¿Cómo evaluar la eficiencia de un recubrimiento antiadherente?

En la actualidad existen varias formar de abordar la eficiencia de un recubrimiento con propiedades antiadherentes. En cualquier caso, no es un asunto completamente resuelto y se siguen proponiendo nuevos avances. Existen, varias aproximaciones que se complementan.

Propiedades físicas

Es conocida que la mojabilidad de una superficie está relacionada con la capacidad de repeler líquidos. En física esto se evalúa a través de la determinación del ángulo de contacto de una gota que se deposita sobre una superficie. Determinado el valor numérico de este ángulo podemos establecer el nivel de repelencia a ese tipo de gota. De forma intuitiva, si cuando depositamos una gota sobre una superficie, esta gota toma una forma muy esférica, estamos ante una superficie muy repelente y, si, por el contrario, la gota depositada se extiende y es muy plana, estamos ante superficies muy mojables. En definitiva, el ángulo de contacto o mejor los ángulos de avance y retroceso, ángulos que definen más adecuadamente los fenómenos de mojabilidad, están relacionados con el nivel de repelencia a líquidos de la superficie.

Otra propiedad de interés en el ámbito físico es la energía superficial. Se sabe que aquellos materiales que disponen de energías superficiales bajas como los fluoropolímeros, algunos grupos de silanos, siloxanos y otros materiales tienen baja capacidad de adhesión o mojabilidad, en definitiva, son antiadherentes. Esta es una propiedad que se puede evaluar numéricamente y que está relacionada con la capacidad antiadherente.

El problema es que estas propiedades físicas son aproximaciones a superficies ideales ensayadas en condiciones de laboratorio con líquidos de alta pureza. La realidad de las superficies antiadherentes que se utilizan en muchos ámbitos industriales hace que estas características sean de interés, pero no determinantes.

Ensayos con alimentos

Como una de las más conocidas aplicaciones de los recubrimientos antiadherentes han sido su uso en alimentación, un gran grupo de ensayos, alguno de ellos normalizados, se han propuesto para determinar el comportamiento de estos materiales durante su uso en un proceso real de cocinado. De este modo encontramos ensayos de quemado de la leche, ensayo de ebullición del arroz, ensayo con jugo de tomate, ensayo del huevo, ensayos con masas de pan cake, entre otros.

Estos ensayos dan una información valiosa y comparable entre distintos tipos de antiadherentes y muestran su eficiencia ante los alimentos propuestos.

Ensayos con otros materiales no alimentarios

Los recubrimientos antiadherentes se aplican también en el ámbito industrial alejado de la alimentación y, por ello, se han propuesto diversos test para ensayar estos materiales frente a espumas de poliuretano, resinas poliméricas, hielo, entre otros. De tal forma que se han generado moldes que permitan medir la presión de despegue de probetas normalizadas de estos materiales sobre las superficies antiadherentes y analizar el comportamiento tras diversos ciclos de aplicación.

Ensayos de desgaste

Instituciones de normalización, fabricantes de recubrimientos antiadherentes, investigadores, han propuesto otra serie de ensayos que involucran otros aspectos que no son abordables en los ensayos de propiedades físicas o de uso alimentario, como es la durabilidad del recubrimiento.

Diversos métodos existen para estas pruebas desde el uso de bolas de metal y abrasivos con agua y que tras un movimiento oscilante normalizado determinan el aspecto del recubrimiento tras tiempo tasados de ensayo. En otro caso, la utilización de discos de material abrasivo que tras ciclos de aplicación muestran el desgaste. El uso de estropajos o lanas normalizadas y el análisis tras una serie de ciclos de uso con una presión determinada. Ensayos de abrasión, Taber, etc.

En definitiva, se trata de realizar ensayos que evalúen la pérdida, fundamentalmente, de espesor y textura del recubrimiento y, en definitiva, cualidades de antiadherencia, tras su uso y que nos permitan inferir las propiedades de estos recubrimientos en servicio.

Caracterización del recubrimiento

Finalmente, y no de menor importancia, es caracterizar adecuadamente el recubrimiento. Esto nos dará una información valiosa sobre la eficiencia del recubrimiento. Para ello debe conocerse el espesor, habitualmente expresado en micro metros, el tipo de resina que lo constituye: PFA, FEP, PTFE, silicona, siloxano, sol-gel, etc. La textura o rugosidad es otra propiedad de interés que puede ser evaluada a través de un perfilómetro, rugosímetro o microscopia óptica. Existe mucha literatura científica que aborda los niveles óptimos para la eficiencia de la antiadherencia.

Además de esta información es común identificar la dureza del recubrimiento, existen diversas normas y ensayos: dureza lápiz, Shore, Buchholz, varilla durométrica, entre otros. La calidad de fijación al sustrato es otro aspecto de elevado interés, de nuevo, existen distintas normas y ensayos para evaluarlos: ensayos de corte por enrejado, ensayo de pull-off, etc. Otros ensayos, como el comportamiento a niebla salina, reactividad química, etc., también son de interés.

En definitiva, como hemos comentado, existen varias formas de evaluar la eficiencia de un recubrimiento antiadherente y la selección de algunas de las comentadas con anterioridad, dependiendo del uso del recubrimiento, permiten tener la información más completa y contrastada sobre la cualidad y eficiencia del recubrimiento.

Desde Tecnimacor tenemos una amplia experiencia para caracterizar y ensayar nuestros recubrimientos y para asegurar la mejor solución a las necesidades de nuestros clientes.