Simplificando, a reticulação envolve uma reação química entre as cadeias de polímeros para ligá-las. Imagine uma tigela de espaguete. Cada fio é separado e pode ser puxado para fora da tigela (se não escorregar dos dedos). Com a reticulação, ocorrem reações químicas entre os pedaços de "espaguete" para uni-los, de modo que não é mais possível retirar um fio individual.
A reticulação pode influenciar várias propriedades finais na maioria das aplicações, incluindo:
- Resistência química do revestimento
- Propriedades de fluxo do polímero - resistência ao bloqueio e impressão
- Tenacidade do revestimento
- Flexibilidade de revestimento
- Resistência à abrasão do revestimento
Por que a reticulação afeta essas propriedades? Existem várias razões. As cadeias de polímeros que não são reticuladas são mais livres para se movimentar do que os polímeros que são ligados por meio de reticulação (como na analogia do espaguete, onde você não pode mais puxar um fio sem puxar toda a tigela de espaguete). As cadeias reticuladas ou "unidas" se comportam de maneira bastante diferente. Elas não fluem tanto sob tensões como puxar ou aquecer. Não incham tanto em um solvente quanto as cadeias não ligadas, o que melhora a resistência química/solvente. E tornam o revestimento ou aglutinante mais forte/resistente.
A importância de entender os requisitos de formulação
Conhecer os requisitos de processamento, formulação e aplicação é importante - e sempre há uma compensação e um equilíbrio. Por exemplo, se a resistência à abrasão for obtida por meio de um alto grau de reticulação, o alongamento ou a flexibilidade podem ser perdidos. Você não pode apostar tudo em uma propriedade sem afetar as outras. Quais são as metas de custo para o revestimento? Os VOCs são um problema? Os coalescentes podem ser usados na formulação? Que outras propriedades são importantes?
Também é fundamental definir o que se pretende alcançar, como se o produto final será usado dentro ou fora? Será exposto à luz solar ou à água? Uma camada ou duas camadas? Direto no substrato (madeira, por exemplo) ou vai ter primer? Como é aplicado - rolo, pulverizador? Por que precisa ser rígido? Uma compreensão completa desses fatores ajuda a formular o melhor método de reticulação para a aplicação.
Os três tipos de reticulação
Autorreticulação-1K vs. 2K
A reticulação pode ser projetada com abordagens 1K ou 2K. 1Autorreticulação dos sistemas K, sem quaisquer aditivos adicionais. 2Os sistemas K requerem a inclusão de um aditivo próximo ao ponto de aplicação para torná-los reticulados. Por exemplo, pode ser um reticulador de isocianato adicionado a uma formulação logo antes da aplicação para obter o tipo correto de reação.
Embora muitos clientes prefiram revestimentos 1K prontos para usar, há motivos para usar abordagens 2K, como revestimentos de piso de madeira, por exemplo. Há um precedente no mercado de pisos de madeira para empreiteiros colocarem um aditivo em revestimentos de piso no momento da aplicação.
Outro exemplo é uma aplicação de fichário de papel de filtro, onde pode haver vários tipos de papel de filtro que precisam de diferentes níveis de reticulação para vários usos de aplicação. O polímero pode ser comprado a granel, então o nível personalizado de reticulador pode ser adicionado para cada um dos tipos de papel de filtro. Pode ser mais conveniente e econômico porque o nível de reticulação pode ser personalizado enquanto ainda usa apenas um polímero de base.
Reação do polímero com o substrato
Voltando à analogia do espaguete, também podemos fazer o "espaguete" reagir com o substrato, não apenas um fio com os outros. O polímero pode ser reticulado diretamente com a celulose se for uma aplicação de papel ou algodão em uma aplicação têxtil. Assim, o polímero não está necessariamente apenas reticulando consigo mesmo, está reticulando com o substrato. Essa forte ligação química covalente entre o substrato e o polímero às vezes é necessária por diferentes razões, como resistência à lavagem (têxteis), fortes propriedades mecânicas, alta resistência à tração ou resistência química.
Pré- vs. Pós-reticulação
Os polímeros podem ser parcialmente reticulados à medida que são produzidos ou podem ser reticulados após a aplicação ao substrato. Algumas emulsões acrílicas e PUDs da Lubrizol têm pré-reticulação projetada neles. Contudo, nossa preferência é ter o polímero principalmente reticulado após a aplicação a um substrato. Usando o papel novamente como exemplo, o polímero seria aplicado ao papel e fundido após a aplicação. Em muitos casos, o melhor desempenho ocorre quando se dá a maior parte da reticulação, após a aplicação do produto no papel.
Conforme mencionado anteriormente, quanto mais informações forem coletadas com antecedência, melhor será nossa capacidade de recomendar produtos com reticulação adequada. A escolha do método correto de reticulação é baseada no equilíbrio de vários fatores, incluindo:
- Condições de uso (por exemplo, como será aplicado)
- Substrato (por exemplo, papel, metal, plástico)
- Requisitos de desempenho (com base em uma discussão com o cliente)
- Restrições regulatórias
- Precauções de segurança
- Metas de custo
- Cossolventes e aspectos de formação de filme (especialmente em aplicações de pintura e impressão)
Formaldeído ou sem formaldeído
Em algumas formas de reticulação, o formaldeído é liberado, o que pode criar grandes desafios em termos de requisitos regulatórios e questões de segurança da saúde. A Lubrizol oferece opções de sistemas livres de formaldeído que podem ser adaptados com base nas necessidades do formulador.
Vale a pena repetir - ter um diálogo profundo sobre muitos fatores é essencial para chegar às recomendações de produtos de reticulação que seriam mais adequados para uma variedade de condições, substratos, usos, questões regulatórias e muito mais.
Entre em contato com o gerente de contas da Lubrizol para esclarecer dúvidas adicionais sobre reticulação ou para obter ajuda na escolha do método de reticulação mais adequado.
