Adhesion of injection molded PVC to silane primed steel - Kiran Shah Pranjal; Department of Chemical and Materials Engineering, College of Engineering, University of Cincinnati
Se investigaron las interacciones que ocurren en la interfase entre PVC moldeado por inyeccin̤ y sustratos de acero que fueron cubiertos con capas delgadas de aminosilanos, por medio de espectroscopia de fotoelectrones de rayos X (XPS) y espectroscopia infrarroja de transformada de Fourier (FTIR). Las pelc̕ulas de silano se formaron por adsorcin̤ de g-aminopropiltrietoxisilano (Γ-APS) o N-(2-aminoetil-3-aminopropil) trimetoxisilano (Γ-AEAPS) de soluciones acuosas al 2% sobre sustratos pulidos de acero. Se molde ̤el PVC por inyeccin̤ sobre los sustratos de acero recubierto con silano y se templ ̤(annealing) a temperaturas por encima de 170ðC por tiempos tan largos como 30 min. El PVC se separ ̤de los sustratos de acero recubiertos usando un ensayo de separacin̤ de 90ð, y se enjuagaron intensamente las superficies de falla del sustrato con tetrahidrofurano (THF) y agua destilada para remover el PVC y otros compuestos que no estaban suficientemente ligados a los sustratos. Se caracterizaron las superficies de falla de PVC por medio de espectroscopia infrarroja de reflexin̤ total atenuada (ATR), mientras que el PVC enjuagado de las superficies de falla del sustrato se caracteriz ̤por espectroscopia infrarroja de transmisin̤. La transmisin̤ resultante y el espectro ATR mostraron una banda de absorcin̤ cercana a 1650 cm-1, la cual se atribuy ̤a la insaturacin̤ en el PVC. Las superficies de falla del sustrato se caracterizaron por medio de XPS; el espectro de alta resolucin̤ ajustado a la curva de N(1s) y Cl(2p) mostr ̤la formacin̤ de complejos de amina hidrocloro por protonacin̤ de los grupos amino de los silanos con HCl que fue liberado del PVC durante el comienzo de la deshidrocloracin̤ třmica. Adems̀, tom ̤lugar la cuartenizacin̤ de la sustitucin̤ nucleofl̕ica de grupos cloro all̕icos lb̀iles por grupos amino sobre los silanos, injertando de esta forma el PVC sobre los aminosilanos. Se determin ̤que el PVC que tena̕ agrupaciones β-cloroalil a lo largo de sus cadenas mostr ̤una mejor adhesin̤ con el acero recubierto de aminosilanos, y que la generacin̤ de grupos cloro arl̕icos en las cadenas de PVC fue el paso limitante de velocidad en la reaccin̤ entre el PVC y el aminosilano. Se investig ̤el efecto del entrecruzamiento de las pelc̕ulas de silano sobre la adhesin̤ entre el PVC y el acero recubierto con aminosilano, y se concluy ̤que la interdifusin̤ de la fase polm̕ero y la fase silano fue adicionalmente crt̕ica en obtener buena adhesin̤.