Parileno

Protección inigualable de superficies

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Parileno

Protección inigualable de superficies

Diener electronic aspira a ofrecer la solución perfecta para tratar superficies en todos los casos. En muchas ocasiones, la solución ideal consiste en un recubrimiento de parileno para proteger componentes, módulos o equipos de gran valor.

El parileno es un grupo de polímeros cuya denominación química exacta es para-xilileno. Con una tecnología de procesos aplicable únicamente a esta clase de material, pueden generarse capas de protección prácticamente transparentes.

¿Qué ofrece el parileno?

✓ Espesores de capa constantes, independientemente del contorno, con una desviación inferior a 1 µm
✓ "Libre de poros", es decir, sin espacios libres, de forma fiable a partir de 1 µm
✓ Resistente a los efectos térmicos (dependiendo del tipo de parileno)
✓ Químicamente inerte (resistente a numerosos productos químicos)
✓ Resistente a los efectos del medio ambiente y a la radiación UV
✓ Excelentes propiedades de barrera
✓ Magnífica adherencia a las superficies limpiadas y sometidas a tratamiento previo con plasma
✓ Recubren incluso contornos, bordes, ranuras y cavidades complejos adaptándose a la perfección

¿Qué son los parilenos?

¿Y por qué son tan únicos?

El químico Michael Szwarc investigó en 1947 las reacciones del xileno a altas temperaturas, hasta 1000 °C. En el proceso, descubrió que se había formado un sedimento transparente en las superficies frías de sus instrumentos. Esta película sólida se analizó como poli(p-xilileno).

Como proceso más eficaz para la fabricación, la empresa Union Carbide introdujo en 1955 el método de pirólisis del dímero paraciclofano, habitual aún hoy en día, que abrió el camino para su aplicación comercial. Union Carbide asignó al polímero poli(p-xilileno) el nombre parileno, más práctico.

El parileno es un polímero orgánico que (en su forma básica, como parileno N) solamente consta de átomos de hidrógeno (H) y carbono (C). El parileno es hidrófobo y resistente a casi todos los productos químicos. Esto también sucede en otros polímeros, como el PTFE, pero sus características tan especiales surgen de su insólita tecnología de fabricación. Solamente suponen una opción económicamente interesante en forma de recubrimientos finos. El polímero se crea mediante polimerización del monómero gaseoso en las superficies frías del sustrato. Todos los recubrimientos líquidos contienen acumulaciones de gas y tienen tendencia a agruparse, incluso en caso de tensión superficial reducida. Esto provoca huecos, evasión de bordes y espesor de capa variable. Como el parileno se polimeriza directamente desde la fase gaseosa, se deposita molécula a molécula, por lo que no presenta poros, no evade los bordes y su espesor de capa es constantea escala molecular. El parileno se polimeriza en superficies frías, así que el sustrato no se somete a altas temperaturas. Casi cualquier material puede recubrirse de parileno.

Los recubrimientos de parileno poseen propiedades de barrera excepcionales ante prácticamente todas las sustancias; en consecuencia, brindan una protección extremadamente elevada y, sobre todo, fiable contra ataques químicos, contra los efectos del medio ambiente y contra el envejecimiento.

Más información

Materia prima: dímero

Denominación química exacta: paraciclofano o di-p-xilileno

Nombre más práctico: dímero de parileno
 

Tras la pirólisis: monómero

Denominación química exacta: quinodimetano o p-xilileno

Nombre más práctico: monómero de parileno
 

Producto final: polímero

Denominación química exacta: poli(p-xilileno)

Nombre más práctico: parileno N

¿Qué aportan los parilenos?

Las capas de parileno destacan respecto a los demás métodos de recubrimiento por las características siguientes:

✓ Constancia del espesor de capa
✓ Cubrimiento de aristas y vértices
✓ Penetración en intersticios extremadamente finos
✓ Estanquidad con un mínimo espesor de capa
✓ Propiedades de barrera frente a la penetración de gases y líquidos
✓ Protección contra la humedad
✓ Protección contra disrupción eléctrica
✓ Protección contra la oxidación
✓ Resistencia al envejecimiento y protección contra el envejecimiento del material
✓ Biocompatibilidad

Características del parileno

Los parilenos son derivados del benceno. Su forma básica, el parileno N, consta de una molécula de benceno en la que se sustituye, en dos esquinas de su anillo, el átomo de hidrógeno de cada una de ellas por un grupo CH2. El prefijo "para-" (abreviado como "p-") indica que estos dos grupos de CH2 están enlazados en esquinas opuestas del hexágono del benceno.

El parileno N se considera un hidrocarburo puro.

No obstante, en la molécula de parileno pueden sustituirse uno o varios átomos de hidrógeno por átomos de halógeno. Los halógenos son, p. ej., los elementos químicos flúor y cloro. Con estas variaciones, teóricamente pueden formarse numerosos derivados del parileno. En cambio, solamente gozan de relevancia práctica y se utilizan comercialmente los tipos parileno N, parileno C, parileno D, parileno F-VT4 y parileno F-AF4.

En los sistemas de parileno, pueden procesarse todos estos tipos con parámetros similares. Las capas también poseen características similares. Sin embargo, si las propiedades dieléctricas, térmicas y de barrera del parileno N, ya de por sí magníficas, aún no resultan suficientes, pueden emplearse los tipos de parileno alternativos.

Características distintivas de los tipos de parileno

Parileno N:

Versión básica, compuesta solamente por átomos de hidrógeno y carbono. Aun así, no es el tipo más utilizado. Extraordinaria capacidad de penetración en intersticios. Excelentes propiedades dieléctricas y elevada rigidez dieléctrica; por ello, se emplea preferentemente para el recubrimiento de componentes y módulos electrónicos. Mínimo coeficiente de fricción, por lo que suele usarse en catéteres.

Parileno C:

El producto más utilizado, con un efecto de barrerasobresaliente. Alta protección contra la humedad, debido también a sus propiedades hidrófobas especialmente destacadas. Gran elasticidad, por lo que puede usarse para el recubrimiento de plásticos y elastómeros. Rápido crecimiento del espesor de capa (hasta 10 µm/h)

Parileno D:

Lleva mucho tiempo utilizándose a causa de su elevada estabilidad térmica, pero también es muy hidrófobo. Se emplea para proteger componentes electrónicos en tecnología aeroespacial.

Parileno F-VT4:

Puesto que posee una resistencia a los efectos térmicos aún mayor que el parileno D, se está imponiendo a este en aplicaciones de alta temperatura.

Parileno F-AF4:

Se trata, con diferencia, del tipo de parileno con la máxima resistencia a temperaturas extremas. Asimismo, este tipo es prácticamente inmune a la radiación agresiva, sobre todo, a la radiación UV. Al ser la variante más cara, solamente se utiliza en aquellos casos en los que resulten imprescindibles estas características especiales.

Recubrimiento totalmente adaptado al contorno:

A diferencia de los recubrimientos de aplicación líquida, los monómeros gaseosos pueden alcanzar puntos del componente inaccesibles para los líquidos.

Bueno para la salud y el medio ambiente

Debido a que los parilenos son muy inertes químicamente y, además, no contienen ningún material extraño, están clasificados como atóxicos e inocuos para la salud. Los parilenos cumplen todos los requisitos en cuanto a aptitud para uso alimentario y biocompatibilidad. Además, no comprometen el agua potable ni revisten impacto medioambiental.  Los parilenos cumplen la directiva europea RoHS 2002/95/CE (Restricciones a la utilización de determinadas sustancias peligrosas en aparatos eléctricos y electrónicos).

La materia prima siempre es el dímero puro. Por lo general, en el procedimiento de recubrimiento de parileno no se efectúan modificaciones con aditivos, estabilizadores ni aleaciones. Por lo tanto, los valores de la tabla son válidos de forma general para tipos de parileno de todos los fabricantes. Existen diferencias de calidad, de todos modos. Se consiguen recubrimientos de parileno excelentes si el dímero presenta la máxima pureza.

Sistemas de parileno

Los sistemas de parileno son fundamentalmente sistemas de vacío. Por lo tanto, todos ellos comprenden una cámara de vacío estanca y resistente a la presión, así como una bomba de vacío. Es cierto que la presión de trabajo, de 0,02-0,1 mbar, no es especialmente baja. Sin embargo, para lograr una capa de gran calidad, es conveniente que las moléculas ajenas se separen lo máximo posible. Por este motivo, resultan necesarios una obturación de gran valor, componentes que no emitan gases y una bomba de vacío de alta potencia.

Entre la cámara de vacío y la bomba de vacío se incorpora una trampa de frío, en la que se polimerizanlos restos del monómero de parileno, que vuelven a extraerse de la cámara de vacío por aspiración. Si entrara un monómero en la bomba de vacío y se polimerizara en ella, dañaría la bomba.

Estructura esquemática de un sistema de recubrimiento de parileno con cámara horizontal

1) Vaporizador (calentamiento por resistencia: temperaturas típicas de 130-180 °C)

2) Tubo de pirólisis (calentamiento por resistencia: temperaturas típicas de 550-650 °C)

3)  Cámara de vacío (presión básica de aprox. 0,01 mbar; presión de trabajo entre 0,02 y 0,1 mbar)

4) Soporte giratorio (para girar el sustrato)

5) Trampa de frío (p. ej., nitrógeno líquido: temp. aprox. –196 °C)

6) Bomba de vacío

7) Control por PC: ajuste y vigilancia de los parámetros del proceso

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