Cómo funciona el VCI (Vapores inhibidores de la corrosión)

Envases, embalajes, bolsas, cubre palets, etc…
Los embalajes anti-corrosión son muy utilizados en estos últimos tiempos debido a que han alcanzado rendimientos excelentes a unos precios relativamente económicos. Sus aplicaciones en el sector de la automoción y en otros para la protección del metal antes de pintar o para el transporte ha hecho desarrollar mucho el mercado de los embalajes que llevan este aditivo.
El aditivo VCI puede incorporarse a productos de embalaje como plásticos PE baja densidad en bolsas o como lámina, a film estirable o papel y también puede usarse en hilos, bolsas para contenedores o polvo para mezclar agua.
El resultado es espectacular ya que se evita totalmente la corrosión de los metales. Pero poco sabemos de cómo funciona. A continuación explicamos algunos datos que nos ayudarán a comprender el funcionamiento de este aditivo VCI.

Anti-corrosión en acción.
Los VCI, por regla general y para su manejo, son materiales sólidos pero como medio de aplicación en las piezas metálicas se emplea en estado volátil. Estos vapores protectores se esparcen dentro de un espacio cerrado hasta llegar al punto de saturación equilibrado por medio de la presión parcial del vapor. El proceso inhibidor de corrosión empieza cuando los vapores están en contacto con las superficies del metal y se condensan para formar una película de micro cristales. Con la presencia, incluso mínima, de humedad en el aire dichos cristales se disuelven y desarrollan una actividad iónica fuerte con los metales.
El resultado de esta actividad es la formación de una película molecular que impide el contacto entre el metal y los electrolitos. Esta película invisible no afecta de ninguna manera importante las propiedades del metal incluso en aplicaciones electrónicas muy precisas donde propiedades como la conductividad o las dimensiones de tolerancia son vitales y donde cualquier desviación podría causar mal funcionamiento. Los vapores emigran a las superficies metálicas distantes dentro del espacio cerrado y por lo tanto son capaces de proteger sin contacto directo. Solo es necesario colocar el VCI cerca de las zonas que requieren protección. Hasta llegar al punto equilibrado de saturación este proceso continúa fijándose por la presión vaporosa parcial del componente.
Una presión demasiado alta hará que el inhibidor se evapore a tal velocidad que una concentración protectora no podrá mantenerse. Si por el otro lado se utilice una presión vaporosa baja no se consumirá tan rápidamente el inhibidor y de esta manera se puede asegurar una protección más duradera siempre que se dé el tiempo necesario para conseguir el punto de saturación. Este factor puede aumentar el riesgo de corrosión durante la fase inicial de saturación y si el espacio no está cerrado herméticamente tal vez no se consiga nunca el nivel de concentración requerida.

Selección de VCI
Una selección correcta de los componentes volátiles permite una vaporización controlada y de confianza. Temperaturas más altas tienden a aumentar la tendencia corrosiva del metal. La velocidad de evaporado del VCI actúa de un modo similar con la temperatura así que más material inhibidor se evapora en condiciones de temperaturas más altas. De esta manera el VCI se auto regula según la agresividad del medio en que se encuentra y en condiciones muy diversas.

El desarrollo de los VCI
Los inhibidores de corrosión volátiles se desarrollaron originalmente para proteger metales ferrosos en los trópicos, una táctica que muy pronto se descartó por las limitaciones a causa de la incompatibilidad con metales no ferrosos. Últimamente se han conseguido buenos resultados mediante la síntesis de componentes que permiten una protección satisfactoria en general – protegen la mayoría de metales tanto ferrosos como no ferrosos y sus aleaciones.
Las investigaciones en el comportamiento de la electroquímica demuestran que estos componentes pertenecen a una familia de inhibidores mixtos o “ambióticos” capaces de retardar tanto los procesos catódicos como anódicos de corrosión. Los ingredientes activos en los VCI son normalmente productos de la reacción entre aminoácidos volátiles y sus derivados y ácidos orgánicos. El producto final, como resultado de dichas reacciones – los “aminocarboxilatos” son los más comunes en la preparación de VCI. Ciclohexilamina, diciclohexilamina, guanidina, amino alcoholes y otros sales amínicos primarios, secundarios y terciarios representan la naturaleza química del VCI. Los componentes VCI, aunque ionizados en agua, sufren un proceso de hidrólisis significativo que es relativamente independiente de los niveles de concentración. Esta independencia contribuye a la estabilidad del film bajo diversas condiciones.
La película de VCI disuelta en la superficie del metal repele las moléculas de agua. Dicha película también crea una barrera difusiva contra el oxígeno, reduciendo la concentración de este gas y como consecuencia reduce la reacción catódica. Una fuerte inhibición de la reacción anódica resulta de los dos centros absorbentes “receptor – donante” del inhibidor que forman una unión entre el metal y el inhibidor. Estos compuestos cambian el estado energético de la superficie metálica llevando rápidamente a la pacificación de la tendencia del metal a ionizarse y a disolver. Además de prevenir contra el ataque corrosivo en general de los metales ferrosos y no ferrosos, los VCI mixtos se han demostrado eficaces también a la hora de prevenir la corrosión galvánica en metales aleados, el “pitting” y en algunos casos el quebrado por hidrógeno.

fuente: ABC-PACK