso de completar el enlace cruzado.

De hecho, el agua necesaria se puede rociar sobre el adhesivo antes de pegar el adhe­rente.

Tienen excelente propiedades de adhesión, y además de sellante.

• Los poliuretanos de dos componentes contienen moléculas de bajo peso, que permiten mezclado fácil (por su baja viscosidad).

Manténgase la pro­porción (A) y (B) que indica el fabricante.

Adhesivos acrílicos

En los adhesivos acrílicos el curado no se realiza por reacción de dos monómeros (A y B) sino de manó­ meros similares.

Los «superpegamentos» pertenecen a esta categoría acrílica –curan en pocos segundos-.
Bien entendido, dentro de los acrílicos hay adhesivos que tienen los clásicos dos componentes (son los meta­crilatos).
En los envases de estos pegamentos se observa que están hechos de cianoacrilato, y aunque la palabra «ciano» suena a algo tóxico (cianuro) en realidad no tiene nada que ver con esa sustancia química.
La humedad del aire es la causante de la reacción (curado) de los dos monómeros similares.

Es claro que estos pegamentos deben estar y permanecer completa­mente herméticos en sus recipientes.
No se emplean de forma estructural en la industria aeronáutica, pero sí en el pegado de componentes de algunos equipos electrónicos y de aviónica.
Debido a la rapidez de la reacción química de cura­ do no se debe permitir su contacto con los dedos.

En tal caso hay que lavarse rápidamente con agua caliente y restregar suavemente hasta su desprendimiento.

3.5 Los adhesivos de metacrilato (MA) son reactivos de dos componentes, distintos.

Son apreciados por su transparencia.
De hecho pertenecen a la misma rama que el Plexiglass (el plexiglass es polimetil-metacrilato).
El endurecedor es un peróxido.
Hay MA que curan en minutos y otros en una hora.
Su campo de aplicación es amplio (metales, plásticos termoestables, vidrio).

Los adhesivos anaeróbicos (anaerobio viene del griego y significa «vivir sin aire»), provienen también de la familia de los acrílicos, no curan mientras estén en contacto con el aire.

Ahora bien, cuando se aplica sobre la rosca de un tornillo, antes de introducirlo en el agujero, hay exclusión de oxígeno y el pegamento cura.

De esta suerte el adhesivo se usa como elemento de frenado de la tuerca, impidiendo su aflojamiento.
¿Qué sucede si hay que quitar el tornillo? Pues que hay adhesivos de distinta resistencia de adhesión.

Usan­do, pues, el adecuado es posible el desmontaje aplican­ do a la tuerca el par suficiente.

Formas de presentación

Los adhesivos para estructuras aeronáuticas se presentan en forma de cinta, pasta o espuma.

 

Adhesivos en cinta

 

Los adhesivos en cinta  son delga­ das películas impregnadas de pegamento depositadas sobre un sustrato que tiene una hoja pelable para des­ cubrir la cinta.

Las ventajas de uso de este formato es que no hay mezctaco previo y es fácil su aplicación.

La homogeneidad­ pegamento a lo largo y ancho de la hoja es de manera que se consigue una línea de cohesión constante.
No obstante es la forma de presen­tación suele ser más cara.
Necesita refrigeración (+18 °C).
La tenacidad del pegamento depende del agente endurecedor usado.

Su campo de servicio térmico es bueno; cuanto mayor es la tenacidad del pegamento suele menor la temperatura máxima de servicio.

 

Adhesivos en pasta

Los adhesivos en pasta  se aplican con espátula.

Son de uno o dos componentes y curan a temperatura ambiente o con calor.

Los de dos compo­nentes son resina epoxi en forma líquida y el endurece­dor.

Aunque tienen el inconveniente de que deben ser mezclados (y por tanto propenso a error en las propor­ciones) presentan la ventaja de que no es necesaria la refrigeración.
En general, tienen menos resistencia adhesiva que el tipo cinta, debido -sobre todo-a la dificultad de establecer una línea de pegado de espesor y cohesión uniforme.

 

Adhesivos de espuma

 

Los adhesivos de espuma  se pre­sentan en los formatos film o pasta.
La expansión del adhesivo de espuma durante el curado aumenta entre 1,3 y 5 veces (densidad entre 192 y kg/m3).
En cinta tiene un espesor entre 3 y 5 décimas de milí­metro.
Muy empleados en reparaciones de estructuras sándwich.

La elección entre film y pasta depende del tamaño de la células del núcleo de panal de abeja que está en reparación