La cohesión entre átomos y moléculas está determinada por diversas interacciones, lo que también se aplica a aquellos situados en una interfaz. La energía interfacial puede describirse como la suma de las interacciones polares y de fuerzas de dispersión. La proporción entre estos dos componentes —polar y dispersivo— influye directamente en el comportamiento de humectación y adhesión entre dos fases.

Interacciones dispersivas y polares entre moléculas

La cohesión de átomos y moléculas, que determina la energía interfacial de una sustancia, se debe a diferentes tipos de interacciones. Se puede distinguir entre interacciones dispersivas y polares.

Las interacciones debidas a fluctuaciones temporales en la distribución de carga de los átomos o moléculas se denominan fuerzas de dispersión o interacciones de Van der Waals. Las interacciones polares incluyen interacciones de Coulomb entre dipolos permanentes y entre dipolos permanentes e inducidos. Un ejemplo de interacciones polares son los enlaces de hidrógeno, como los que forman las moléculas de agua.

¿Cómo se compone la energía interfacial de componentes polares y dispersivos?

La energía interfacial σ puede entenderse como la suma de un componente dispersivo σ^d y un componente polar σ^p:

Las interacciones de fuerzas de dispersión ocurren en todos los átomos y moléculas. Sin embargo, hay sustancias que no tienen grupos polares. Su energía interfacial, por tanto, está compuesta únicamente por componentes dispersivos. Un ejemplo de este tipo de sustancias son los alcanos, que están formados por cadenas hidrocarbonadas cuya energía interfacial depende exclusivamente de las fuerzas de dispersión.

Influencia de los componentes polares y de dispersión en la adhesión

Se pueden hacer predicciones sobre la adhesión de dos fases si se compara la proporción de componentes de dispersión y polares. Cuanto más similar sea la proporción de los componentes de dispersión y polares, mayores serán las interacciones entre las fases (ver Figura 2). En este caso, se puede esperar una adhesión más fuerte entre las dos fases.

Cómo la activación superficial influye en el componente polar de la energía superficial

Los polímeros tienen una energía superficial muy baja, ya que la parte polar de la energía superficial es baja o inexistente. Además, las impurezas en la superficie pueden reducir la energía superficial. Como resultado, los plásticos son difíciles de imprimir, humedecer o pegar.

Por ello, en la industria se utilizan varios métodos para aumentar la energía superficial de los polímeros, o más precisamente: la parte polar de la energía superficial. Tales métodos suelen denominarse pretratamiento superficial o activación superficial. Ejemplos son el tratamiento con llama, recubrimiento o tratamiento con plasma de la superficie.