Parámetros De Solubilidad De Hildebrand

rINTRODUCCION
Parámetro de Solubilidad

Cuando el sustrato es orgánico y no demasiado polar, el parámetro de solubilidad es útil para ayudar en la selección de un adhesivo.
Si el lazo entre adhesivo y sustrato es ser fuertes, debe haber una disminución en la energía libre como resultado de la combinación de los dos.
ΔF = ΔH - T ΔS,
donde ΔH es el calor de mezcla y ΔS es el cambio en laentropía. En general, cuando dos materiales son mezclados, hay un incremento en la entropía; por consiguiente el segundo término a la derecha de la ecuación es negativo. Si podemos ignorar el término del calor de la mezcla, la energía libre también será negativa. Esto nos dice que los materiales tienden a combinar siempre y cuando el calor de mezcla no es muy alto en el lado positivo. Vemos,también, que el aumento de la temperatura hace el término de la entropía más negativo, lo que ayuda en el proceso de combinación. Esto es particularmente cierto cuando al menos uno de los materiales que son mezclados o combinados es un polímero de alta.
El calor de mezcla depende de las fuerzas de atracción entre el adhesivo y el adherente. Estas fuerzas pueden ser o bien enlaces primarios o secundarios.Si el calor de mezcla es cero o si es negativo como el resultado de enlaces de hidrógeno o combinación química de otro adherente y adhesivo, después el mojado seguramente se logrará. Para los pares más no polares o moderadamente polares de materiales, sin embargo, el calor de mezcla es positivo; por consiguiente la energía libre disminuirá sólo si este término positivo no es demasiado alto.Hildebrand y otros utilizaron el concepto parámetro de solubilidad, δ, para mostrar porque algunos pares de materiales se mezclan más fácilmente que otros. El parámetro de solubilidad está relacionado a la presión interna o densidad de energía cohesiva:
δ = (ΔE / V)1/2
donde ΔE = la energía de vaporización, y V = el volumen molar.
El término, ΔE / V , la energía de vaporización por cc, esllamada la presión interna o densidad de energía cohesiva. Su raíz cuadrada, el parámetro de solubilidad, se denomina "Hildebrand".
Para líquidos tales como los fluorocarbonos e hidrocarburos , esta energía es muy baja; por lo tanto, los materiales de bajo peso molecular de estas composiciones tienen puntos de ebullición muy bajos. Los fluorocarbonos de bajo peso molecular fueron usados endispensadores en aerosol, hasta que se dieron cuenta de que afectan negativamente la capa de ozono, y los hidrocarburos de bajo peso molecular son los principales constituyentes del gas natural.
Tan pronto como incorporamos grupos polares, encontramos que se requiere más energía para vaporizar una molécula, por ejemplo, para separarlo de sus compañeros. Por lo tanto, la acetona tiene un punto de ebulliciónmás alto que el butano, y el alcohol isopropílico es aún mayor, aunque las tres moléculas son de aproximadamente el mismo tamaño y peso.
Hildebrand indicó que cuanto mayor es la diferencia entre los parámetros de solubilidad de los dos materiales, mayor es el calor (positivo y no deseable) de la mezcla.
ΔH = V(δ1 - δ2)2 φ1 φ2
donde V = el volumen total, y φ1 y φ2 = las fracciones devolumen de los componentes respectivos.
Por consiguiente, la combinación es más probable que tenga lugar cuando el adhesivo y adherente son más iguales en parámetro de solubilidad. Además, el compuesto es más probable que resista la intrusión de otro material (por ejemplo, agua) cuando los parámetros de solubilidad son muy parecidos.
La teoría de los Parámetros de Solubilidad se adelantó por primeravez por Hildebrand y Scott. Small desarrolló un método para calcular los parámetros de las contribuciones de los grupos dentro de la molécula. Burrell, Hansen y Crowley y otros fueron especialmente exitosos en la utilización del concepto para la formulación de recubrimientos con base en el solvente; y Skeist lo aplicó a la selección de adhesivos para plásticos. Gardon ha proporcionado una...