Aglutinante (material)

Un aglutinante o agente aglutinante es cualquier material o sustancia que retiene o une otros materiales para formar un todo cohesivo mecánicamente, químicamente, por adhesión o cohesión.

En un sentido más estricto, los aglutinantes son sustancias líquidas o pastosas que se endurecen mediante un proceso químico o físico y unen las fibras, el polvo de relleno y otras partículas añadidas. Los ejemplos incluyen pegamento, adhesivo y espesante.

Ejemplos de aglutinantes mecánicos son las piedras de unión en la mampostería y las vigas de amarre en las estructuras de madera.

Clasificación

Los aglutinantes se clasifican libremente en orgánicos (betún, colas animales y vegetales, polímeros) e inorgánicos (cal, cemento, yeso, vidrio líquido, etc.). Estos pueden ser metálicos o cerámicos, así como poliméricos dependiendo de la naturaleza del material principal. Por ejemplo, en el compuesto WC-Co (carburo de tungsteno utilizado en herramientas de corte) el Co constituye el aglutinante de las partículas de WC.

En función de su resistencia química, los ligantes se clasifican según el campo de aplicación: no hidráulicos (yeso, aerocementos, magnesia, cal hidratada), hidráulicos (cemento romano, cemento portland, cal hidráulica), resistentes a los ácidos (cemento de fluoruro de silicio, cemento de cuarzo) y esterilizable en autoclave (endurece a 170 a 300°С, es decir, a una presión de 8 a 16 atm y, por ejemplo, comprende materiales de CaSiO3).

Propiedades físicas

Algunos materiales etiquetados como aglutinantes, como el cemento, tienen una alta resistencia a la compresión pero una baja resistencia a la tracción y deben reforzarse con material fibroso o barras de refuerzo si se van a aplicar fuerzas de tensión y corte.

Otros agentes aglutinantes, como las resinas, pueden ser tenaces y posiblemente elásticos, pero no pueden soportar fuerzas de compresión ni de tracción. La resistencia a la tracción mejora mucho en los materiales compuestos que consisten en resina como matriz y fibra como refuerzo. La resistencia a la compresión se puede mejorar agregando material de relleno.

Usos

Los aglutinantes mantienen unidos los pigmentos y, a veces, el material de relleno para formar pinturas, pasteles y otros materiales utilizados para la pintura artística y utilitaria. Los materiales incluyen cera, aceite de linaza, gomas naturales como la goma arábiga o la goma de tragacanto, metilcelulosa o proteínas como la clara de huevo o la caseína. El pegamento se hace tradicionalmente hirviendo pezuñas, huesos o piel de animales y luego mezclando el residuo gelatinoso duro con agua. Los aglutinantes a base de goma natural están hechos de sustancias extraídas de plantas. Se añaden cantidades mayores de sustancia seca a los aglutinantes líquidos para moldear o modelar esculturas y relieves.

En la cocina, varios agentes espesantes comestibles se utilizan como aglutinantes. Algunos de ellos, por ejemplo, harina de tapioca, lactosa, sacarosa, celulosa microcristalina, polivinilpirrolidona y diversos almidones, también se utilizan en farmacología para fabricar comprimidos. Los aglutinantes de tabletas incluyen lactosa en polvo, sacarosa en polvo, almidón de tapioca (harina de mandioca) y celulosa microcristalina.

En la construcción de edificios, el hormigón utiliza cemento como aglutinante. El pavimento asfáltico utiliza aglomerante bituminoso. Tradicionalmente, la paja y las fibras naturales se utilizan para fortalecer la arcilla en la construcción de adobe y barro y en la mazorca de material de construcción que, de otro modo, se volvería quebradiza después del secado. Se agrega arena para mejorar la resistencia a la compresión, la dureza y reducir la contracción. La propiedad aglutinante de la arcilla también se usa ampliamente para preparar artículos con formas (p. ej., macetas y jarrones) o para aglutinar piezas sólidas (p. ej., ladrillos).

En los materiales compuestos son habituales las resinas epoxi, poliéster o fenólicas. En carbono-carbono reforzado, se utiliza plástico o resina de brea como fuente de carbono liberado a través de la pirólisis. Transite, hypertufa, papercrete y petecrete utilizan cemento como aglomerante.

En explosivos, la cera o los polímeros como el poliisobutileno o el caucho de estireno-butadieno se utilizan a menudo como aglutinantes para explosivos plásticos. Para explosivos aglomerados con polímeros, se utilizan varios polímeros sintéticos.

En los combustibles para cohetes, el copolímero de polibutadieno acrilonitrilo se utilizó en los grandes combustibles para cohetes de refuerzo de combustible sólido de 1960-70.

Los aglutinantes orgánicos, diseñados para desintegrarse por el calor durante el horneado, se utilizan en la sinterización.

Historia

En el mundo clásico, los pintores usaban materiales como el huevo, la cera, la miel, la cal, la caseína, el aceite de linaza o el betún como aglutinantes para mezclar con el pigmento con el fin de mantener juntas las partículas de pigmento en la formación de la pintura. El temple a base de huevo fue especialmente popular en Europa desde la Edad Media hasta principios del siglo XVI. Sin embargo, desde entonces, el aglutinante de elección para la pintura ha sido el aceite.