AGENTES RETICULANTES EN EL ACABADO DEL CUERO 

Autor: Dr. Wenzel Bayer AG. 
Extractado de la Revista de la Cámara Curtidora del Paraguay

Los sistemas reticulantes son virtualmente indispensables en el acabado acuoso del cuero, y en particular, para camadas top.

Los efectos discutidos en este trabajo, representan una pequeña selección de los mejoramientos obtenidos por medio de la reticulación.

Como aumentaron las exigencias hechas al respecto de las propiedades de solidez del acabado del cuero, crece la importancia de los polímeros capaces de ser reticulados. Esto se aplica tanto a los productos usados en medio orgánico como a los usados en medio acuoso. Como regla, usar agentes reticulares significa emplear un sistema de dos componentes en lugar de un sistema de un solo componente. Cuando un curtidor escucha el término "sistema de dos componentes", su reacción es pensar solamente en todos los problemas que ello envuelve:

• POT LIFE limitado

• Regulación de tiempo más crítica

• Posibilidad de aumento de los efluentes

• Necesidad de manipular productos altamente reactivos

Esto explica porque muchos curtidores tienen aversión a los sistemas de dos componentes. Teniendo esto en mente, nosotros tanto como los proveedores, necesitamos respuestas para las siguientes preguntas:

¿Son necesarios los sistemas de dos componentes?

En caso afirmativo, ¿qué sistemas reticulantes son recomendables?

¿Qué efectos se obtienen a través de la reticulación?

El objetivo de este trabajo es considerar estas tres preguntas.

¿LOS SISTEMAS DE DOS COMPONENTES SON NECESARIOS?

Para responder estas preguntas, en primer lugar, precisamos volcar brevemente nuestra atención hacia la química-física de los polímeros, y en particular hacia su peso molecular, grado de ramificación y viscosidad y el efecto que uno tiene sobre el otro.

Una vez que, del punto de vista del consumidor, estas propiedades físicas varían considerablemente, dependiendo de si los productos son previstos en forma disuelta o dispersa. Dividiremos los productos en dos grupos.

POLÍMEROS DISUELTOS

En este caso la viscosidad depende no solo de la concentración, también del peso molecular y del grado de reticulación del polímero. Si el peso molecular o el grado de reticulación en ambos aumenta, la viscosidad aumenta.

Al mismo tiempo, la mayor parte de las propiedades físicas mejora con el aumento del peso molecular. Por eso, el objetivo es ofrecer productos con el peso molecular lo más alto posible. Mas estos mismos con pesos moleculares relativamente bajos, pueden tener una viscosidad tan alta que torne difícil el procesamiento, pero no imposible, hasta las mismas temperaturas elevadas (por ejemplo 50?70°), y hasta si el producto fue reducido al tenor de los sólidos de 1020%. En tales sistemas no hay alternativa a no ser reduciendo el peso molecular.

Para aumentar el nivel de propiedades de solidez física de tales polímeros, es necesario aumentar el peso molecular. Esto se hace por medio de una reacción reticulante, activada preferencialmente después del revestimiento. El tiempo entre la adición del agente reticulante y el punto en que la mezcla se torna improcesable, por ejemplo debido a la congelación, es conocido como POT LIFE.
Y ello depende de:

Presencia de impurezas reactivas. Reactividad del agente reticulante y del polímero. Concentración de agentes reticulantes en relación a los polímeros. Funcionalidad del agente reticulante/polímero. Temperatura de lo componentes de reacción. Posibles influencias catalíticas

POLÍMEROS DISPERSOS

Los problemas con los polímeros dispersos son comparables a los polímeros disueltos. Aquí las dificultades causadas por la viscosidad como función del peso molecular y el grado de reticulación, ocurren frecuentemente duran te el proceso de manufactura. En tanto raramente hay un trazo de alta viscosidad en las etapas intermedias sobre el producto final, la dispersión.

Un alto peso molecular y particularmente un alto grado de reticulación de polímero básico, pueden proporcionar complicaciones futuras con la formación de partículas de lo productos (por ejemplo, en el flujo). Las dispersiones acuosas dan películas inferiores a los de base orgánica, especialmente con relación a las propiedades de resistencia húmeda.

Los polímeros que reticulan sobre la aplicación probaron ser mejores para las propiedades de resistencia física de los acabados y aún para las propiedades de resistencia húmeda de los mismos productos sin reticulación: esto es, los sistemas de dos componentes son de gran interés para los polímeros dispersos.

CONVENIENCIA DE LOS SISTEMAS

La química de los agentes reticulares varía mucho conforme a los efectos que se pueden obtener con ellos.

Hay sistemas de un componente modificado en los cuales el mecanismo reticulante es desencadenado por un factor externo, como la temperatura, la radiación UV o la radiación de electrones, los productos de esta base no son ampliamente usados en el acabado del cuero, porque la tecnología necesaria aún no fue introducida en la industria del cuero.

AGENTES RETICULANTES PARA SISTEMAS DE DOS COMPONENTES ORGÁNICOS

De los productos usados en la fase orgánica, apenas los poliuretanos son generalmente reticulados. Los isocianatos de doble función y los de funcionalidad más elevada son especialmente aconsejados para ello. El endurecimiento muy débil de los polímeros que ocurre, es debido a la formación de dos grupos alofanatos duros.

En tanto, como los acabados son muy finos, este leve endurecimiento no perjudica realmente el carácter del cuero. Además el reticulante proporciona una mejora considerable en algunas propiedades de resistencia física del cuero acabado (por ejemplo, resistencia a los solventes y propiedades de suavizar).

AGENTES RETICULANTES USADOS PREFERENCIALMENTE EN FASES ACUOSAS

Algunos de los más antiguos representantes de este grupo son las melaminas metilolatadas y sus éteres. Este mecanismo reticulante opera no solo en medio acuoso, sino también en medio orgánico. El POT LIFE de estos sistemas es muy largo, porque el grado de reticulación es relativamente lento. Con todo esto, puede ser acelerado, aumentando la temperatura y reduciendo el pH.

Está visto que el cuero, como sustrato es extremadamente sensible a altas temperaturas y como raramente se utilizan altas temperaturas en el túnel de secado, se recomienda este tipo de reticulación apenas en una extensión limitada. En aplicación sobre textiles, por otro lado, en que se exigen altas temperaturas, ello es ampliamente usado.

Los agentes reticulantes más comúnmente usados son los "epoxis", tanto en sistemas orgánicos como acuosos.

El grado de reacción de los epoxis depende en gran escala, de dos coreagentes y de la temperatura. Como resultado de las condiciones predominantes, los sistemas usados en la producción del cuero son relativamente lentos, son necesarios de 3 a 4 días para completar la reacción. Este tiempo largo de reacción significa que el curtidor precisa esperar más tiempo para poder evaluar el cuero.

La reacción lenta presenta ventajas para el acabado, porque la adhesión de las camadas, por ejemplo, es considerablemente mejor con sistemas lentos que con sistemas rápidos. Consecuentemente con estos sistemas, se garantiza un pot life de aproximadamente dos días (en temperatura ambiente).

Los agentes reticulantes más activos de este grupo son las aziridinas.

Estas reactivan muy rápidamente, y no muy selectivamente. Ahora, esto no significa que el efecto reticulante pueda ser evaluado con rapidez, también puede proporcionar fácilmente problemas con la adhesión entre las capas individuales del acabado. La comparación de las propiedades de solidez obtenidas con reticulantes "epoxis", aziridina y carbodimida, mostró que los tres tipos de reticulaciones, al final de cuentas, tienen efectos semejantes.

Los agentes reticulantes con carbodimida activan, muy lentamente con ácidos carboxílicos, y también muy selectivamente. Además es posible la hidrólisis con agua para producir urea, ésta reacción es aún más lenta, dando como resultado un pot life de aproximadamente 2-3 días de mezcla acuosa con el agente reticulante. Naturalmente esto significa que el efecto de la reticulación solo puede ser evaluado después de 4 a 5 días.

Ahora si la reactividad del agua con los isocianatos es muy alta, es posible usar isocianatos modificados como reticulantes para uniones de polímeros acuosos. La reacción es la misma en la base orgánica. El pot life de esta mezcla es limitado a 2?10 horas, dependiendo de los componentes de reacción. Los isocianatos activan con grupos amino,r hidroxi, carboxi, urea y uretano. Por tanto, son aún más versátiles que las aziridinas. Pero activan más lentamente que las mismas y son menos peligrosas en relación a las alergias.

AGENTES RETICULANTES USADOS SOLAMENTE EN SISTEMAS ACUOSOS

El más antiguo agente reticulante en sistemas acuosos es sin duda el formaldehído.

En el acabado del cuero, ahora es utilizado virtualmente para la reticulación de caseína. Su reactividad con grupos N-H, es particularmente alta. En el túnel de secado ocurre la eterificación de los grupos metilo resultantes de manera relativamente rápida. Se debe registrar que este tipo de reticulación es reversible.

En muchos casos, ya la fijación consecuente con el formaldehído que posibilita, de cualquier modo el brillo, o en caso contrario forma felpas.

En muchos casos, ya la fijación consecuente con el formaldehído que posibilita, de cualquier modo el brillo, o en caso contrario forma felpas.

Las reacciones iónicas están entre las reacciones químicas más rápidas.

Un ejemplo de reticulación iónica es la reticulación de los grupos carboxílicos con óxidos metálicos. Del punto de vista fisiológico, los agentes reticulantes iónicos usados en la industria del cuero, son más seguros que todos los demás tipos de agentes reticulantes.

Los óxidos metálicos son usados en la medicina humana (en ungüentos de uso externo). A pesar de su alto grado de reacción, los agentes reticulantes iónicos son muy selectivos, porque pueden reaccionar solo con grupos ácidos, esto es, las resinas precisan ajustarse, a este mecanismo reticulante.

Una seria desventaja de la reticulación con óxidos metálicos, es su efecto catalítico sobre la descomposición hidrolítica de los polímeros, los cuales son muy sensibles a la hidrólisis.