Reología del HB-139 en adhesivos epoxi de dos componentes para unión de acero
El adhesivo epoxi para acero es un adhesivo estructural de dos componentes diseñado específicamente para el refuerzo de estructuras. Se utiliza principalmente para unir placas de acero a elementos estructurales de hormigón (como vigas, columnas y losas). Gracias a la acción sinérgica del acero y el hormigón, mejora la capacidad portante, la rigidez y la ductilidad de estos componentes.
Este adhesivo se utiliza ampliamente en proyectos de refuerzo estructural y reacondicionamiento sísmico. Su fórmula principal consiste en una matriz de resina epoxi combinada con agentes de curado, agentes endurecedores, rellenos y otros aditivos, lo que da como resultado una capa adhesiva de alta resistencia, alta adherencia y durabilidad.
Como adhesivo estructural epoxi de dos componentes (A/B) de alto rendimiento , el componente A del adhesivo epoxi para la unión de acero se basa principalmente en resina epoxi y contiene agentes de refuerzo y cargas. Debido a su alta viscosidad inherente, la tixotropía es esencial para evitar el descuelgue durante la aplicación vertical. El componente B se compone principalmente de agentes de curado a base de aminas y tiene una viscosidad base relativamente baja; sin suficiente tixotropía, tiende a descuelgar durante la aplicación, comprometiendo la uniformidad de la capa adhesiva. Por lo tanto, en aplicaciones prácticas, se suele añadir sílice pirógena a ambos componentes, A y B, para ajustar sus propiedades reológicas.
HIFULL® HB-139B
La sílice pirogénica hidrófoba HB-139 es un polvo de sílice nanométrico modificado superficialmente con grupos hidrófobos, que presenta una fuerte afinidad por disolventes orgánicos y resinas. Al dispersarse en sistemas apolares o débilmente polares, sus grupos silanol superficiales (Si-OH) y sus fracciones hidrófobas forman una estructura de red tridimensional mediante enlaces de hidrógeno y fuerzas de van der Waals, lo que le confiere un espesamiento significativo, excelente tixotropía, buen comportamiento antisedimentación y una hidrofobicidad superior.
Los investigadores de HIFULL investigaron la influencia de diferentes dosis de HB-139 en el espesamiento y el comportamiento tixotrópico de los componentes A y B, revelando su mecanismo de acción y valor de ingeniería.
La Figura 1 ilustra el efecto de diferentes niveles de adición de HB-139 (1%, 2%, 2.5% y 3%) sobre el espesamiento y la tixotropía del componente A. El eje horizontal representa el tiempo de prueba correspondiente a la variación del esfuerzo cortante, mientras que el eje vertical muestra la viscosidad (los valores más altos indican mayor viscosidad).
Los datos experimentales revelan que la muestra de referencia (un componente sin sílice pirógena) no mostró prácticamente ningún cambio en la viscosidad a lo largo de la prueba y presentó la viscosidad más baja entre las cinco muestras analizadas.
Por el contrario, las muestras que contenían sílice pirogénica mostraron claros cambios de viscosidad, lo que indica que la adición de sílice pirogénica impartía tixotropía, es decir, la red tridimensional se rompe temporalmente bajo un esfuerzo cortante alto (por ejemplo, al mezclar o alisar), lo que causa una caída brusca de la viscosidad, y se reconstruye rápidamente una vez que cesa el esfuerzo cortante, restaurando la viscosidad.
Además, a medida que la dosis de HB-139 aumentó del 1% al 3%, la viscosidad del componente A aumentó continuamente y la magnitud del cambio de viscosidad en condiciones de corte idénticas también aumentó, lo que significa un índice tixotrópico mejorado.
De manera similar, las curvas de engrosamiento y tixotropía del componente B (Figura 2) siguen la misma tendencia general pero presentan diferencias fundamentales.
En primer lugar, la viscosidad base del componente B en blanco es menor que la del componente A en blanco debido a la naturaleza más fluida del sistema de agente de curado.
En segundo lugar, aunque la viscosidad aumenta con la adición de HB-139, la magnitud del aumento es significativamente menor que en el componente A, y la mejora de la tixotropía también es menos pronunciada.
Sin embargo, el HB-139 mejora eficazmente la viscosidad estática y la tixotropía del componente B, que aumenta con la dosis, lo que ayuda a reducir su tendencia inherente al flujo y, en última instancia, contribuye a la trabajabilidad general del adhesivo mezclado.
HB-139 Propiedades y aplicaciones funcionales
La aplicación de sílice pirógena hidrofóbica HB-139 en adhesivos epoxi para la unión de acero demuestra claramente la sabiduría de la ingeniería: «los materiales pequeños resuelven grandes problemas». Como elementos de refuerzo de las estructuras de los edificios, cada mejora incremental en el rendimiento de los adhesivos epoxi para la unión de acero repercute directamente en la seguridad estructural. Los nanoaditivos de alto rendimiento, como el HB-139, ofrecen soluciones de materiales más eficientes y fiables para la ingeniería moderna de refuerzo estructural.
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