El curado de adhesivos es un proceso mediante el cual el adhesivo se endurece y polimeriza por completo. Es muy importante que el proceso de curado garantice una unión química fuerte y duradera, ya que en caso contrario las uniones entre adhesivo y sustrato pueden debilitarse e incluso no producirse.
El Dr. Javier Gómez Sánchez defendió en IQS su doctorado industrial en el que propone una solución innovadora de curado de adhesivos ‘on-demand’ basado en una polimerización frontal autosostenida iniciada por luz UV-LED, viable a escala industrial y adaptable a múltiples aplicaciones
Actualmente, existe un creciente interés por los sistemas de curado UV ‘on-demand’, debido a su mayor versatilidad y eficiencia frente a métodos convencionales, como el curado térmico. Se trata de un proceso en el que se utiliza la luz ultravioleta para iniciar una reacción fotoquímica que genera una red de polímeros reticulados, de gran poder de adhesión. Las aplicaciones industriales son múltiples, debido a la rapidez y eficiencia del curado, pero esta tecnología de curado presenta una limitación importante: la incapacidad de curar zonas oscuras o materiales con geometrías complejas y de gran espesor, donde la luz no puede penetrar adecuadamente. Es lo que se conoce como el gran problema de curado en oscuridad o dark curing.
En este contexto, el Dr. Javier Gómez Sánchez llevó a cabo su tesis doctoral, “De la luz al frente: una novedosa tecnología de curado UV-LED bajo demanda para adhesivos avanzados y fabricación de composites”, en el Grupo de Ingeniería de Materiales – GEMAT de IQS. La tesis ha sido dirigida por el profesor Dr. Salvador Borrós Gómez y realizada dentro del Plan de Doctorados Industriales de la Generalitat de Cataluña, en modalidad de cofinanciación entre IQS School of Engineering (Universidad Ramón Llull) y la empresa Gloo, startup del grupo GEMAT y especialistas en el desarrollo de adhesivos de alto rendimiento.
Esta tesis doctoral propone una solución innovadora: un sistema de curado ‘on-demand’ basado en una polimerización frontal autosostenida iniciada por luz UV-LED, viable a escala industrial y adaptable a múltiples aplicaciones en sectores como los adhesivos, los composites o la impresión 3D.
Un innovador sistema de curado por luz
El reto principal de la investigación del Dr. Gómez era superar las limitaciones del dark curing y lograr un sistema que, una vez activado por luz, pueda continuar la reacción de curado de forma autosostenida, sin necesidad de otras fuentes de energía que completen totalmente el curado.
La estrategia seguida, denominada Cationic Induced Cationic Frontal Polymerisation (CICFP), ofrece una mayor versatilidad y disponibilidad de materias primas que la que ofrecían enfoques previos. Solamente con la inercia energética generada por la irradiación de luz, el proceso de curado avanza como un efecto dominó: una vez iniciado en el primer punto de reacción, se activan los siguientes puntos de forma continua, propagando el proceso de curado hasta completar todo el material.
En una primera fase, la tesis abordó el desarrollo de un portfolio de formulaciones UV-curing on-demand, tanto radicalarias como catiónicas, optimizadas para mejorar la reactividad, la profundidad de curado y la inhibición por oxígeno en sistemas radicalarios. Estas formulaciones demostraron su viabilidad en aplicaciones industriales como adhesivos, composites e impresión 3D. El análisis detallado de estos sistemas permitió definir con precisión los límites operativos de la tecnología UV convencional en aplicaciones de gran espesor o geometrías complejas, donde la luz no puede acceder a la totalidad del material.
Este estudio permitió establecer los criterios y requisitos clave que posteriormente guiaron el desarrollo de la estrategia CICFP para superar la limitación del dark curing. La formulación CICFP diseñada fue optimizada y adaptada para su posterior implementación en aplicaciones industriales reales, tanto en adhesivos como en la fabricación de composites estructurales.
La innovadora tecnología de curado ‘on-demand’ desarrollada en esta tesis ha sido objeto de solicitud de patente Europea en la Oficina Española de Patentes.
En conjunto, la tesis del Dr. Gómez sienta las bases para una nueva generación de tecnologías de curado ‘on-demand’, más eficientes y sostenibles, una solución innovadora que resuelve las limitaciones clave de los sistemas UV tradicionales y con alto potencial de aplicación en sectores como automoción, construcción, electrónica y fabricación aditiva.
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