Pegamento

Antecedentes

Se estima que se utilizan alrededor de 40 libras (18,2 kg) por año de pegamento para cada persona en Estados Unidos, y es fácil ver cómo y por qué cuando uno mira el alcance de los usos. Los muebles, la plomería, los zapatos, los libros, los edificios y los automóviles usan pegamento en alguna parte de su construcción.

Las colas son parte de una familia más grande llamada adhesivos. Las dos clases se distinguen por el hecho de que el pegamento proviene de compuestos orgánicos, mientras que los adhesivos son de base química. Los materiales adherentes llamados epoxis, masillas o selladores también son compuestos químicos que tienen aditivos especiales para darles propiedades adecuadas para trabajos o aplicaciones particulares.

El pegamento nació cuando las tribus antiguas descubrieron que los huesos, las pieles, la piel, los tendones y otros tejidos conectivos de los animales podían procesarse para eliminar el colágeno, la proteína de estos tejidos. El colágeno era pegajoso y era útil para mantener las cosas juntas. Los sólidos lácteos, conocidos como caseína, y la albúmina sanguínea también se pueden utilizar como base para el pegamento. El suero seco de sangre de vaca produce albúmina que se coagula (se aglutina) cuando se calienta y se vuelve insoluble en agua.

El pegamento de pescado también se hacía con la cabeza, las espinas y la piel del pescado, pero este pegamento tendía a ser demasiado fino y menos pegajoso. Experimentando, el hombre primitivo descubrió que las vejigas de aire de varios peces producían un pegamento mucho más satisfactorio que era blanco e insípido. Con el tiempo se le denominó cola de pescado o ichthocol.

Hay tres clases de sustancias que se denominan colas y que no contienen productos químicos, compuestos o aditivos de alta tecnología; Estos son pegamento para huesos, pegamento para cuero o piel y pegamento para pescado. Técnicamente, otras sustancias pegajosas son adhesivos, gomas o cementos, aunque los consumidores tienden a utilizar estos términos indistintamente.

Las plantas también se han utilizado para producir colas colectivamente llamadas colas vegetales. Estos materiales son dispersables o solubles en agua y generalmente están hechos de los almidones que componen muchos granos y vegetales. Las gomas naturales incluyen agar, de coloides en plantas marinas, algina que se deriva de algas marinas y goma arábiga, un extracto del árbol de acacia (también conocido como árbol de goma). La sustancia llamada pegamento marino se usa para calafatear las uniones, pero consiste en alquitrán o brea y no es realmente un pegamento.

Historial

La evidencia más temprana del uso de pegamento todavía se puede observar en las pinturas rupestres realizadas por nuestros antepasados ​​neandertales en Lascaux, Francia. Estos primeros artistas querían que su trabajo durara y mezclaron pegamento con la pintura que usaban para ayudar a los colores a resistir la humedad de las paredes de la cueva. Los artefactos egipcios desenterrados en sus tumbas muestran muchos usos de pegamentos; quizás los más llamativos son las chapas y las incrustaciones en los muebles de madera, que se fabricaron con pegamento ya en el 3.000 a. C. Los egipcios también usaban pegamento para producir papiro. Los artistas griegos y romanos utilizaron pegamentos de forma extensiva; Los pisos de mosaico y las paredes con azulejos y los baños siguen intactos después de miles de años.

La fabricación de muebles depende en gran medida de las colas. Aunque existen muchas técnicas para unir piezas, a menudo se usa pegamento de forma permanente o para alinear piezas mientras se colocan otras conexiones. Todos los grandes ebanistas de los siglos XVI al XIX utilizaron pegamento en la construcción de muebles, incluidos Chippendale, Hepplewhite, Duncan Phyfe, los hermanos Adams y Sheraton. Los pegamentos utilizados por estos ebanistas estaban hechos de pieles de animales, pezuñas y otras partes que habían sido reducidas a gelatina y luego secadas. La gelatina se molió en polvo o en copos. Se volvió a mezclar con agua y se calentó suavemente en un recipiente de pegamento. Este producto era marrón, quebradizo, duro y no impermeable. Sin embargo, este pegamento fue el único disponible hasta la Primera Guerra Mundial. En ese momento, se fabricaron por primera vez colas de caseína hechas de leche y colas de nitrocelulosa.

En la década de 1930, los avances en las industrias química y del plástico llevaron al desarrollo de una amplia gama de materiales llamados adhesivos y colas de resina sintética o plástica. La Segunda Guerra Mundial condujo a un mayor florecimiento de esta industria cuando se inventaron los neoprenos, epoxis y acrilonitrilos. Fueron utilizados por los militares y no estuvieron disponibles para uso comercial hasta finales de los años 40 o 50. Desde entonces, se han desarrollado adhesivos impermeables altamente especializados para muchas industrias y aplicaciones únicas, incluida la construcción del transbordador espacial. Los pegamentos se siguen utilizando en la carpintería y en la fabricación de abrasivos como el papel de lija. También se utilizan como coloide en procesos industriales; Los coloides se agregan a los líquidos para hacer que las partículas sólidas que están suspendidas en el líquido se separen y puedan recuperarse, ya sea para limpiar el líquido o procesar los sólidos.

Peter Cooper

Mejor recordado como filántropo, Peter Cooper fue un prolífico genio inventivo y un fabricante de gran éxito. Cooper nació en la ciudad de Nueva York, hijo de un soldado del ejército revolucionario que participó activamente en numerosas empresas e involucró al joven Peter en todas ellas. Aunque Cooper solo tuvo un año de educación formal, sus primeras experiencias con su padre lo prepararon para el éxito en su variada carrera empresarial. Cooper, aprendiz de un fabricante de coches a la edad de 17 años, lo hizo tan bien que su empleador le pagó un salario y se ofreció a respaldarlo en su propia empresa. En cambio, Cooper se dedicó al negocio de la esquila de telas, en el que prosperó. Luego compró los derechos de un proceso de fabricación de pegamento, lo mejoró con su propio invento, comenzó a operar una fábrica de pegamento y se aseguró un virtual monopolio del negocio de pegamento estadounidense.

En 1828 Cooper se trasladó a la fabricación de hierro y construyó Canton Iron Works en Baltimore, Maryland, con la intención de abastecer al ferrocarril de Baltimore y Ohio. Sin embargo, el ferrocarril estaba al borde de la falla debido a la ruta tortuosa y montañosa que seguían sus vías. La mayoría de los ingenieros en ese momento sostenían que las locomotoras no podían funcionar en ese terreno. Cooper construyó rápidamente la primera locomotora de vapor de Estados Unidos, que era pequeña pero poderosa. En 1830, este "pulgarcito" atrajo a 40 pasajeros a una velocidad de 10 millas por hora y demostró que los ferrocarriles podían correr en vías curvas.

Las empresas comerciales de Cooper crecieron rápidamente después de este éxito. Su negocio del hierro se expandió a minas, fundiciones, fábricas de alambre y laminadores. En 1854, la fábrica de Cooper en Trenton produjo las primeras vigas estructurales de hierro para su uso en la construcción de edificios a prueba de fuego. Cooper se convirtió en un patrocinador principal y un partidario inquebrantable del proyecto de Cyrus Field (1819-1892) para tender el cable telegráfico del Atlántico. Como presidente de North American Telegraph Company, Cooper poseía y controlaba la mitad de las líneas telegráficas en los Estados Unidos. Como inventor, Cooper diseñó una de las primeras lavadoras y varios motores para propulsar embarcaciones.

Materias primas

Los fabricantes de pegamentos obtienen huesos y tejidos de animales de mataderos, curtidurías y empresas empacadoras de carne; no es una coincidencia que el mayor fabricante de pegamento del mundo sea la lechería llamada Borden Company. Los restos de animales que son la materia prima del pegamento pueden incluir orejas, colas, trozos de piel o piel, raspaduras de los lados carnosos de las pieles, tendones, huesos y patas. De manera similar, los fabricantes de pegamento de pescado obtienen espinas, cabezas, escamas y pieles de pescado de las conserveras y otras plantas de procesamiento.

Con solo variaciones menores, los mismos procesos básicos se utilizan para hacer cola para huesos, piel o piel y pescado pegamento. Las pieles y otros restos se lavan para eliminar la suciedad y se empapan para ablandarlos. Este material se llama caldo y se cuece hirviéndolo en tanques abiertos o bien cociéndolo a presión en autoclaves. El líquido resultante, llamado "licor de pegamento" se extrae y se vuelve a calentar para espesar el pegamento. Cuando se enfría, este material parece gelatina y es sólido. Para eliminar las impurezas y aclarar el pegamento, se pueden agregar productos químicos como alumbre o ácido seguidos de albúmina de huevo. Estos productos químicos hacen que las impurezas se precipiten o caigan del pegamento. El pegamento se hace más concentrado al vacío

El
proceso de fabricación

Hacer piel o pegar piel

1. Con solo pequeñas variaciones, se utilizan los mismos procesos básicos para fabricar pegamento para huesos, pegamento para pieles o pieles y pegamento para pescado. Las pieles y otros restos se lavan para eliminar la suciedad y se empapan para ablandarlos. Este material se denomina caldo, y se pasa a través de una serie de baños de agua en los que se agrega cada vez más cal para hacer que los cueros y pieles se hinchen y descompongan. Las pieles hinchadas se enjuagan en una lavadora grande para eliminar la cal. Los últimos restos de cal se eliminan tratando el caldo con ácidos débiles como ácido acético o clorhídrico. Finalmente, se cuece el caldo bien hirviéndolo, en tanques abiertos o bien cociéndolo a presión en autoclaves.
2. Cocinar a la temperatura correcta y durante el tiempo adecuado descompone el colágeno y lo convierte en pegamento. Si la temperatura o el tiempo están fuera de lugar, la calidad del pegamento se arruinará. Grandes serpentines de vapor en los tanques abiertos calientan el agua y el producto a 160 ° F (70 ° C). Se realizan tres o cuatro tratamientos con agua limpia a temperaturas crecientes (o presiones si se utiliza un sistema presurizado). El líquido resultante, llamado "licor de pegamento" se extrae y se vuelve a calentar para espesar el pegamento.
3. Cuando se enfría, este material se ve como gelatina y es sólido; aunque se parece al tipo de gelatina que se usa en los alimentos, contiene impurezas. Para eliminar las impurezas y aclarar el pegamento, se pueden agregar productos químicos como alumbre o ácido seguidos de albúmina de huevo. Estos productos químicos hacen que las impurezas se precipiten o caigan del pegamento. También se pueden utilizar métodos mecánicos para limpiar el pegamento. Estos incluyen pasar el pegamento a través de una serie de filtros mecánicos o mediante filtros de papel o hueso molido llamado carbón de huesos.
4. Se mezclan diferentes aditivos con el licor de pegamento para hacer pegamento marrón, transparente o blanco. Entre estos aditivos se encuentran el ácido sulfuroso, el ácido fosfórico o el alumbre. Se agrega óxido de zinc para producir un "pegamento escolar" blanco.
5. Hasta este punto, el pegamento es un líquido débil y líquido. Se hace más concentrado en evaporadores de vacío y se seca en uno de varios métodos. El pegamento se puede enfriar en láminas o bloques y luego suspenderlo en redes para que se seque y se concentre aún más. El pegamento también se puede dejar caer en forma de perlas o "perlas" en un licor que no contenga agua y que seque aún más las perlas concentradas. Luego, las perlas, bloques o láminas se mezclan hasta obtener la consistencia adecuada y se bombean a botellas o frascos para la venta.

Hacer pegamento para huesos

La fabricación de cola para huesos es algo más complicada. Los huesos se procesan con mayor frecuencia en tanques de presión, pero se necesita un procesamiento adicional para eliminar los minerales. Los huesos se desengrasan con solventes, luego se aplica ácido clorhídrico en una solución al 8% a los huesos. El ácido elimina el fosfato de calcio y otros minerales y deja el colágeno en la misma forma que el hueso. El ácido se elimina del colágeno y se seca para producir oseína de calidad comercial o proteína ósea (también denominada hueso acidulado) que es la base de las colas para huesos. Después de que se crea la oseína, se puede procesar en el método de tanque abierto y los pasos posteriores se utilizan para hacer pegamento a partir de pieles, como se describe anteriormente.

Control de calidad

Todos los procesos en la fabricación de pegamento se controlan cuidadosamente mediante instrumentos, controles computarizados y observación. Temperaturas o presiones inadecuadas arruinarán grandes cantidades de stock que luego deben desperdiciarse; los fabricantes no se arriesgarán a cometer tales errores.

La seguridad y el saneamiento también son preocupaciones importantes. Los fabricantes de pegamentos tienden a estar ubicados muy cerca de los suministros de pieles y otras materias primas para prevenir enfermedades, alimañas, contaminación y costos importantes como el transporte. La seguridad de los trabajadores se supervisa cuidadosamente, al igual que la producción de un pegamento puro.

Subproductos / Residuos

El pegamento en sí es un subproducto de las lecherías, las plantas de procesamiento de carne y otras instalaciones que generan las materias primas necesarias para la producción del pegamento.

El futuro

Las colas son fundamentales para nuestro futuro. Cada vez más procesos de fabricación utilizan diversas formas de pegamento (incluidos los adhesivos) para reemplazar el cosido, el grapado y formas de sujeción más caras (y menos efectivas). Los experimentos con pegamentos médicos sugieren que un tercio de todas las heridas pueden ser "cosidas" con pegamentos en los próximos años. Las colas han demostrado ser tan versátiles que los científicos están constantemente buscando nuevas aplicaciones que simplifiquen nuestras vidas.