Al formular un adhesivo acrílico sensible a la presión a base de agua para etiquetas, la Tg suele ser uno de los primeros parámetros que establecemos. Indica si la película adhesiva seca se comportará relativamente blanda o firme a una temperatura determinada e influye en la pegajosidad inicial, la adhesión al despegado, la fuerza de sujeción, el rendimiento a bajas temperaturas y la exudación del adhesivo.

Sin embargo, la Tg por sí sola no determina si un adhesivo es adecuado. Durante la aplicación de etiquetas, el adhesivo debe humectar el sustrato rápidamente. Después de la unión, debe mantener suficiente resistencia cohesiva para resistir el deslizamiento, la exudación en los bordes y los residuos de adhesivo. El trabajo de formulación consiste principalmente en equilibrar estos dos requisitos.

¿Por qué afecta la Tg a la adhesión sensible a la presión?

Con una Tg más baja, las cadenas de polímero permanecen más móviles, lo que permite que la película adhesiva se mantenga blanda a temperaturas ambiente o bajas. Esto generalmente mejora la humectación de la superficie y la pegajosidad inicial.

A medida que aumenta la Tg, la película adhesiva se vuelve más firme. La resistencia cohesiva y la resistencia al deslizamiento pueden mejorar, pero la pegajosidad inicial y la humectación a bajas temperaturas pueden disminuir.

Según el criterio de Dahlquist, un adhesivo sensible a la presión necesita un módulo de almacenamiento suficientemente bajo a la temperatura de unión. Una referencia comúnmente utilizada es G′≤3×10

5 Pa a 1 Hz. En nuestro trabajo de formulación, también utilizamos una temperatura de servicio al menos 40°C superior a la Tg teórica como guía inicial de selección. La idoneidad final aún debe confirmarse mediante pruebas de pegajosidad, despegado, cizallamiento y resistencia a la temperatura.

Los valores de Tg analizados a continuación se refieren principalmente a la Tg teórica del polímero calculada a partir de la composición de monómeros. La adición de agentes de pegajosidad, la reticulación y la formación de película pueden cambiar la Tg real y el comportamiento viscoelástico de la película adhesiva terminada.

Estos rangos se basan en los sistemas de adhesivos acrílicos para etiquetas a base de agua desarrollados actualmente por Anhui Sinograce Chemical. Diferentes estructuras de monómeros, métodos de formulación y condiciones de prueba pueden producir resultados distintos. La Tg teórica no debe considerarse una especificación de rendimiento del producto terminado.

¿Una Tg más baja siempre es mejor para la pegajosidad inicial?

Un polímero con Tg baja permanece blando y humecta con mayor facilidad superficies rugosas o de baja energía superficial. A menudo es un buen punto de partida para aplicaciones en frío y etiquetas para congelador, donde el adhesivo necesita desarrollar contacto rápidamente sin volverse demasiado rígido.

Sin embargo, si la Tg es demasiado baja, la película adhesiva puede carecer de resistencia cohesiva. A temperaturas elevadas o con altos pesos de recubrimiento, esto puede provocar flujo en frío, exudación en los bordes y deslizamiento. La fuerza de sujeción al cizallamiento también puede disminuir.

En etiquetas removibles, una cohesión insuficiente puede hacer que la película adhesiva se divida durante la retirada, dejando parte del adhesivo en la superficie etiquetada.

Por lo tanto, una formulación con Tg baja normalmente requiere un control cuidadoso del peso molecular y la densidad de reticulación. Simplemente aumentar la proporción de monómeros blandos puede mejorar la pegajosidad, pero no necesariamente produce un adhesivo para etiquetas equilibrado.

¿Una Tg más alta es mejor para etiquetas removibles?

Un aumento moderado de la Tg puede mejorar la resistencia cohesiva y la estabilidad dimensional. Esto ayuda a controlar el deslizamiento a alta temperatura, la exudación durante el troquelado y los residuos de adhesivo durante la retirada.

El inconveniente es una menor humectación. Si la Tg es demasiado alta, el adhesivo puede volverse demasiado firme a la temperatura de etiquetado. En superficies rugosas o en condiciones frías, esto puede provocar una baja pegajosidad inicial, levantamiento de bordes o etiquetas que parecen adheridas al principio pero se desprenden posteriormente.

Un adhesivo removible no puede diseñarse únicamente aumentando la Tg. También deben considerarse la densidad de reticulación, el peso molecular, el peso de recubrimiento, la rigidez del material frontal y la superficie del sustrato.

¿Cómo afectan los agentes de pegajosidad y la reticulación al adhesivo?

Añadir un agente de pegajosidad cambia la Tg efectiva y la ventana viscoelástica de la formulación. El resultado depende del punto de ablandamiento del agente de pegajosidad, su compatibilidad con el polímero acrílico y el nivel de adición.

La reticulación mejora principalmente la resistencia cohesiva, la fuerza de sujeción y la resistencia a la fluencia. Una reticulación controlada puede reducir la tendencia de un adhesivo de Tg baja a exudar. Sin embargo, una reticulación excesiva puede reducir la pegajosidad, la humectación y la adhesión al desprendimiento.

En el desarrollo práctico, normalmente establecemos primero la Tg del polímero base y después ajustamos el peso molecular, la reticulación y la modificación de la pegajosidad. La formulación final se confirma mediante pruebas de recubrimiento y aplicación, en lugar de basarse únicamente en el valor de Tg.

¿Por qué pueden funcionar de manera diferente dos adhesivos con la misma Tg?

Dos emulsiones con una Tg teórica de −40 °C pueden mostrar una pegajosidad inicial, una adhesión al desprendimiento de 180° y una fuerza de sujeción al corte muy diferentes.

La diferencia puede deberse a la composición de monómeros, el peso molecular, el contenido de gel, la densidad de reticulación, el tipo de agente de pegajosidad o la estructura de las partículas de látex. Las condiciones de recubrimiento también son importantes. El peso de recubrimiento en seco, la temperatura de secado, la humedad residual, el tratamiento del material frontal y la energía superficial del sustrato pueden cambiar el resultado final de la unión.

Por esta razón, la Tg se utiliza mejor para definir la dirección inicial de la formulación. No puede sustituir las pruebas de etiquetas terminadas.

Antes de seleccionar un adhesivo para etiquetas a base de agua, es útil proporcionar el material frontal, el sustrato etiquetado, el peso de recubrimiento en seco, la temperatura de etiquetado, la temperatura de servicio y el requisito de adhesión permanente o removible. Estos detalles permiten seleccionar una Tg y un sistema de reticulación más adecuados.