El curat d’adhesius és un procés mitjançant el qual l’adhesiu s’endureix i polimeritza per complet. És molt important que el procés de curat garanteixi una unió química forta i duradora, ja que en cas contrari les unions entre adhesiu i substrat poden debilitar-se i inclús no produir-se.
El Dr. Javier Gómez Sánchez va defensar a IQS el seu doctorat industrial en el qual proposa una solució innovadora de curat d’adhesius ‘on-demand’ basat en una polimerització frontal autosostenible iniciada per llum UV-LED, viable a escala industrial i adaptable a múltiples aplicacions
Actualment, existeix un creixent interès per als sistemes de curat UV ‘on-demand’, a causa de la seva major versatilitat i eficiència davant mètodes convencionals, com és el curat tèrmic. Es tracta d’un procés mitjançant el qual s’utilitza llum ultraviolada per a iniciar una reacció fotoquímica que genera una xarxa de polímers reticulats, de gran poder d’adhesió. Les aplicacions industrials són múltiples, gràcies a la rapidesa i eficiència del curat, però aquesta tecnologia de curat presenta una limitació important: la incapacitat de curar zones fosques o materials amb geometries complexes i de gran gruix, en els quals la llum no pot penetrar adequadament. És el que es coneix com el gran problema de curat en foscor o dark curing.
En aquest context, el Dr. Javier Gómez Sánchez va dur a terme la seva tesi doctoral, “De la llum al davant: una nova tecnologia de curat UV-LED sota demanda per a adhesius avançats i fabricació de composites”, al Grup d’Enginyeria de Materials – GEMAT d’IQS. La tesi ha estat dirigida pel professor Dr. Salvador Borrós Gómez i ha estat realitzada dins del Pla de Doctorats Industrials de la Generalitat de Catalunya, en modalitat de cofinançament entre IQS School of Engineering – Universitat Ramon Llull i l‘empresa Gloo, startup del grup GEMAT i especialistes en el desenvolupament d’adhesius d’alt rendiment.
Aquesta tesi doctoral proposa una solució innovadora un sistema de curat ‘on-demand’ basat en una polimerització frontal autosostenible iniciada per llum UV-LED, viable a escala industrial i adaptable a múltiples aplicacions en sectors com els adhesius, els composites o la impressió 3D.
Un innovador sistema de curat per llum
El repte principal de la recerca del Dr. Gómez era superar les limitacions del dark curing i aconseguir un sistema que, un cop activat per llum, pugui seguir amb la reacció de curat de forma autosostenible, sense necessitat d’altres fonts d’energia que completin el curat.
L’estratègia seguida, denominada Cationic Induced Cationic Frontal Polymerisation (CICFP), ofereix una major versatilitat i disponibilitat de matèries primeres que la que oferien enfocaments previs. Només amb la inèrcia energètica generada per la irradiació de llum, el procés de curat avança com un efecte dominó: un cop iniciat en el primer punt de reacció, s’activen els següents punts de forma contínua, propagant el procés de curat fins a completar tot el material.
En una primera fase, la tesi va abordar el desenvolupament d’un dossier de formulacions UV- curing on-demand, tant radicalàries com catiòniques, optimitzades per tal de millorar la reactivitat, la profunditat de curat i la inhibició per oxigen en sistemes radicalaris. Aquestes formulacions van demostrar la seva viabilitat en aplicacions industrials com adhesius, composites i impressió 3D. L’anàlisi detallada d’aquests sistemes va permetre definir amb precisió els límits operatius de la tecnologia UV convencional en aplicacions de gran gruix o geometries complexes, on la llum no pot accedir a la totalitat del material.
Aquest estudi va permetre establir els criteris i requisits clau que, posteriorment, van guiar el desenvolupament de l’estratègia CICFP per superar la limitació del dark curing. La formulació CICFP dissenyada va ser optimitzada i adaptada per a la seva posterior implementació en aplicacions industrials reals, tant en adhesius com en la fabricació de composites estructurals.
La innovadora tecnologia de curat ‘on-demand’ desenvolupada en aquesta tesi ha estat objecte de sol·licitud de patent Europea a l’Oficina Espanyola de Patents.
En conjunt, la tesi del Dr. Gómez estableix les bases per a una nova generació de tecnologies de curat ‘on-demand’, més eficients i sostenibles, una solució innovadora que resol les limitacions clau dels sistemes UV tradicionals i amb elevat potencial d’aplicació en sectors com l’automoció, construcció, electrònica i fabricació additiva.
COL·LABORADORS
