Mechanical properties and adhesive behavior of cyanoacrylate-graphene nanocomposites

Abstract

Los adhesivos de cianoacrilato son de especial interés porque curan a temperatura ambiente y son capaces de unir una gran variedad de sustratos en poco tiempo. Son adhesivos monocomponentes, que se curan sin necesidad de añadir un iniciador o agentes de curado. La reacción de polimerización de los adhesivos de cianoacrilato se inicia mediante radicales libres o nucleófilos, es decir, bases neutras o iniciadores iónicos como la molécula de agua, y se estabiliza mediante la adición de un ácido fuerte y de inhibidores de radicales libres. Una vez curados, los adhesivos de cianoacrilato suelen ser duros y con una buena resistencia al cizallamiento, pero son frágiles y con escasas propiedades de pelado. Para mejorar sus propiedades mecánicas en términos de dureza, resistencia al pelado y al cizallamiento, los más utilizados son los agentes de refuerzo a base de caucho. Además, la mejora de la conductividad eléctrica de los adhesivos de cianoacrilato los hace adecuados para su uso en la fabricación de componentes electrónicos y microelectrónicos. En los últimos tiempos el grafeno y otros nanomateriales basados en el carbono, debido a su estructura única y sus excelentes propiedades físicas y químicas, han despertado un gran interés para mejorar las propiedades mecánicas y eléctricas de las resinas poliméricas. Este estudio experimental se realizó para evaluar el efecto del grafeno y las nanoplaquetas de grafeno como refuerzo de los adhesivos de cianoacrilato para mejorar las propiedades mecánicas y eléctricas y la influencia del método de incorporación.

Cyanoacrylate adhesives are of special interest because those adhesives are cured at room temperature, as well as they are able to bond a wide variety of substrates in short times. They are one-part adhesives, which cured without the addition of an initiator or curing agents. The polymerization reaction of cyanoacrylate adhesives is initiated by free radicals or nucleophiles, i.e., neutral bases or ionic initiators such as the water molecule and is stabilized through the addition of a strong acid and free radical inhibitors. When cured, cyanoacrylate adhesives generally are hard with good shear strength but are brittle with poor peel properties. To enhance their mechanical properties in terms of toughness, peel and shear strength, the most typically used are rubber based toughening agents. In addition, improve electrical conductivity of cyanoacrylate adhesives make them suitable for use in the manufacture of electronic and microelectronic components. In recent times graphene and other carbon-based nanomaterials due to its unique structure and excellent physical and chemical properties, have attracted great interest to improve the mechanical and electrical properties of the polymer resins. This experimental study was conducted to evaluate the effect of graphene and graphene nanoplatelets as reinforcement of cyanoacrylate adhesives to improve mechanical and electrical properties and the influence of the incorporation method.