ES2638844T3

ES2638844T3 - Composición adhesiva que comprende quitosano desacetilado

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Publication number: ES2638844T3
Application number: ES11741672.7T
Authority: ES
Inventors: Jean-Denis Mathias; Michel Grediac; Hélène DE BAYNAST; Philippe Michaud; Anil Patel
Original assignee: Inst Nat De Rech En Sciences Et Tech Pour L'environnement Et L'agriculture; Universite Clermont Auvergne; Institut National de Recherche en Sciences et Technologies Pour Lenvironnement et lAgriculture IRSTEA
Current assignee: Inst Nat De Rech En Sciences Et Tech Pour L'environnement Et L'agriculture; Universite Clermont Auvergne; Institut National de Recherche en Sciences et Technologies Pour Lenvironnement et lAgriculture IRSTEA
Priority date: 2010-07-16
Filing date: 2011-07-13
Publication date: 2017-10-24
Anticipated expiration: 2031-07-13
Also published as: FR2962738B1; AU2011278165B2; AU2011278165A1; BR112013001110A2; CN103249792B; US20130143041A1; RU2013106837A; AU2011278165A8; CN103249792A; EP2593523B1; US9670387B2; EP2593523A1; FR2962738A1; CA2806163A1; WO2012007697A1; CA2806163C

Abstract

Composición adhesiva que comprende: (a) de 3 a 10 % en peso de al menos un quitosano desacetilado que tiene un grado de desacetilación superior o igual a 75 %; (b) de 0,5 a 5 % en peso de al menos un ácido orgánico o inorgánico; (c) al menos un compuesto seleccionado de entre: (c1) de 0,001 a 8 % en peso de un compuesto polianiónico, (c2) de 0,001 a 2 % en peso de un poliol de fórmula CnH2n+2On, en la que n representa un número entero comprendido entre 2 y 20, (d) una cantidad adicional de un soporte acuoso.

Description

DESCRIPCION

Composicion adhesiva que comprende quitosano desacetilado

5 [0001] La invencion se refiere a una composicion adhesiva, as! como a un procedimiento de adherencia que

comprende la aplicacion de dicha composicion. La invencion se refiere mas particularmente a una composicion adhesiva que comprende al menos un quitosano desacetilado, un acido y un compuesto adicional.

[0002] La adherencia estructural es una tecnologla utilizada habitualmente para unir todo tipo de materiales. 10 Encuentra su aplicacion en numerosos campos industriales, tales como la edificacion, la construccion de

automoviles, aeronautica, ferroviaria, naval o incluso las estructuras de madera o para ventanas.

[0003] La adherencia estructural permite realizar montajes con adhesivos que pueden soportar tensiones tan importantes como los montajes mecano-soldados.

15

[0004] Los adhesivos estructurales se suelen disenar para resistir a esfuerzos de cizallamiento superiores a 7 MPa.

[0005] Los adhesivos estructurales conocidos hoy en dla estan compuestos de materiales de origen sintetico, 20 tales como poliuretanos, epoxidos o acrllicos y la presencia de compuestos volatiles organicos (CVO) u otros

compuestos potencialmente toxicos en estos adhesivos supone un problema importante para la salud humana y el medio ambiente.

[0006] Los polisacaridos se han identificado como una alternativa potencial a la utilizacion de materiales 25 sinteticos, y especlficamente de quitosano. Las composiciones adhesivas que comprenden quitosano desacetilado

solubilizado en una solucion de acido acetico permiten mejorar la adherencia de placas de contrachapado (K.Umemura y col., Koen Yoshishu - Nippon Setchaku Gakkai Nenji Taikai, 2002, 40, 71-72). No obstante, las composiciones adhesivas as! obtenidas no pueden resistir a los esfuerzos de cizallamiento superiores o iguales a 2 MPa.

30

[0007] Otros compuestos se introdujeron en composiciones adhesivas a base de quitosano desacetilado para mejorar la fuerza de adherencia. Las composiciones que comprenden quitosano desacetilado solubilizado en una solucion de acido acetico y asociado con glucosa se han descrito como modo de mejorar la adherencia de las placas de contrachapado (K.Umemura, Development of new natural polymer-based Wood adhesives III: effects of glucose

35 addition on properties of chitosan, Journal of Wood Science, 2010). Sin embargo, estas composiciones no pueden resistir a los esfuerzos de cizallamiento superiores o iguales a 2,5 MPa.

[0008] Por consiguiente, en la actualidad existe la necesidad de obtener composiciones adhesivas a base de materiales de origen natural con propiedades adhesivas al menos equivalentes a los materiales sinteticos y que

40 permitan limitar, incluso suprimir los riesgos para la salud y el medio ambiente.

[0009] La presente invencion permite aportar una solucion a todos los problemas o parte de los problemas del estado de la tecnica.

45 [0010] Un primer objetivo de la presente invencion es por tanto proporcionar una composicion adhesiva a

base de quitosano desacetilado y que pueda aplicarse a la adherencia estructural, as! como un procedimiento de adherencia estructural mediante la aplicacion de dicha composicion.

[0011] Un segundo objetivo de la presente invencion es proporcionar una composicion adhesiva a base de 50 quitosano desacetilado que sea facil y economica de formular, as! como un procedimiento de adherencia estructural

que sea simple y economico de implementar.

[0012] Un tercer objetivo de la presente invencion es proporcionar una composicion a base de quitosano desacetilado que presenta a la vez propiedades adhesivas suficientes para la adherencia estructural y propiedades

55 antimicrobianas.

[0013] Un cuarto objetivo de la presente invencion es proporcionar una composicion a base de quitosano desacetilado que presenta propiedades adhesivas suficientes para la adherencia estructural al tiempo que limita el riesgo de contraccion tras la aplicacion.

[0014] Asl, la presente invencion tiene por objeto en primer lugar una composicion adhesiva que comprende:

(a) de 3 a 10 % en peso de al menos un quitosano desacetilado que tiene un grado de desacetilacion superior o igual a 75 %;

5 (b) de 0,5 a 5 % en peso de al menos un acido organico o inorganico;

(c) al menos un compuesto seleccionado de entre:

(c1) de 0,001 a 8 % en peso de un compuesto polianionico,

(c2) de 0,001 a 2 % en peso de un poliol de formula CnH2n+2On, en la que n representa un numero entero 10 comprendido entre 2 y 20,

(d) una cantidad adicional de un soporte acuoso.

[0015] Segun la invencion, la composicion comprende de 4 a 9 % de quitosano, preferentemente de 4 a 6 %. 15

[0016] Segun la invencion, el quitosano tiene una masa molar que oscila de 5.000 a 1.200.000 g/mol, preferentemente de 10.000 a 500.000 g/mol.

[0017] Como ejemplo de quitosano, puede seleccionarse el producto comercializado por la empresa SIGMA 20 AlDRICH bajo la referenda C3646-500G.

[0018] Segun la invencion, la implementacion de un acido permite la solubilizacion de quitosano desacetilado en la composicion segun la invencion.

25 [0019] [0020] [0021]

30 de 2 a 2,5.

Segun la invencion, la composicion comprende ventajosamente de 1 a 3 % de acido.

Ventajosamente, el acido esta en solucion acuosa.

Ventajosamente, la solucion acuosa de acido tiene un pH que oscila de 2 a 4, preferentemente oscila

[0022] Segun la invencion, el acido es ventajosamente un acido inorganico seleccionado de entre acidos inorganicos conocidos. El acido sulfurico, el acido clorhldrico o el acido nltrico se citan como ejemplos, ventajosamente, acido sulfurico.

35

[0023] Segun la invencion, el acido es ventajosamente un acido organico seleccionado de entre acidos organicos conocidos. Ventajosamente, el acido organico se selecciona de entre acidos carboxllicos, preferentemente acido acetico.

40 [0024] Segun la invencion, la composicion comprende de 0,01 a 5 % de compuesto (c1).

[0025] Segun la invencion, el compuesto (c1) se selecciona ventajosamente de entre acidos

hidroxicarboxllicos, acidos policarboxllicos, acidos hidroxipolicarboxllicos, polisacaridos, sus sales o sus mezclas.

45 [0026] Segun la invencion, los polisacaridos se seleccionan de entre alginatos, carragenanos, sus sales o sus

mezclas, preferentemente entre alginatos de sodio o carragenanos.

50

55

[0027]

Ventajosamente, la composicion comprende de 2 a 5 % de compuesto c1).

[0028] Segun la invencion, el compuesto (c1) se selecciona de entre sales de acido cltrico o sales de acido succlnico, preferentemente se selecciona de entre citrato de trisodio dihidratado.

[0029] Ventajosamente, la composicion comprende de 0,05 a 1 % de compuesto c1).

[0030] Segun la invencion, la composicion comprende ventajosamente de 0,5 a 1,5 % de compuesto (c2).

[0031] Segun la invencion, el compuesto (c2) es un poliol para el que n se comprende entre 2 y 10. Ventajosamente, el poliol se selecciona de entre glicerol o manitol.

[0032] Segun la invencion, la composition 1 comprende de 4 a 6 % de quitosano o de 1 a 3 % de acido o de 0,01 a 5 % de compuesto (c1) o de 0,5 a 1,5 % de compuesto (c2), o sus combinaciones totales o parciales.

[0033] Segun la invencion, la composicion comprende los compuestos (a) y (b) en una relation (a)/(b) que 5 oscila de 3/1 a 10/3, preferentemente oscila de 4/1 a 6/2.

[0034] Segun la invencion, la composicion comprende los compuestos (a) y (c1) en una relacion (a)/(c1) que oscila de 1/2 a 200/1, preferentemente oscila de 4/1 a 120/1.

10 [0035] Segun la invencion, la composicion comprende los compuestos (a) y (c2) en una relacion (a)/(c2) que

oscila de 2/1 a 12/1, preferentemente oscila de 8/3 a 7/1.

[0036] Ventajosamente, el soporte (d) es agua. El soporte (d) tambien puede comprender adyuvantes; colorantes o conservantes se citan como ejemplos.

15

[0037] Ademas, la composicion segun la invencion puede comprender tambien una carga polisacarldica (e).

[0038] Ventajosamente, la carga polisacarldica (e) es diferente del compuesto (c1).

20 [0039] Segun la invencion, la carga polisacarldica (e) se selecciona de entre almidones, fracciones de

almidon y harinas amilaceas.

[0040] Ventajosamente, la carga polisacarldica (e) se selecciona de entre almidon de cereales, patatas, trigo o yuca, preferentemente un almidon de cereales.

25

[0041] Por fraction de almidon, se entiende uno o mas compuestos a partir del fraccionamiento del almidon.

[0042] Ventajosamente, la carga polisacarldica (e) se selecciona de entre amilopectina o amilosa.

30 [0043] Segun la invencion, la carga polisacarldica (e) se selecciona de entre harina de cereales, castanas,

castanas de India, mijo, arroz, trigo sarraceno, quinoa, espelta, soja, guisantes, patatas o yuca.

[0044] Segun la invencion, la composicion comprende de 0,1 a 20 %, preferentemente de 1 a 15 % en peso de carga polisacarldica (e).

35

[0045] Segun la invencion, la composicion comprende ventajosamente los compuestos (a) y (e) en una relacion que oscila de 1/10 a 1/1.

[0046] Ventajosamente, la invencion se refiere a una composicion adhesiva que comprende:

40

(b) de 0,5 a 5 % en peso de al menos un acido organico o inorganico;

45 (c1) de 0,001 a 8 % en peso de un compuesto polianionico;

(c2) de 0,001 a 2 % en peso de un poliol de formula CnH2n+2On en la que n representa un numero entero comprendido entre 2 y 10,

(d) una cantidad adicional de un soporte acuoso.

50

[0047] Ventajosamente, la composicion comprende ademas de 0,1 a 20 % de una carga polisacarldica (e).

[0048] Las diferentes caracterlsticas presentadas para la carga polisacarldica (e) se aplican tambien a esta realization ventajosa.

55

[0049] La invencion tambien se refiere a una composicion adhesiva de base que comprende:

(a) al menos un quitosano desacetilado que tiene un grado de desacetilacion superior o igual a 75 %,

(b) al menos un acido organico o inorganico,

(c) al menos un compuesto seleccionado de entre el grupo que consiste en:

(c1) los compuestos polianionicos,

(c2) los polioles de formula CnH2n+2On, siendo n comprendida entre 2 y 20,

5

(d) un soporte acuoso.

[0050] Segun la invencion, la composition adhesiva de base comprende ademas una carga polisacarldica

(e).

10

[0051] Las diferentes caracterlsticas presentadas para el quitosano desacetilado (a) y el acido (b), as! como las relativas a su relation tambien se aplican a la composicion adhesiva de base segun la invencion.

[0052] Las diferentes caracterlsticas presentadas para los compuestos (c1), (c2), (e) y el soporte (d), as! 15 como las relativas a las relaciones (a)/(c1), (a)/(c2) y (a)/(e) se aplican tambien a la composicion adhesiva de base

segun la invencion.

[0053] Segun la invencion, la composicion adhesiva tambien posee propiedades antimicrobianas, permitiendo de este modo limitar, incluso suprimir el riesgo de proliferation microbiana en el objeto o estructura que comprende

20 dicha composicion y mejorar por lo tanto su vida util.

[0054] Segun la invencion, la composicion adhesiva tambien posee propiedades relativas a la contraction tras la aplicacion mejoradas, permitiendo reducir as! la cantidad de composicion que debe ser aplicada para obtener un espesor adhesivo suficiente para la adherencia estructural.

25

[0055] Por contraccion, se entiende la reduction del espesor y, por tanto, del volumen ocupado por una capa de composicion tras la aplicacion.

[0056] Segun la invencion, la composicion adhesiva tiene una resistencia al cizallamiento de 7 a 100 MPa, 30 preferentemente oscila de 10 a 50 MPa.

[0057] Otro objetivo de la presente invencion se refiere a un procedimiento de preparation de una composicion adhesiva que comprende la mezcla:

35 (a) de 3 a 10 % en peso de al menos un quitosano desacetilado que tiene un grado de desacetilacion superior o

igual a 75 %;

(b) de 0,5 a 5 % en peso de al menos un acido organico o inorganico;

(c) de al menos un compuesto seleccionado de entre:

40 (c1) de 0,001 a 8 % en peso de un compuesto polianionico o

(c2) de 0,001 a 2 % en peso de un poliol de formula CnH2n+2On, en la que n representa un numero entero comprendido entre 2 y 20;

(d) una cantidad adicional de un soporte acuoso.

45

[0058] Ademas, la mezcla implementada para el procedimiento de preparacion segun la invencion puede comprender una carga polisacarldica (e).

[0059] Ventajosamente, el procedimiento se utiliza para la preparacion de una composicion adhesiva segun 50 la invencion.

[0060] El conjunto de diferentes caracterlsticas o preferencias de la composicion segun la invencion presentadas para el quitosano desacetilado (a) y el acido (b), as! como las relativas a su relacion se aplican tambien al procedimiento de preparacion segun la invencion.

55

[0061] El conjunto de diferentes caracterlsticas o preferencias de la composicion segun la invencion presentadas para los compuestos (c1), (c2), (e) y el soporte (d), as! como las relativas a las relaciones (a)/(c1), (a)/(c2) y (a)/(e) se aplican tambien al procedimiento de preparacion segun la invencion.

[0062] Otro objetivo de la presente invencion se refiere a una composicion obtenida u obtenible por el procedimiento de preparacion segun la invencion.

[0063] Otro objetivo de la invencion se refiere a un procedimiento de adherencia mediante la aplicacion de 5 una composicion adhesiva segun la invencion.

[0064] Otro objetivo de la presente invencion se refiere a un procedimiento de adherencia que comprende la aplicacion de una composicion adhesiva que comprende:

10 (a) de 3 a 10 % en peso de al menos un quitosano desacetilado que tiene un grado de desacetilacion superior o

igual a 75 %;

(b) de 0,5 a 5 % en peso de al menos un acido organico o inorganico;

(c) al menos un compuesto seleccionado de entre:

15 (c1) de 0,001 a 8 % en peso de un compuesto polianionico,

(c2) de 0,001 a 2 % en peso de un poliol de formula CnH2n+2On, en la que n es un numero entero comprendido entre 2 y 20,

(d) una cantidad adicional de un soporte acuoso.

20

[0065] Ademas, la composicion adhesiva de la invencion puede comprender una carga polisacarldica (e).

[0066] Ventajosamente, el procedimiento de adherencia segun la invencion se implementa para la adherencia estructural de una estructura mediante la aplicacion de la composicion adhesiva en la superficie de al menos un

25 elemento de la estructura.

[0067] Por estructura, se entiende cualquier montaje de al menos dos elementos de la misma naturaleza o de naturalezas diferentes.

30 [0068] Segun la invencion, la composicion adhesiva se aplica en la superficie de todos los elementos de la

estructura.

[0069] El conjunto de diferentes caracterlsticas o preferencias de la composicion segun la invencion presentadas para el quitosano desacetilado (a) y el acido (b), as! como las relativas a su relacion se aplican tambien

35 al procedimiento de adherencia segun la invencion.

[0070] El conjunto de diferentes caracterlsticas o preferencias de la composicion segun la invencion presentadas para los compuestos (c1), (c2), (e) y el soporte (d), as! como las relativas a las relaciones (a)/(c1), (a)/(c2) y (a)/(e) se aplican tambien al procedimiento de adherencia segun la invencion.

40

[0071] Segun el procedimiento de adherencia de la invencion, el elemento de la estructura comprende un material de origen natural, un metal o sus aleaciones, un material de plastico, una ceramica o sus mezclas.

[0072] Ventajosamente, el elemento comprende un material celulosico, preferentemente de madera, un 45 producto derivado de madera, un subproducto de madera.

[0073] Tambien ventajosamente, el elemento comprende aluminio o sus aleaciones. La aleacion de aluminio 2014 se cita como ejemplo.

50 [0074] Segun la invencion, el procedimiento de adherencia puede comprender una etapa preliminar de

preparacion por tratamiento qulmico o mecanico de la superficie de la estructura o de al menos un elemento de la estructura.

[0075] Ventajosamente, el tratamiento es un tratamiento qulmico, preferentemente un tratamiento con sosa. 55

[0076] Otro objetivo de la invencion se refiere a un objeto compuesto que comprende una composicion adhesiva segun la invencion y al menos un elemento que comprende otro material.

[0077] Por objeto compuesto, se entiende cualquier objeto que comprende al menos dos elementos que

pueden tener la misma naturaleza o naturalezas diferentes.

[0078] Segun la invencion, el material se selecciona de entre materiales celulosicos, metales y sus aleaciones, materiales de plastico, ceramicas o sus mezclas. Ventajosamente, el material es de madera, un producto

5 derivado de madera, un subproducto de madera o una aleacion de aluminio. La aleacion de aluminio 2014 se cita como ejemplo.

[0079] El objeto compuesto puede presentarse particularmente en forma de una estructura de madera que comprende al menos dos elementos de madera fijados entre si utilizando la composicion adhesiva segun la

10 invencion. Vigas, viguetas o marcos de madera se citan como ejemplos de elementos de madera.

[0080] El objeto compuesto tambien puede presentarse en forma de elementos de madera laminados encolados denominados comunmente como "laminado" que comprenden laminas de madera encoladas utilizando una composicion segun la invencion. Las laminas de abeto, de pino Douglas se citan como ejemplos de laminas de

15 madera.

[0081] La figura 1 muestra una probeta que permite determinar la resistencia al cizallamiento de una composicion adhesiva segun la invencion.

20 [0082] Los diferentes objetivos de la invencion y sus realizaciones se comprenderan mejor con la lectura de

los siguientes ejemplos. Estos ejemplos son meramente indicativos, sin caracter limitativo.

EJEMPLOS

25 [0083] Para cada uno de los siguientes ejemplos, las probetas de aleacion de aluminio se realizaron de la

siguiente manera.

[0084] Cada probeta de aleacion de aluminio se compone de cuatro elementos de aleacion de aluminio 2014 con una longitud igual a 150 mm, una anchura igual a 20 mm y un espesor e1 y e2 igual a 2 mm, 2 elementos

30 exteriores 2, y dos elementos interiores 1. Previamente, cada elemento de aleacion de aluminio se sumergio en tricloroetileno durante 30 minutos con el fin de eliminar los aceites, cada elemento se limpia despues con un detergente y se seca a temperatura ambiente. A continuacion, cada elemento se sometio a un tratamiento de superficie por inmersion en una solucion de sosa 1 M durante 1 hora. A continuacion, cada elemento se lavo a fondo con un detergente suave y se conservo durante 12 h en una solucion acuosa de acido acetico al 2 %. A 35 continuacion, cada elemento se lavo de nuevo y se seco a temperatura ambiente.

[0085] La composicion adhesiva se aplico a la superficie de cada elemento de aleacion de aluminio interior 1 de espesor e1 para formar una capa de espesor inicial ec de 1 mm, la capa final obtenida era mas fina despues del secado, con el fin de formar una probeta segun la figura 1. Cada elemento de aleacion de aluminio 2, de espesor e2

40 se fijo a los otros elementos 1 y se mantuvo durante 48 h a una temperatura de 40 °C. La longitud de recubrimiento es igual a L.

[0086] Cada probeta se sometio a continuacion a una medicion de fuerza de ruptura. Para ello, se utilizo un procedimiento de medicion que se basa en la norma ASTM D3528. El aparato utilizado es una maquina

45 comercializada por la empresa Zwick Roell con la referencia UTS Test System type BCZ asociado con el programa Text-expert VII 02, software comercializado por la empresa TestXpert Machine. Las probetas se someten a un desplazamiento impuesto siguiendo una velocidad de 0,005 mm/s hasta la ruptura y la fuerza de ruptura F se mide tambien para cada probeta.

50 [0087] A partir de la fuerza de ruptura, se calculo la resistencia al cizallamiento de cada composicion

adhesiva ejemplificada expresada en MPa y resultante de la siguiente formula matematica, extralda de la teorla de Volkersen (Volkersen, Luftfahrtforschung, 15, 1938, pags. 41-47):

G <7 (F e \

r(0) =-------—------ ——+ cosh(/l;L)

sinh(AjL)ecAjEl [ E2e2 y

55

en la que:

ao = F/S,

S es la seccion de los elementos 1,

F corresponde a la fuerza de ruptura de la probeta,

5 e1 y e2 corresponden a los espesores de los elementos 1 y 2, ec corresponde al espesor de la composicion adhesiva,

Ei y E2 corresponden a los modulos de Young de los elementos 1 y 2, L corresponde a la longitud de recubrimiento de los elementos 1 y 2,

10

imagen1

en la que:

Gc = Ec/(2(1 + v)) y corresponde al modulo de cizallamiento de la composicion adhesiva. Para su calculo, se 15 supone que el coeficiente de Poisson v es igual a 0,3 y el modulo de Young Ec se midio a 2 GPa.

Ejemplo 1: evaluacion de la resistencia al cizallamiento de las composiciones adhesivas seaun la invencion

[0088] Se realizaron 3 probetas utilizando una composicion segun la invencion que comprende,

20 respectivamente, 6 % de quitosano desacetilado que tiene un grado de desacetilacion superior o igual al 75 %, 2 % de acido acetico y un contenido variable de citrato de trisodio dihidratado al 0,08, 0,14 y 0,5 %. La prueba de control se realizo utilizando una composicion que comprende 6 % de quitosano desacetilado con un grado de desacetilacion superior o igual al 75 % y 2 % de acido acetico.

25 [0089] Los valores de resistencia al cizallamiento se presentan en la tabla I.

Tabla I

Composicion adhesiva: Resistencia al cizallamiento (MPa)

Control: 16,5

6 % de quitosano 2 % de acido acetico 0,08 % de citrato: 28,4

6 % de quitosano 2 % de acido acetico 0,14 % de citrato: 29,8

6 % de quitosano 2 % de acido acetico 0,5 % de citrato: 24,5

[0090] Los resultados muestran que las composiciones segun la invencion muestran una resistencia al 30 cizallamiento mejorada.

Ejemplo 2: evaluacion de la resistencia al cizallamiento de composiciones adhesivas seaun la invencion

[0091] Se realizaron 3 probetas utilizando una composicion segun la invencion que comprende, 35 respectivamente, 6 % de quitosano desacetilado que tiene un grado de desacetilacion superior o igual al 75 %, 2 %

de acido acetico y un contenido variable de glicerol igual al 0,5, 1 y 1,5 %. La prueba de control se realizo utilizando una composicion que comprende 6 % de quitosano desacetilado con un grado de desacetilacion superior o igual al 75 % y 2 % de acido acetico.

40 [0092] Los valores de resistencia al cizallamiento se presentan en la tabla II.

Tabla II

Composicion adhesiva: Resistencia al cizallamiento (MPa)

Control: 16,5

6 % de quitosano 2 % de acido acetico 0,5 % de glicerol: 25

6 % de quitosano 2 % de acido acetico 1 % de glicerol: 26,2

6 % de quitosano 2 % de acido acetico 1,5 % de glicerol: 24,7

[0093] Los resultados muestran que las composiciones segun la invencion muestran una resistencia al 5 cizallamiento mejorada.

Ejemplo 3: evaluacion de la resistencia al cizallamiento de composiciones adhesivas segun la invencion

[0094] Se realizaron 5 probetas utilizando una composicion segun la invencion que comprende, 10 respectivamente, 5 % de quitosano desacetilado que tiene un grado de desacetilacion superior o igual al 75 %, 1 %

de acido acetico, un contenido variable de glicerol igual al 0,5, 1 y 1,5 % y un contenido variable de citrato de sodio dihidratado igual a 0,11, 0,14 y 0,17 %. La prueba de control se realizo utilizando una composicion que comprende 5 % de quitosano desacetilado con un grado de desacetilacion superior o igual al 75 % y 1 % de acido acetico.

15 [0095] Los valores de resistencia al cizallamiento se presentan en la tabla III.

Tabla III

Composicion adhesiva: Resistencia al cizallamiento (MPa)

Control: 22,2

5 % de quitosano 1 % de acido acetico 0,5 % de glicerol 0,14 % de citrato: 31,8

5 % de quitosano 1 % de acido acetico 1 % de glicerol 0,14 % de citrato: 33,9

5 % de quitosano 1 % de acido acetico 1,5 % de glicerol 0,14 % de citrato: 28,4

5 % de quitosano 1 % de acido acetico 1 % de glicerol 0,11 % de citrato: 33

5 % de quitosano 1 % de acido acetico 1 % de glicerol 0,17 % de citrato: 34,7

[0096] Los resultados muestran que las composiciones segun la invencion muestran una resistencia al

20 cizallamiento mejorada.

Ejemplo 4: comparacion de la resistencia al cizallamiento entre una composicion adhesiva segun la invencion y un adhesivo estructural sintetico

25 [0097] Se realizaron 2 probetas:

- la primera probeta utilizando una composicion segun la invencion que comprende 6 % de quitosano desacetilado con un grado de desacetilacion superior o igual al 75%, 2 % de acido acetico al y 1 % de glicerol,

- la segunda utilizando un adhesivo estructural a base de epoxidos comercializado bajo el nombre adhesivo epoxi E- 504 por la empresa EPOTECHNY. Los elementos de aleacion de aluminio que forman la segunda probeta se fijaron

5 a otros y se mantuvieron durante 40 h a una temperatura de 40 °C.

[0098] Los valores de resistencia al cizallamiento se presentan en la tabla IV.

Tabla IV

Composicion adhesiva: Resistencia al cizallamiento (MPa)

Composicion segun la invencion 6 % de quitosano 2 % de acido acetico 1 % de glicerol: 39,4

Adhesivo epoxi E-504: 39,1

10

[0099] Los resultados muestran que las propiedades de adhesion de una composicion segun la invencion son equivalentes a las de un adhesivo a base de epoxidos y por lo tanto las composiciones segun la invencion representan una alternativa a los adhesivos estructurales de origen sintetico.

15 Ejemplo 5: evaluacion del espesor de adhesion de las composiciones adhesivas segun la invencion

[0100] Se determino el espesor de adhesion para las siguientes composiciones adhesivas:

- composicion que comprende 4 % de quitosano (Sigma Aldrich; peso molecular: 3,308.105 g/mol) y 1 % de acido 20 acetico,

- composicion que comprende 6 % de quitosano, 1 % de acido acetico, 1 % de glicerol y 0,14 % de citrato,

- composicion que comprende 6 % de quitosano, 1 % de acido acetico, 1 % de glicerol, 0,14 % de citrato y 10 % de almidon de trigo soluble.

25 [0101] Las mediciones de espesor adhesivo se realizaron en un vaso de precipitados de 50 ml, en

componentes de madera (27x27x9 mm3) y en probetas de aluminio tratadas con sosa como se presenta en la figura 1 (dimension de cada elemento 1 y 2: 350x20x2 mm3; dimension de cada zona de revestimiento entre los elementos 1 y 2: 1.000 mm2).

30 [0102] La composicion adhesiva se aplico de una manera identica para cada uno de los soportes y el espesor

final se midio utilizando un calibrador.

[0103] Los valores del espesor adhesivo se presentan en las tablas V, VI y VII a continuacion y se expresan

en mm:

35

Tabla V: vaso de precipitados

Volumen aplicado (ml) Composicion adhesiva: 2,5 5 7,5

4 % de quitosano 1 % de acido acetico: 0,085 0,155 0,29

6 % de quitosano 1 % de acido acetico 1 % de glicerol 0,14 % de citrato: 0,215 0,47 0,66

6 % de quitosano 1 % de acido acetico 1 % de glicerol 0,14 % de citrato 10 % de almidon: 0,225 0,515 0,83

Tabla VI: componentes de madera

Volumen aplicado (ml) Composicion adhesiva: 2,5 5 7,5

4 % de quitosano 1 % de acido acetico: 0,07 0,1 0,315

6 % de quitosano 1 % de acido acetico 1 % de glicerol 0,14 % de citrato: 0,051 0,061 0,236

6 % de quitosano 1 % de acido acetico 1 % de glicerol 0,14 % de citrato 10 % de almidon: 0,3 0,08 0,9

Tabla VII: probetas de aluminio

Volumen aplicado (ml) Composicion adhesiva: 2,5 5 7,5

4 % de quitosano 1 % de acido acetico: 0,04 0,02 0,02

6 % de quitosano 1 % de acido acetico 1 % de glicerol 0,14 % de citrato: 0,035 0,02 0,045

6 % de quitosano 1 % de acido acetico 1 % de glicerol 0,14 % de citrato 10 % de almidon: 0,6 0,51 0,2

5

[0104] Los resultados anteriores muestran que el espesor de la composicion adhesiva de la invencion despues de la aplicacion se mejora con respecto a una composicion que comprende solamente quitosano y acido acetico, as! como la composicion de la invencion posee mejores propiedades relativas a la contraccion.

10 [0105] Cabe destacar que la adicion de almidon en la composicion segun la invencion como una carga

polisacarldica puede disminuir significativamente la contraccion.

Ejemplo 6: evaluacion de la influencia de la presencia de almidon en la resistencia al cizallamiento de una composicion adhesiva a base de quitosano

15

[0106] Las mediciones de resistencia al cizallamiento se realizaron como en los ejemplos 1,2, 3 y 4.

[0105] Se ensayaron las siguientes composiciones:

20 - composicion que comprende 4% de quitosano y 1 % de acido acetico,

- composicion que comprende 4 % de quitosano, 1 % de acido acetico y 5 % de almidon de trigo soluble,

- composicion que comprende 4 % de quitosano, 1 % de acido acetico y 10 % de almidon de trigo soluble.

[0108]

25

Los resultados se presentan en la tabla VIII a continuacion:

Tabla VIII

Composicion adhesiva: Resistencia al cizallamiento (MPa)

4 % de quitosano, 1 % de acido acetico: 20,1

4 % de quitosano, 1 % de acido acetico, 5 % de almidon: 19,5

4 % de quitosano, 1 % de acido acetico, 10 % de almidon: 20,6

[0109] Los resultados anteriores muestran que la adicion de almidon en una composicion adhesiva a base de

quitosano no afecta significativamente a las propiedades adhesivas de dicha composicion.

[0110] Estos resultados muestran de este modo que la introduccion de almidon, en una composicion

adhesiva segun la invencion, no altera las propiedades adhesivas de dicha composicion.

5

Claims

REIVINDICACIONES

1. Composicion adhesiva que comprende:

5 (a) de 3 a 10 % en peso de al menos un quitosano desacetilado que tiene un grado de desacetilacion superior o

igual a 75 %;

(b) de 0,5 a 5 % en peso de al menos un acido organico o inorganico;

(c) al menos un compuesto seleccionado de entre:

10 (c1) de 0,001 a 8 % en peso de un compuesto polianionico,

(c2) de 0,001 a 2 % en peso de un poliol de formula CnH2n+2On, en la que n representa un numero entero comprendido entre 2 y 20,

(d) una cantidad adicional de un soporte acuoso.

15
2. Composicion segun la reivindicacion 1, que comprende de 4 a 6 % de quitosano o de 1 a 3 % de acido o de 0,01 a 5 % de compuesto (c1) o de 0,5 a 1,5 % de compuesto (c2) o sus combinaciones totales o parciales.
3. Composicion segun las reivindicaciones 1 o 2, en la que el quitosano tiene una masa molar que oscila

20 de 10.000 a 500.000 g/mol o en la que el acido es acido sulfurico en solucion acuosa o un acido organico en

solucion acuosa seleccionado de entre acidos carboxllicos.
4. Composicion segun las reivindicaciones 1 a 3, en la que el compuesto (c1) se selecciona de entre acidos hidroxicarboxllicos, acidos policarboxllicos, acidos hidroxipolicarboxllicos, polisacaridos, sus sales o sus

25 mezclas; o en la que el compuesto (c2) es un poliol para el que n se comprende entre 2 y 10.
5. Composicion segun las reivindicaciones 1 a 4, en la que el compuesto (c1) es citrato de trisodio

dihidratado o el compuesto (c2) se selecciona de entre glicerol o manitol.

30 6. Composicion segun las reivindicaciones 1 a 5, para la que la relacion (a)/(b) oscila de 3/1 a 10/3 o la

relacion (a)/(c1) oscila de 1/2 a 200/1 o la relacion (a)/(c2) oscila de 2/1 a 12/1.
7. Composicion segun las reivindicaciones 1 a 6, que comprende:

35 (a) de 3 a 10 % en peso de al menos un quitosano desacetilado que tiene un grado de desacetilacion superior o

igual a 75 %;

(b) de 0,5 a 5 % en peso de al menos un acido organico o inorganico;

(c1) de 0,001 a 8 % en peso de un compuesto polianionico,

(c2) de 0,001 a 2 % en peso de un poliol de formula CnH2n+2On, en la que n representa un numero entero 40 comprendido entre 2 y 10,

(d) una cantidad adicional de un soporte acuoso.
8. Composicion segun las reivindicaciones 1 a 7, que comprende ademas una carga polisacarldica (e) o una carga polisacarldica (e) que es diferente del compuesto (c1).

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9. Composicion de la reivindicacion 8, en la que la carga polisacarldica (e) se selecciona de entre almidones, fracciones de almidon y harinas amilaceas.
10. Composicion segun las reivindicaciones 8 o 9, en la que la carga polisacarldica (e) es un almidon de 50 cereales.
11. Composicion segun las reivindicaciones 8 a 10, que comprende de 0,1 a 20 % en peso de carga polisacarldica (e).

55 12. Composicion segun las reivindicaciones 8 a 11, para la que la relacion (a)/(e) oscila de 1/10 a 1/1.
13. Composicion segun las reivindicaciones 8 a 12, que comprende:

(a) de 3 a 10 % en peso de al menos un quitosano desacetilado que tiene un grado de desacetilacion superior o

igual a 75 %;

(b) de 0,5 a 5 % en peso de al menos un acido organico o inorganico;

(c1) de 0,001 a 8 % en peso de un compuesto polianionico;

(c2) de 0,001 a 2 % en peso de un poliol de formula CnH2n+2On en la que n representa un numero entero 5 comprendido entre 2 y 10,

(d) una cantidad adicional de un soporte acuoso, y

(e) de 0,1 a 20 % en peso de una carga polisacarldica.
14. Objeto compuesto que comprende una composicion adhesiva segun las reivindicaciones 1 a 13 y al 10 menos un elemento que comprende otro material seleccionado de entre madera, un producto derivado de madera,

un subproducto de madera o una aleacion de aluminio.
15. Procedimiento de adherencia que comprende la aplicacion de una composicion segun las reivindicaciones 1 a 13.

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