Fluorooxidación
La fluorooxidación (F/O) es un pretratamiento de superficies que se realiza en línea a condiciones ambientales. Si bien la ciencia del uso de gas de flúor (F2) para la modificación de superficies se conoce desde hace más de 50 años, no ha sido ampliamente adoptada, principalmente por las preocupaciones de seguridad relacionadas con el manejo de este gas. El avance significativo que convirtió a la fluorooxidación en un pretratamiento comercialmente viable para lograr una unión adhesiva de alta resistencia es su procesamiento seguro del gas y su neutralización ecológica. Celdas electrolíticas de pequeña escala, controladas por computadora, permiten utilizar el gas de flúor de forma segura, a bajas concentraciones y bajas presiones.
Una ventaja de la F/O es su capacidad para tratar eficazmente áreas de superficie grandes y pequeñas con geometrías complejas (zonas remotas o aisladas), en tamaños que van desde tubos capilares hasta tubos y carcasas de gran diámetro. La F/O es un proceso de oxidación, a diferencia de los pretratamientos por flama y por descarga eléctrica, que son plasmas de oxidación superficial en fase gaseosa por descarga luminiscente. A diferencia del tratamiento por plasma de gas frío RF en cámara presurizada, la F/O se realiza a condiciones ambientales. Durante el procesamiento de F/O, la superficie del sustrato se expone a gas de flúor y a otros gases reactivos y no reactivos dentro de una cámara controlada. De forma similar a los procesos de oxidación superficial en fase gaseosa, se generan grupos funcionales que contienen oxígeno, como hidroxilo, carbonilo y carboxilo, lo que hace que la superficie sea humectable y muy polar. Estos mecanismos químicos y físicos son necesarios para lograr uniones adhesivas fuertes.
La F/O se utiliza para modificar la superficie de polvos de polietileno de ultra alto peso molecular (UHMW PE) y polietileno de alta densidad (HDPE), con el fin de conferir una superficie hidrofílica (humectable con agua) a estos materiales normalmente hidrofóbicos. Este cambio en la compatibilidad, así como en la capacidad de unión adhesiva, permite que estos polvos tratados se comercialicen como aditivos de desempeño para su uso en poliuretanos, epóxicos, hules, poliésteres insaturados e incluso sistemas a base de agua.
El tratamiento de F/O es duradero y con frecuencia permanente, ya que la química del tratamiento puede penetrar considerablemente más profundo que otros procesos de preparación de superficies. Esta durabilidad es importante porque evita la necesidad de utilizar rápidamente los artículos tratados y permite mantener en inventario los sustratos tratados durante largos periodos. Contrario a la creencia común, el uso de sustancias químicas altamente reactivas es, en realidad, ecológico, ya que estas sustancias se neutralizan de forma rápida y prácticamente cuantitativa gracias a su alta reactividad. Los procesos que utilizan sustancias químicas no reactivas son de los más difíciles de depurar o neutralizar. El medio depurador de estado sólido usado para neutralizar el proceso de F/O tiene valor comercial para otras empresas manufactureras y se vende como reactivo.
Solicite su cotización gratuita
Scott Sabreen — Presidente e ingeniero en jefe, con más de 30 años de experiencia. Contáctenos hoy mismo para analizar su aplicación y las soluciones SABREEN sin costo ni compromiso. Tráiganos sus retos más difíciles.
Teléfono: +1 972-820-6777
Preguntas frecuentes
¿Qué es la fluorooxidación?
La fluorooxidación (F/O) es un pretratamiento superficial que se ejecuta en línea en condiciones ambientales y en el que el sustrato se expone a flúor gaseoso junto con otros gases reactivos y no reactivos en una cámara controlada. En la superficie se crean grupos funcionales oxigenados —hidroxilo, carbonilo y carboxilo— que la vuelven mojable y muy polar, y eso es lo que permite uniones adhesivas resistentes.
Si la química del flúor se conoce desde hace 50 años, ¿por qué la fluorooxidación solo ahora es práctica?
Por las preocupaciones de seguridad en la manipulación del flúor gaseoso, que impidieron su aceptación generalizada más que cualquier duda sobre la ciencia. El avance que la hizo viable comercialmente es el procesado seguro del gas con neutralización respetuosa con el medio ambiente: celdas electrolíticas de pequeña escala y control informático permiten generar y emplear el flúor a bajas concentraciones y bajas presiones.
¿Cuánto dura el tratamiento por fluorooxidación?
El tratamiento F/O es duradero y con frecuencia permanente, porque su química penetra bastante más que otros procesos de preparación superficial. Esa longevidad es la ventaja práctica: las piezas tratadas no han de emplearse deprisa y pueden almacenarse largos periodos, al contrario que las tratadas con procesos de plasma en fase gaseosa.
¿Qué geometrías puede tratar la fluorooxidación?
Trata superficies grandes y pequeñas de geometría compleja, incluidas zonas remotas y aisladas, en tamaños que van desde tubos capilares hasta tubos y carcasas de gran diámetro. Ese alcance a zonas que un proceso de línea de visión no ve es una de sus características distintivas.
¿La fluorooxidación daña el medio ambiente?
Al contrario de lo que suele creerse, emplear aquí una química muy reactiva resulta favorable para el medio ambiente. Los productos muy reactivos se neutralizan con facilidad y de forma prácticamente cuantitativa precisamente porque son tan reactivos; los más difíciles de depurar son los poco reactivos. El medio depurador sólido agotado del proceso F/O tiene valor comercial y se revende como reactivo.
¿Para qué se usa la fluorooxidación además de para unir piezas?
Se emplea para modificar superficialmente polvos de PE-UHMW y HDPE, dando a estos materiales normalmente hidrófobos una superficie hidrófila y mojable por agua. Los polvos tratados se venden después como aditivos de rendimiento para poliuretanos, epoxis, cauchos, poliésteres insaturados e incluso sistemas de base acuosa.
