Diapositiva 1

Introduccin al Mundo del Polmero

Autor: Eliud Arancibia Corvaln

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Diapositiva 2

ndice Definiciones y conceptos Bsicos de debemos

manejar Formulacin Tpica y sus alcances

Bases Elastomricas Sistemas de reforzamiento(Vulkasil) Ayuda de Procesos(Aflux, rhenosin) aceites Anti degradantes (vulkanox) Concepto de Vulcanizacin

Vulcanizacin con Azufre Vulcanizacin sin Azufre Acelerantes(Vulkasit)

Cauchos Bases

Nr(Caucho Natural) SBR(Caucho Estireno Butadieno,

Krylene) NBR(Caucho Acrilo Nitrilo butadieno

(Perbunam, Krynac) Cr(Caucho Cloropreno Baypren) EPDM(Caucho Etileno Propileno buna

EP) CSM(Caucho Hypaln) FKM(Caucho fluorado) VMQ( Caucho Silicona)

Activantes de la vulcanizacin

Directos

Indirectos

Vulcanizacin

Acelerantes( vulkacit)

Primarios

Segundarios

Terciarios

Maquinarias usadas en una Empresa de Caucho

Mezclador Cerrado

Mezclador Abierto.

Ensayos de Laboratorios

Cauchos de Ingeniera

EVM( Caucho Etile Vinil Acetato, Levapren)

HNBR(Caucho Acrilonitrilo Hidrogenado, Therban)

PU( Poliuretano elastomrico Urepan)

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Diapositiva 3

Historia Cronolgica de descubrimientos

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200019701939-1950

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Diapositiva 4

Definiciones y Conceptos Bsicos que debemos manejar en la industria del Caucho Caucho Bases: Son Los caucho que estn en

mayor porcentaje en la formulacin y es el que le da la caracterstica fundamental a la mezcla. Bajo este concepto se puede hacer combinaciones con otros cauchos pero se debe tener en cuenta que presentan una compatibilidad qumica, de lo contrario en caucho en menor proporcin, formar parte de una impureza el componente y causar un deterioro del mismo.

CAUCHOS BASES MS CONOCIDOS

CAUCHO NATURAL CAUCHO SBR CAUCHO CLOROPRENO CAUCHO ACRILONITRILO

BUTADIENO CAUCHO BUTILO CAUCHO EPDM CAUCHO FLUORADO CAUCHO SILICONA

Partes por 100 de Caucho PHR: Son los valores en unidades a dimensinales que estn en relacin al caucho o la suma de cauchos que se encuentran en el compuesto.

Partes por 100 de Caucho (PHR)

Caucho Natural 100

Oxido de Zinc 5

cido Esterico 2

Negro Humo HAF-330 60

Aceite Aromtico 5

TMQ 1

IPPD 1

Azufre 2

CBS 0.8

TMTD 0.5

---------------.----177,3

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Aporte de dureza de Cauchos Bases:

Cada Caucho Base aporta inicialmente al sistema una dureza intrnseca que posee. Esta baria dependiendo del caucho Base.

Caucho Natural RSS1 : 43 Shore A Caucho Natural SMR-10 : 40 Shore A Caucho SBR1502 : 40 Shore A Caucho Cloropreno : 44 Shore A Caucho AcriloNitrilo : 44 Shore A Caucho Hypaln(40) : 52 Shore A

Partes por 100 de Caucho PHR: Son los valores en unidades a dimensinales que estn en relacin al caucho o la suma de cauchos que se encuentran en el compuesto.

Partes por 100 de Caucho (PHR)

Caucho Natural 100 Oxido de Zinc 5 cido Esterico 2 Negro Humo HAF-330 60 Aceite Aromtico 5 TMQ 1 IPPD 1 Azufre 2 CBS 0.8 TMTD 0.5

---------------.----177,3

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Diapositiva 6

Vulcanizacin: Es el cambio de estado de un

caucho que de un estado a dimensional y deformable pasa a un estado elstico de forma estable. Este cambio fisco qumico es la base del proceso que a diario vemos en nuestras empresas. En este proceso acta el caucho y el azufre. Como actores segundarios los Activantes de la vulcanizacin adems de los Acelerantes de la vulcanizacin.

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Reticulacin: Es el proceso idntico a la vulcanizacin, pero, con otro elemento como lo es el perxido, pero en este caso el mecanismo de unin es realizado no en los dobles enlaces, ms bien en la cadena misma.

Densidad de Enlace: Es la Cantidad de uniones que se crean en el momento de la vulcanizacin, est en relacin a la cantidad de los ingredientes involucrado en la vulcanizacin( Azufre, Acelerantes, Activantes).

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Diapositiva 8

Plastificacin: Es el proceso que involucra la temperatura el efecto de cizalle ms el reordenamiento de las cadenas de caucho en un mezclador abierto o Bambury (mezclador Cerrado)

Tiempo

Visco

sidad

MU

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Propiedades Fsicas Resistencia a la Traccin: Son los valores

expresado en unidad de masa dividido por la unidad de rea que resiste un compuesto de caucho vulcanizado al ser traccionado. Segn la norma ASTM D-412.Este es un parmetro muy utilizado en la industria del caucho indicndonos la calidad del compuesto

Elongacin Mxima: Es el mximo alargamiento que presenta un espcimen de goma segn norma ASTM D-412, antes de romperse. Este es otro parmetro usado en la industrial del Caucho que nos da un indicio de en grado de calidad de un compuesto vulcanizado.

Modulo Al 300%: Son valores expresado en

unidad de masa dividido por la unidad de rea que presenta un compuesto de caucho vulcanizado al ser elongado tres veces su tamao original. Segn norma ASTM D-412.

Este parmetro es importantsimo puesto que nos indicar el comportamiento de la pieza de caucho en trabajo.

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Diapositiva 10

Sinergismo: Es la potencializacin de dos variables que separadas causan un mediano efecto pero unidas causan un efectos extra. En la industria del Caucho usamos este concepto a la proteccin de la oxidacin, al unir un antioxidante y un antiozonantes, estos pueden mejoran su proteccin si actan juntos y separados disminuye su efecto.

Doble Enlace: En los compuestos orgnicos la unin de cada carbono se hace a travs de enlaces simples, dobles, triples. La reactividad depender del aumento de los enlaces, por lo que abunda en una cadena polimrica son los dobles enlaces y enlaces simples. Es en los enlaces dobles donde se realizar la unin del azufre con otra cadena lo que se llama vulcanizacin.

CH2CH CH CH

2CH

2CH

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CIS Y TRANS:Son estructuras iguales que sediferencian en la forma comose encuentran en el espacio,es decir, como son puestossus grupos funcionales, estoredundara quecompatibilidad tienen entresi o con otros cauchos, que esde gran importancia en laduracin del compuesto y suscaractersticas y propiedadesfsicas.

C

H

C C

C

C l H

CH3

CH2-

Figura CIS

-C

C

C

C-

H H

C l CH 3

Figura TRANS

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Velocidad de Cura: Es la rapidezque tiene cada compuesto parainiciar su uniones entre cadenasinteractuando cada elemento queest destinado para suvulcanizacin.

Activantes de lavulcanizacin (Oxido deCinc, cidos Grasos)

Agente Vulcanizante ( Azufre o Peroxido)

Sistema de Aceleracin (TMTD,CBS,DPG,MBTS,MBT)

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Diapositiva 13

Formulacin tpica:

En el mundo delformulador tenemos unasreglas que debemos seguir,Pues, en pruebas y error demis antecesores se llega alos parmetros que senombran a continuacin,pues en cada etapa de estaformula que se nombrar acontinuacin hay aos deinvestigacin.

Nombre Partes por 100 de Caucho (PHR)

Caucho Natural 100 40 Dureza Base

Oxido de Zinc 5

cido Esterico 2

Negro Humo HAF-330 60 30 Puntos Aportados al Compuesto

Aceite Aromtico 5 -2.5 Puntos descontados al compuesto

Vulkanox HS/LG 1

NA-4010 1

Azufre 2

Vulkacit CBS 0.8

Vulkacit TMTD 0.5

- --------------. -----------

177,3 67.5 Shore A Tericos

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Calidad y Pesos EspecficosCauchos Peso Especifico Base P.E De Buena Calidad DUREZA shore A

Natural Rubber 0,92 1,13 60/65

EPDM 0,08 1,15 55/60

Cloropreno 1,23 1,35 55/61

SBR Rubber 0,93 1,13 60/65

AcriloNitrilo Butadieno 1,10 1,25 55

Vitn 2,00 2,1 60

Silicona 1,15 1,15 35/75

Bases Peso especifico

Dixido de Silicio 1.95

Caoln 2.4

Oxido de Zinc 5.57

Acido esterico 0.84

azufre 2.05

Oxido de Magnesio 3.6

Barita 4.5

Negro de Humo 1.81

DOP 1.04

Aceite Naftenico 0.93

Aceite Aromtico 1.02

Tiza 2.21

Dixido Titanio 4.2

Litargirio 8

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Diapositiva 15

Seleccin de la Base Elastomrico

En la seleccin de la base de cauchoque llevar nuestra formulacindebemos tomar en cuenta lassiguientes variables:

Elementos que resistir nuestro producto final cidos Bases Hidrocarburos Temperaturas de trabajo Alcoholes Abrasiones Impacto Desgarre Tracciones Resiliencia Ozono

Reglas del formulado Segn el Caucho Base se debe elegir:

Sistema de Vulcanizacin Sistemas de Activacin Agente de Vulcanizacin

Eleccin de cargas reforzantes Propiedades a resistir

Abrasin Desgarre Resiliencia Fuertes Tracciones cidos

Eleccin de Cargas no reforzantes: Propiedades a resistir

Abrasin Desgarre Resiliencia Fuertes Tracciones cidos

Sistemas de Aceleracin Caucho Base Condiciones de trabajo Condiciones de vulcanizacin

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SISTEMA DE REFORZAMIENTO La incorporacin de Cargas es fundamental, para

dar al caucho caractersticas especiales que lo harn modificar, mejorando sus propiedades mecnicas, elctricas y pticas, economizar y ayudar en el proceso.

Estas cargas pueden ser: Caolines SEMI REFORZANTE Tizas NO REFORZANTE Dioxido de Silicio REFORZANTE Negros de Humos

Haf 330 REFORZANTE Fef 550 MEDIO REFORZANTE PARA

EXTRUSIN Isaf 220 ALTO REFUERZO SAF 110 SUPERALTO REFUERZO GPF 660 BAJO REFUERZO MT 990 BAJO REFUERZO

En cuanto a la forma de clasificacin anteriormente, se toma en consideracin: El tamao de partcula El rea superficial La estructura La actividad superficial.

Ejemplo:

Negro Isaf 220:Esta partcula si medimos su permetro ser

Mayor que una partcula redonda.

Negro GPF 660:A pesar de ser mas grande esta partcula,

su permetro ser mas PERQUEO porque es mas

redonda que el Isaf 220.

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Diapositiva 17

Aporte de Dureza de Cargas NegrasParte de aumento por 1 PHR

Caucho Tipo

Negro Tipo NR SBR CR IIR NBR EPDM CSM

SAF110 1,5 1,8 1,2 1,3 1,7 2,4 1

ISAF220 1,7 2 1,3 1,5 1,9 2,7 1,2

HAF330 2 2,3 1,5 1,7 2,1 3 1,4

FEF550 2,3 2,8 1,8 2,1 2,6 3,7 1,5

GPF660 2,5 3,1 2 2,3 2,9 4,1 1,9

SRF762 2,8 3,4 2,2 2,5 3,2 4,5 2,6

MT990 4,2 5 3,3 3,7 4,7 6,6 3,5

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Diapositiva 18

Ayudas de ProcesoAyuda de Procesos: Son usan para reducir los tiempo y la energa durante

el mezclado, adems del mejoramiento de dispersiones de los componentes en polvo, proporcionando elasticidad y mejor procesabilidad del caucho. Se manejan en concentraciones de 5 phr, con un mnimo efecto en la vulcanizacin. Existe un gran nmero de compuestos que actan como ayudas de proceso.

Peptizacin Fluidez Homogenizacin Dispersin Silanos Especialidades

Para la seleccin de las ayudas de proceso se consideran los siguientes factores

Compatibilidad Costo Eficiencia Manchado Propiedades a bajas temperaturas

Peptizantes Son usados principalmente en el caucho natural para ayudar a incrementar la eficiencia en la masticacin del caucho e incrementar la velocidad del rompimiento molecular evitando la formacin de radicales libres, se aaden al inicio del mezclado debido a que el azufre inhibe su accin, los cauchos sintticos necesitan de altas concentraciones de peptizantes.

Los primeros peptizantes utilizados fueron los mercapturos aromticos. Los complejos de quelatos como fierro, cobalto y manganeso son muy eficientes para reducir la viscosidad y se usan en concentraciones de 0,1 - 0,5 ppr. En la tabla 3 especifica algunos peptizantescomerciales.

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Diapositiva 19

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Diapositiva 20

Antioxidantes La funcin de los anti degradantes

es prevenir que las propiedades cambien durante su servicio debido a una degradacin por oxidacin o el ataque por ozono. La volatilidad es un factor importante a considerar, es mejor que sea soluble en el caucho pero insoluble en los componentes lquidos, la prdida durante el procesado y servicio ocasiona una disminucin en su duracin. Para la seleccin de los anti degradantes se consideran los siguientes criterios:

Costo Solubilidad Estabilidad al calor Estabilidad la luz Estabilidad al oxgeno Estos se dividen en antioxidantes y

antiozonantes.

CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-

S

S Zona de

vulcanizacin O3

CH-CH-CH2-CH=CH-CH2-

-CH-CH-CH2-CH=CH-CH2-

O2

Zona de Proteccin

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Diapositiva 21

Concepto de Vulcanizacin

TemperaturaOx.Zinc + Ac. Esterico + CAT. Vulcanizacin

S S

SS

S S

S S

S

S

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Diapositiva 22

Sistemas de vulcanizacin Se usan para retardar o acelerar el sistema de entrecruzamiento. Sin su uso la vulcanizacin del caucho sera

muy lenta y tardara das o meses en obtenerse un material vulcanizado con determinadas propiedades. Son sustancias qumicas las cuales al reaccionar con las molculas del caucho forman una red tridimensional entre los segmentos de la cadena formando enlaces C-C, C-S-C y C-Sx-C, a todo este proceso se le conoce como vulcanizacin, curado, entrecruzamiento o reticulacin. Con la vulcanizacin se incrementa la traccin, el mdulo, la dureza, la resistencia a la abrasin y por consiguiente disminuye la elongacin, compresin permanente y la solubilidad. La resistencia a la tensin y al rasgado muestra un valor ptimo, debido a los cambios producidos por el grado de entrecruzamiento.

Con un entrecruzamiento excesivo se obtienen productos rgidos, con un entrecruzamiento normal se mejora la propiedad de resistencia a la tensin y al rasgado, adems de la fatiga. Un entrecruzamiento pobre proporciona una degradacin oxidativa y trmica con una baja compresin permanente.

Sistema de Vulcanizacin con Azufre

Es el agente de vulcanizacin ms ampliamente usado en los cauchos, cuya estructura est conformada por dobles ligaduras como en el caso de los cauchos: natural, estireno-butadieno (SBR), polibutadieno, nitrilo, policloropreno y polisopreno. Es insoluble en el caucho por lo que migra a la superficie antes de la vulcanizacin, es de bajo costo y baja toxicidad, compatible con otros aditivos.

Un sistema de vulcanizacin tpico est compuesto por el azufre, xido metlico como el oxido de zinc, cido graso (para solubilizar el xido metlico) y uno o ms aceleradores orgnicos. Se usa en una concentracin de 1 a 3 ppr, los mtodos para la vulcanizacin pueden ser:

Azufre solo

Azufre convencional y aceleradores

Baja cantidad de azufre y aceleradores

Sistema donador de azufre

Activadores - ayudan a incrementar la velocidad de vulcanizacin reaccionando primero con los aceleradores, despus activan al azufre para iniciar la vulcanizacin, estos pueden ser orgnicos, inorgnicos y metlicos. Los activadores ms comunes son la combinacin de xido de zinc en concentraciones de 2 - 5 Phr y el cido esterico que puede variar desde 1 - 3 ppr; ste ltimo acta como un lubricante para reducir la viscosidad durante el mezclado. Se han usado otros xidos metlicos como el de plomo, cadmio y algunos cidos grasos (por ejemplo el cido lurico y el propinico) para propsitos especficos.

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Diapositiva 23

Se observa el efecto de los activadores sobre la velocidad de curado o entrecruzamiento, la cual se refleja en el aumento del torque.

Aceleradores - son usados para reducir el tiempo de vulcanizacin y mejorar las propiedades fsicas y aumentar la

estabilidad al envejecimiento. Estos pueden ser aceleradores ultra rpidos, rpidos, rapidez media y de accin

retardada dependiendo del sistema de vulcanizacin y producto. La cantidad requerida del componente es

relativamente pequea, generalmente de 0,5 a 1,0 phr. Algunos aceleradores requieren la presencia de ZnO para

ejercer su efectividad y algunos otros requieren de un cido orgnico. En la mayora de las formulaciones de caucho

contienen adems del acelerador, el ZnO y cido esterico.

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Diapositiva 24

Las caractersticas msimportantes de estos aditivos,son el tiempo de quemado oinduccin, de la vulcanizacin yla meseta, estas caractersticas,tomando como referencia lapropiedad mecnica deresistencia a la tensin.Otra caracterstica importante esla variacin de la temperaturacon respecto al tiempo, ya que alaumentar la temperatura eltiempo de vulcanizacindisminuye.

Adems estas caractersticasvaran con el tipo de acelerador ola combinacin entre ellos, porejemplo con el azufre, el tipo decaucho y los componentesinvolucrados en la formulacin

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Diapositiva 25

Retardadores - se usan para retardar el tiempo de quemado previniendo una vulcanizacin prematura bajo determinadas condiciones de procesamiento, a un intervalo de concentracin de 0,1 - 0,3 PHR. Se pueden combinar con los aceleradores como MBT y MBTS para obtener un procesado sin problemas, una velocidad de curado ptima y buena calidad del producto.

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Diapositiva 26

b) Sistema de vulcanizacin sin azufre

Los cauchos que no contienen dobles ligaduras en su estructura molecular no pueden ser vulcanizados con azufre, requieren de un agente entrecruzantes alterno capaz de reaccionar con una ligadura, para este tipo de cauchos se puede usar los perxidos. Los agentes del tipo xidos metlicos o compuestos disfuncionales son usados en casos especiales.

Perxidos - son los agentes ms usados despus del azufre por su habilidad para:

El entrecruzamiento con una variedad de cauchos insaturados y saturados

Proporcionar estabilidad trmica en el enlace carbono-carbono, formado durante el entrecruzamiento

Al usar perxidos, los compuestos presentan mejores propiedades en el envejecimiento trmico, baja compresin permanente y buena flexibilidad a bajas temperaturas. Se deben tomar medidas de precaucin durante su manejo y almacenamiento ya que son sustancias de riesgo. Comparadas con otras materias primas, producen un olor desagradable durante la vulcanizacin y reaccionan con otros componentes, por lo que se restringe el uso de antioxidantes en este sistema.

No es recomendable usarlos en presencia de oxgeno, como en el caso de la vulcanizacin continua en aire caliente, la razn es que el radical de transferencia de la cadena del caucho se oxida, formndose hidroperxidos responsables del inicio de la degradacin.

La velocidad de curado del perxido se controla por la temperatura y por el tipo de perxidos, en las tablas 10 y 11 se especifican los cauchos que pueden o no ser entrecruzados con este agente

xidos Metlicos - los cauchos que contienen halgenos (ejemplo cloro) tales como el caucho neopreno, son entrecruzados con la ayuda de xidos metlicos, tpicamente xido de zinc.

En referencia al polietileno clorosulfonado ( Hypaln) se prefiere el uso del xido de plomo para mejorar la resistencia a la absorcin de agua. Tambin se puede usar el xido de magnesio. Si alguno de estos agentes presenta trazas de otros elementos ocasionar un efecto adverso durante el mezclado o en la vulcanizacin.

Las sales inorgnicas de cobre y magnesio pueden ocasionar fragilidad en los productos de caucho. El plomo puede reaccionar con el pigmento durante el curado y se obtienen productos blancos o de color; esto se elimina al usar solamente un 0,002% de plomo.

Entrecruzamiento con aminas - los cauchos fluoroeslastomeros (FKM) y los poliacrilatos(ACM) no son vulcanizados con azufre, debido a que contienen una pequea cantidad de monmero reactivo que reacciona con las aminas. El azufre puede ser aadido solamente como un retardador de la vulcanizacin.

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Diapositiva 27

LOS CAUCHOS Y SUS FAMILIAS

A.- RSS 1 : Caucho en hoja Ahumado (RUBBER SMOKED SHEET)

B.-Cauchos TSR : Caucho tcnicos con especificacin

A.-Caucho en Hoja ahumado: Este caucho se obtiene precipitando el ltex con cido formica en una concentracin aproximada de 0.5%, este cido diluido hace cambiar el ltex de un estado liquido a un estado slido en laminas de aprox. 3 milmetros.

Este slido es llevado a una cmara donde s ahma por tres das a una temperatura de aproximada de 60 C.

Tenemos 5 variedades de RSS y se diferencian por su color, aroma y pureza.

Su color debe ser caf claro, Su aroma debe ser suave y sin aromas qumico a ltex.

Este Caucho por su forma de coagular presenta excelentes propiedades de elongacin y de traccin, tiene molcula larga y ramificada.

Su procesabilidad es mala por que su viscosidad es muy alta y variable, este caucho se debe trabajar bien antes de incorporar los elementos restantes.

Cauchos tcnicos Especificados:

Los cauchos tcnicos fueron los primeros especificados para establecer un orden en el mundo del caucho y para que se establezca un proceso de obtencin de cauchos estndarEstas especificaciones fueron creadas en 1965 y Revisadas en

1979.

Los Grados Mas conocidos son SMR-10 SMR-20Sus Caractersticas son :

Impurezas Nitrgeno cenizasSMR10 0.1% 0.6% 0.75%

SMR20 0.2% 0.6% 1.0%

C CH CH2

CH2

CH3

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Diapositiva 28

CAUCHO SBR

ESTIRENO BUTADIENO (SBR)

Es el caucho mas importante de los cauchos sintticos su produccin es aproximadamente un 60 % del resto de los sintticos, masificndose durante la segunda guerra mundial.

DIFERENTES SERIE DE SBR

1000 Polmetro en caliente

1500 Polmetro en fro

1600 Mezcla madre con 14 o menos phr de aceite y negro de humo

1700 Mezcla madre con aceite y caucho

1800 Mezcal madre con negro y aceite con ms de 14 phr

1900Ejemplos:

Numero Manchante % estireno Visc.1+4 a100C

1000 si 23.5 48

1500 si 23.5 52

1502 no 23.5 52

1606 si 23.5 56 HAF 52, AROM 10

1712 SI 23.5 55 AROM 37.5 PHR

1808 SI 23.5 48 HAF 75 ACEITE 50

1913 NO SBR 1502 50% Y RESINA ALTO ESTIRENO 50% Mezcla de polmetros secos

CH2CH CH CH

2CH

2CH

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Diapositiva 29

CLOROPRENO La estructura molecular de los polmeros del neopreno est sobre Todo de unidades del cloropreno, pero tres configuraciones ocurren. La diversas estructura y configuraciones moleculares de las Unidades del monmero se demuestran en el resumen siguiente con la Proporcin aproximada que ocurre en un polmero tpico del neopreno

Trans 1,4 88% A 92 %

CIS 1,4

12% A 8%

C

H

C C

C

C l H

CH3

CH2-

-C

C

C

C-

H H

C l CH 3

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Diapositiva 30

CRISTALIZACIN

Todo Policloropreno debido a su forma de polimerizacin, presentan un grado de cristalizacin tanto en compuestos en crudo como en compuestos vulcanizados, debido a que presentan gran influencia las dos estructuras que se encuentran en mayor porcentaje nombradas anteriormente, es decir, el 1,4-trans y 1,4-cis.

De acuerdo a la cantidad presente de estructuras 1,4-trans la tendencia a la cristalizacin aumenta, en cambio si las estructuras 1,4-trans disminuyen dentro del polmero la tendencia a la cristalizacin disminuir.

Los policloroprenos se clasifican actualmente de acuerdo a su viscosidad y tendencia a la cristalizacin, adems existe otro tipo de clasificacin o subcategora la cual involucra tres denominaciones las cuales son:

Polmeros sin enlazamientosPolmeros pre-enlazadosPolmeros modificados con azufre.

CARACTERISTICAS DE LOS POLIMEROS PRE-ENLAZADOS:poseen una baja tendencia a la prevulcanizacinmejora el proceso de calandradomejora la superficie de los productos extruidosdisminuye el hinchamiento a la salida de la boquilla de las extrusorasaumenta la estabilidad dimensional de los productos en crudo

CARACTERISTICAS DE POLIMEROS MODIFICADOS CON AZUFRE:Facilita la masticacin del cauchoPermite la manufactura productos con baja dureza y con buena pegajosidad en verde.En muchos casos los productos vulcanizados presentan una mejor resistencia al desgarro y adhesin a diferencia de los

polmetros de grados normales.Las desventajas de este tipo de polmetros es su baja estabilidad al almacenamiento y su baja resistencia al envejecimiento

de los productos vulcanizados

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Diapositiva 31

EPDM Los coplimeros de etileno propileno son de cadena

saturada y no presentan zonas donde con una aceleracin convencional con azufre sean atacados, por lo que incorporan en la cadena un tercer monmero que es un dieno para que vulcanice este caucho con aceleraciones convencionales.

El tercer monmero puede ser:

-Diciclopentadieno (DCP)

-Etiliden Norboneno (ENB)

-Trans 1-4 Hexadieno (HX)

La incorporacin a la cadena de dobles enlaces depender de cual ser el tercer monomedo.

DCP: INCORPORAN 3 A 6 DOBLES ENLACES

ENB: INCORPORAN 4 A 15 DOBLES ENLACES

HX: INCORPORAN 4 A 8 DOBLES ENLACES

DICICLO PENTADIENO

ETILEN NORBONENO

-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-

TRANS 1.4 EXADIENO

CH2- cH2-CH2-CHCH3

Etileno Propileno

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Diapositiva 32

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Diapositiva 33

Rangos de Temperatura de Trabajo

Los rangos de temperaturas de trabajos son intrnsecos de cada caucho y depender de la formulacin y los componentes que tengan ser su temperatura final de resistencia al calor.

Caucho base Temperatura de Trabajo

NR Caucho Natural 70C a -60

SBR Caucho Estireno Butadieno 80C a -50

CR Neopreno 100C a -30

NBR Acrilo Nitrilo 120C a -45

EPDM Etileno Propileno 140C a 50

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Diapositiva 34

Caucho Acrilo Nitrilo Butadieno ( NBR): Este es un caucho como una respuesta a las falencias del caucho natural frente a las resistencia a los aceites y grasas que en ese momento limitaba su uso y era descartado el uso del caucho en productos tcnicos.

Estos caucho se obtienen por sntesis qumica derivado del petrleo y al butadieno se le incorpora un grupo funcional llamado Acrilo nitrilo.

Este caucho es un caucho que contiene butadieno- Acrilo nitrilo

Estos cauchos presentan tres formas de comercializacin

Alto contenido de Acrilo Nitrilo sobre 35%

Medio contenido de Acrilo Nitrilo de 30 a 45%

Bajo contenido de Acrilo Nitrilo menor a 30%

Caractersticas de cada Presentacin.

Alto Contenido: Es un caucho que presenta Buenas propiedades fsicas y buena resistencia al desgaste o abrasin, pero es un caucho muerto difcil de trabajar y con tendencia a la prevulcanizacin.

Bajo Contenido: Es un caucho muy fcil de trabajar, buena procesabilidad, un caucho muy vivo, pero, con una mala resistencia a los aceites y solventes.

Medio Contenido: Es un caucho Intermedio que presenta procesabilidad media y media resistencia a los solventes y aceites, es el ms trabajado por los caucheros por su buen comportamiento en terreno.

CH2=CH-CN. Acrilo Nitrilo C H- 2 C H C H C H=

2 C H- CN

CH2-CH=CH-CH2. Butadieno

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Diapositiva 35

Este Caucho Naci en los laboratorios de DUPONT y fue creado por sntesis qumica y es un caucho que presenta excelentes resistencia a productos qumicos como lo son los cidos y bases fuertes, adems de resistir altas temperaturas alrededor de 160C, Depender de la composicin del compuesto ser la resistencia al agente qumico que est en contacto.

Este Caucho para su activacin no se puede agregar oxido de zinc ni cido esterico, puesto que estos elementos envejecen muy rpido al Hypaln, sobre todo disminuye su resistencia al calor.

La activacin depender de la incorporacin de Oxido de Magnesio.Para mejorar su resistencia Qumica y su resistencia a hidrolizarse se debe usar

litargirio como carga auxiliar y como agente vulcanizante Azufre y TMTD como acelerador.

Caractersticas Fundamentales de compuestos de Hypaln: Buena resistencia a altas temperaturas 160C Moderada a baja resistencia a aceites minerales Buena resistencia a Bases y cidos fuertes No se debe incorporar Oxido de Zinc ni cido Esterico

Caucho Polietileno Cloro Sulfonado: (CSM) Ms conocido como Hypaln.

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Diapositiva 36

Caucho Fluorado (FKM): Es un caucho especial por su gran resistencia a agentes qumicos Este caucho en su composicin contiene fluor que lo hace resistente por sobretodo a altas

temperaturas, pudiendo mantener sus caractersticas de flexibilidad y propiedades fsicas en buen estado.

Este Producto puede reemplazar a todos los cauchos nombrados anteriormente y pasar sin problemas a mayores exigencias de terreno, hacindolo muy verstil para los cauchos de ingeniera.

Este caucho presenta tres grandes problemas que lo hacen limitar su uso: Su alto costo aproximadamente $65.000 Kilo. Su mala resistencia a bajas temperaturas Sus bajas propiedades Fsicas que lo hacen limitar su utilizacin en productos que estn

sometidos a tracciones elevadas. Por su complejidad de sus sistemas de aceleracin, el fabricante (DUPONT) pone a

disposicin del pblico cauchos con aceleradores incorporados. Solamente se debe incorporar Activantes de la vulcanizacin que al variarlos nos entregan un cambio en la velocidad de cura.

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Diapositiva 37

Cauchos Silicona Los cauchos de silicona

presentan una particularidad nica respecto a los otros cauchos considerados hasta aqu y es que su cadena principal no contiene ningn tomo de carbono, sino que consta de tomos de silicio y de oxigeno alternantes.

La energa de enlace del enlace si - o , es mucho mas estable que los enlaces CARBONO , razn por la cual explica que sea mas estable trmicamente.

Tipos de caucho silicona :

mq : donde se sustituyen tomos de silicio por grupos metilo, dando lugar a

poli ( dimetil siloxano ), teniendo

flexibilidad hasta los - 55c.

pmq : donde se sustituye un 5 - 10 % de los grupos metilo por grupos fenilo,

dando lugar a los poli ( metil fenil

siloxanos )., se logra tener flexibilidad

hasta los - 100 c.vmq : donde se sustituye un 0,5 % de los grupos metilos por un grupos vinilo ,

dando lugar a los poli ( metil vinil

siloxanos )

pvmq : poli ( metil fenil vinil siloxano ). se logra reticular mejor y mas fcil con

perxidos.

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Diapositiva 38

Mezclador Interno para CauchoBambury

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Diapositiva 39

Mezclador Abierto

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Diapositiva 40

Equipos de laboratorio que apoyan la gestin de calidad los compuestos de goma asegurando sus propiedades fsicas y de vulcanizacin.

Este Instrumento tiene por funcin detectar anomalas que pudieran

crearse por mal pesaje de algn elemento primordial en el proceso

de vulcanizacin.

Adems este instrumento puede ayudar a la investigacin de

compuestos nuevos simulando las condiciones de vulcanizacin

para que en el proceso de prensado la mezcla se comporte como

fue formulada, es decir, el compuesto debe llenar toda la cavidad

de la matriz antes de vulcanizar. Por lo que el formulador tiene una

gama de combinaciones de sistemas de aceleracin para este

propsito

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Diapositiva 41

Dureza Shore Dureza Shore: Este parmetro es el ms conocido por todo los caucheros y caracteriza al compuesto de goma indicando parte de sus propiedades finales.

Norma ASTM D-2240 Instrumento con escala Shore A Instrumento con escala Shore D

Este instrumento tiene una escala de 0 a 100, tiene una aguja con un resorte graduado, midiendo la resistencia que ejerce la goma al presionar esta aguja con un kilogramo.

El caucho segn su composicin levantar la aguja hasta la graduacin que lo caracterizar en terreno.

Ejemplo: Cauchos Naturales blandos la aguja subir de 0 a 35

Shore A Cauchos Naturales Intermedios La aguja subir de 0 a 60

Shore A Cauchos Naturales Duros la aguja subir de 0 a 80 Shore

A Diferencia entre durmetros Shore A y durmetro Shore

D

DUREZA ( ASTM D - 2240 )

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Diapositiva 42

DENSIDAD ( Grs./cm3. )

SE DETERMINA POR EL

PROCEDIMIENTO HABITUAL

DE LA RELACION PESO /

VOLUMEN, SE UTILIZAN

BALANZAS DE 2 A 4 DIGITOS

PARA LA OBTENCION DE

ESTE PARAMETRO.

DONDE EL VOLUMEN DE LA

MUESTRA VIENE DADO POR

LA DIFERENCIA ENTRE PESO

EN EL AIRE - PESO EN EL

AGUA.

ESTABILIDAD A LA COMPRESION ( ASTM D -

395 ), METODO B.

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Diapositiva 43

Ensayo de Abrasin

Este ensayo nos indica como se comporta un compuesto vulcanizado al ser sometido a un desgaste fuerte en un pequeo recorrido.

Existen Diferentes Normas para un mismo ensayo.

Norma DIN 53516: Tambor Giratorio

Abrasimetro TABER Norma ASTM D- 3389 Disco Giratorio

Zona de

Probeta

de Goma

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Diapositiva 44

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PLASTIFICANTES

Se usan para mejorar la deformacin de la pieza y una de las ventajas es que deben presentar volatilidad en el proceso de vulcanizado.

El plastificante tipo Ester derivados de ciertos cidos orgnicos y alcoholes (DOP) se aplican en los cauchos nitrilo-butadieno y cloropreno para obtener una viscosidad de procesado apropiada, adems ayudan a la incorporacin de rellenos en pastas rgidas y para una mejor flexibilidad a bajas temperaturas.

Tambin se usan en el sistema de vulcanizacin con perxido, proporcionan pegajosidad durante el procesado y polimeriza durante el curado, contribuye a una alta rigidez y aceleracin durante la etapa de curado, participando en la reaccin de entrecruzamiento.

Lubricantes - los aceites de petrleo adems de aplicarse como lubricantes se usan como extendedorespara disminuir el costo de la pieza. Estos pueden ser incorporados durante el mezclado en los cauchos como el caso del SBR y EPDM, en los cuales se aaden en pequeas cantidades junto con el relleno, logrando un ablandamiento durante la vulcanizacin. Estos lubricantes se clasifican en:

Aceites Aromticos: son buenos para ayudar a la dispersin del negro de humo durante el mezclado, presentan un efecto de decoloracin en la pieza, adems presentan un efecto adverso en la resistencia al calor y radiacin ultravioleta.

Aceites Parafnicos: son menos eficientes como ayudas de proceso, pero tienen mejor efecto durante el envejecimiento, en la decoloracin o la estabilidad al calor. Su desempeo a bajas temperaturas es mejor que los aromticos.

Aceites Naftenico: su efecto se sita entre los aceites aromticos y parannficos.

cidos grasos y sales - se usan en pequeas cantidades como parte del sistema de vulcanizacin con azufre, el cido esterico tambin acta como un plastificante, ayuda a la dispersin del negro de humo y otros rellenos, adems reduce la tendencia de adhesin a los rodillos. Bajo las mismas circunstancias el estearato de zinc se usa en lugar del cido esterico y xido de zinc.

Facticio - durante el mezclado controlan el nervio del caucho, logran una mejor dispersin e incorporacin de los componentes en forma de polvo, se usan como ayudas de proceso en la extrusin de los cauchos naturales y sintticos ya que proporcionan un filamento de buena calidad y previenen la deformacin durante la vulcanizacin. Su rango de aplicacin es de 5 - 30 ppr. A altas concentraciones se utilizan en piezas muy blandas como por ejemplo en: los rodillos de la impresora, para ayudar a la incorporacin del plastificante lquido y adems se utilizan para reducir la posibilidad de ser extrados en la pasta de caucho. Existen muchos tipos de facticios como los del tipo oscuros y dorados.

Resinas: Las resinas son usadas como medio de taking para mejorar las

adhesiones a sustratos y al mismo caucho que en algunos caso es imprescindible por su poca adhesin del caucho base. Adems son usados como plastificantes en cauchos sintticos para adherirse a los rodillos. Su apariencia vara desde lquidos viscosos hasta slidos, en el caso de los lquidos varan en el color desde caf oscuro a crema y en los slidos se caracterizan por el punto de fusin de 65 a 110C.

Resinas de Estireno (SBR DE ALTO ESTIRENO):Contienen un 85 por ciento de estireno, se usan como ayudas de proceso para termoplsticos debido a su accin reforzante, particularmente en piezas que necesitan tener una alta dureza. Para asegurar una buena dispersin de la resina, la temperatura de mezclado debe ser mayor a 95C.