manual del caucho

5/11/2018 Manual Del Caucho - slidepdf.com

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Manual del

Caucho



Aditivos de Procesamiento

Introducción 1

Funciones de los Aditivos de Procesamiento 2

¿Qué son los Aditivos de Procesamiento? 3

Historia de los Aditivos de Procesamiento 3

Clasificación de los Aditivos de Procesamiento 5

Lubricantes 7

Acidos Grasos 7

Esteres de Acidos Grasos 8

Jabones Metálicos 8Alcoholes Grasos 8

Amidas de Acidos Grasos 8

Organosiliconas 8

Ceras de Polietileno y Polipropileno 9

Otros Productos 9

Propiedades y Modo de Acción de los Lubricantes 9

Procesamiento con Lubricantes 16

Productos Schill & Seilacher y sus Usos 17

Peptizantes Físicos y Químicos 18

¿Cuáles son los Beneficios de los Agentes Peptizantes?

Caucho Natural de Baja Viscosidad 22

Procesamiento con Agentes Peptizantes 23


Agentes Homogeneizantes 25

Resinas de Hidrocarburos 27

Resinas Cumarona 27

Resinas de Petróleo 27

Copolímeros 27

Resinas de Terpeno 28

Asfalto y Bitumen 28

Colofonias 29

Resinas Fenólicas 30

Lignina 30

Procesamiento con Agentes Homogeneizantes 30




Agentes Dispersantes 32

Procesamiento con Agentes Dispersantes 32


Agentes de Pegajosidad 33

Procesamiento con Agentes de Pegajosidad 33


Plastificantes 35

Procesamiento con Plastificantes 38


Preparados 39


Preparados de Oxido Metálico 41

Preparados de Azufre 41

Activadores 43

Procesamiento con Activadores de la Vulcanización 47

Silanos y Agentes de Acomplamiento 49

Reportaje de STRUKTOL® SCA 98 & SCA 985 49

Areas de Aplicación de Silanos en la Industria del Caucho 51

Las Propiedades de Struktol Silanos 52

Agentes de Separación 53

Agentes de Separación para Compuestos Crudos y Materiales en Proceso 53

Agentes Desmoldantes 54

Agentes en Polvo 55

Agentes Desmoldantes Orgánicos 55

Aceites de Silicona 55

Agentes de Despegue Semipermanentes 56

Lubricantes del Compuesto 57

Productos de Schill & Seilacher y sus Usos 58

Agentes de Despegue de Mandril 58

Agentes de despegue semi-permanentes 59

Grados STRUKTOL PERMALEASE 59

Aceites de Silicona 60

Compuestos para Limpieza de Moldes 61

La Influencia de los Auxiliares de Procesamiento en la Decoloración 61



Dispersiones de Pperóxidos 62

Demanda de Peróxido 63

Adhesión Goma Metal 64

Métodos de Ensayo - Evaluación de los Auxiliares de Procesamiento 64

Dispersión y Homogeneidad 65

Ensayos Reológicos 65

Viscosímetro a Disco de Corte Mooney 66

Equipo Delfo 66

Reómetro Capilar de Alta Presión 66

Reómetro de Corte sin disco por Esfuerzo de Torsión 66

Analizador de la Procesabilidad del Caucho 66

Curómetro a Disco Oscilante 66

Extrusora de Laboratorio 67

Plasticorder 67

Molino Abierto de Laboratorio y Rodillo Marcador 67

Vulcámetro Reométrico 67

Ensayo de Transferencia en Espiral 68

Pegajosidad en Crudo 68

Desmolde 69

Auxiliares de Procesamiento en Artículos Farmacéuticos 70

Ecología y Toxicología de los Auxiliares de Procesamiento 74

Ejemplos para la Aplicación de los Auxiliares de Procesamiento 75

Tablas de Aplicación STRUKTOL

Propiedades de Flujo Mejorado -75

Lubricantes en Elastómeros Seleccionados 75

Altas velocidades de extrusión con STRUKTOL WB 16 102

STRUKTOL WS 280 en Pasta en FKM 104

STRUKTOL WB 42 - Estudio de Afloramiento 106

STRUKTOL ZP 1014 - Agente de cura para XNBR 108

STRUKTOL ZEH vs. Ácido Esteárico en NR 109

Estudio de Homogeneización 112

Limpieza de Molde con STRUKTOL MC-A 113



Información Util Adicional

Cuarteamiento 114

Escarchado 114

Literatura Obtenible de Schill & Seilacher 115

Revisión 21/08/03



Introducción 1

Introducción

Tradicionalmente, el uso de ayudas de proceso como forma de corregir un desempeño en proceso pobre fue desaprobado por muchos formuladores. Hoy, los aditivos de proceso modernos son vistoscomo promotores que aumentan la eficiencia de los procesos de producción de caucho.

Además de las clásicas, las primeras mezclas de sustancias cuyo objetivo era mejorar el procesamientode compuestos de caucho, a menudo carecían de uniformidad y no inspiraban mucha confianza. Losusuarios recurrían a ellos sólo cuando era absolutamente necesario. El formulador difícilmente podíaentender la composición y, en particular, la forma en que trabajaban las sustancias.

Muchos aditivos tienen, a menudo, múltiples funciones y su número ha aumentado significativamentea través de los años. Por esta razón se ha vuelto más importante hacer una correcta selección del

producto y más difícil entender el rol de cada producto individual disponible.

En los últimos años, sin embargo, apareció una gran oportunidad: La correlación entre lacomposición de los aditivos de procesamiento y su eficacia en los compuestos, ha sido ampliamenteclarificada sobre la base de ensayos intensivos, en particular los realizados por Struktol Co. of America. De esta forma los aditivos llegaron a ser parte integral de los compuestos de caucho. En laactualidad, los productos son sustancias bien definidas o mezclas que son sintetizadas de materias

primas específicas. Pueden prepararse para requerimientos técnicos específicos.

En lugar de ver a los aditivos como ayudas sólo cuando un compuesto causa dificultad, en laactualidad son tenidos en cuenta por el formulador cuando desarrolla una fórmula con elpropósito de eliminar problemas de procesamiento y para ajustar características deprocesamiento definidas.

Información sobre la línea de productos STRUKTOL se encuentra disponible desde Internet enwww.struktol.com.




Funciones de los Aditivos de Procesamiento

¿Qué podemos esperar de los productos llamados aditivos o promotores? El espectro de funciones esmuy amplio y cubre todas las áreas del procesamiento de caucho (Figura 1).

Aditivos de Procesamiento de Caucho - principales áreas de aplicaciónAREAS PROBLEMATICAS OPERACIÓN BENEFICIOS

Mezclado

Semi Elaborados

Vulcanización

Viscosidad del Polímero (NERVIO)HomogeneizaciónIncorporación de la Carga

Pegajosidad

ExtrusiónCalandradoPreparados en crudo

Moldeo por CompresiónMoldeo por TransferenciaMoldeo por Inyección

Vulcanización continua

Reducción de la ViscosidadCompatibilidadTiempo de MezcladoDispersiónDespegue

FlujoDespeguePegajosidad

FlujoDespegueMenor Ensuciamiento del MoldeLimpieza del Molde

Flujo Figura 1

Durante el mezclado, sobre el molino abierto o en el mezclador interno, los aditivos deben facilitar lamezcla homogénea de diferentes polímeros y permitir una incorporación rápida de la carga y de otrosmateriales del compuesto. En la medida de lo posible, la pegajosidad del compuesto debe ser controlada. Se debe evitar una pegajosidad excesiva en las máquinas o el embolsamiento debido a unacarencia de pegajosidad.

El tiempo de mezclado debe reducirse. La viscosidad del compuesto debe disminuirse y debe ser talque sea posible un mezclado eficiente en energía a bajas temperaturas. Se debe mantener ladistribución uniforme y la dispersión óptima de todos los compuestos, y la influencia sobre la

prevulcanización tiene que ser mínima o controlable.

De acuerdo a las funciones que cumplan en el proceso de mezclado, se necesitan productos como los peptizantes físicos o químicos, homogeneizantes y agentes de dispersión.

El procesamiento intermedio, por ejemplo los semi-elaborados, requieren compuestos con buenas propiedades de flujo. Los perfiles deben extruirse fácil, rápida y uniformemente. Los extrudados debenexhibir una superficie lisa, buena resistencia al aplastamiento, y en el caso de los perfiles, unadefinición exacta del borde. La temperatura del extrudado y el hinchamiento en la boquilla deben ser lomás bajos posible. En calandrado son deseables una superficie lisa, baja contracción y libre de

burbujas.Para ensamblado o “preparado en crudo” se requiere una pegajosidad suficiente.

De este modo, son necesarios para el procesamiento intermedio, productos que actúen comolubricantes o agentes de pegajosidad y que controlen las propiedades reológicas del compuesto.

En el proceso de vulcanización existe demanda de buenas propiedades de flujo con el propósito dellenar el molde rápida y uniformemente, y que el mismo se encuentre libre de ampollas o de aireatrapado, en particular en el moldeo por transferencia o por inyección. Finalmente, los vulcanizadosdeben desmoldarse fácilmente y no deben producir residuos con ensuciamiento del molde.

En la vulcanización continua debe prestarse atención a la resistencia al aplastamiento de perfiles otubos. Con aditivos pueden obtenerse efectos superficiales especiales como brillo, efectos de auto-lubricación y de anti-bloqueo.




Gracias a las actividades de investigación de Struktol Co, se encontró que algunos aditivos tienen unafunción adicional como activadores del curado.Sales especiales de ácidos grasos mejoran la densidad de reticulación y la resistencia a la reversión y

pueden simultáneamente aumentar la procesabilidad de los compuestos por medio de un mejor flujo yuna demora en la prevulcanización.

La gran cantidad de funciones de los aditivos de procesamiento es el resultado de un gran y aúncreciente número de productos existentes en el mercado.Actualmente los plastificantes y los factices, debido a sus efectos, deben ser incluidos en el conjuntode los aditivos de procesamiento. No obstante, ellos han formado un grupo separado en el curso de laevolución.

¿Qué son los Aditivos de Procesamiento?

Los aditivos de procesamiento están definidos en la Figura 2. Sus efectos pueden ser de naturalezaquímica (como los peptizantes químicos) y/o física (lubricantes).

Definición Cualquier material usado en dosis relativamente bajas,

que mejora las características de procesamiento sinafectar significativamente las propiedades físicas.

Figura 2

Historia de los Aditivos de Procesamiento

Figura 3

Aditivos de Procesamiento - Clásicos Cola animalAsfaltoCera de abejasBitumenCeresinaColofoniaResina CumaronaAcidos grasos

Acido esteáricoAcido láuricoAcido mirísticoEstearina

Acido esteáricoAcido palmíticoAcidos insaturados, por ejemplo oleico

Aceite mineral

BreaCera montanaAlquitrán de pinoLecitina de sojaVaselinaAguaGrasa de lana (grasa de lana hidratada)




Muchos de los aditivos de procesamiento clásicos (Figura 3), que han sido usados en los primeros añosde la formulación de caucho, aún son usados directamente o como materias primas para productosmodernos. Son mayormente productos naturales y no muy constantes en su composición y calidad.Actualmente, sin embargo, tienen una alta calidad debido principalmente a procesos de purificaciónapropiados.En la Figura 4 se muestra la velocidad de crecimiento de grupos de productos populares en los últimosaños.

La evolución de los Aditivos de Procesamiento 1980 1984 1995

Homogeneizantes

Peptizantes(Físicos, Químicos)

Lubricantes yotros Aditivos

4

14

82

8

21

167

13

30

286

Fuente: Blue Book (Rubber World) Cantidad de productos disponibles Figura 4

Este crecimiento refleja la importancia de los aditivos de procesamiento para el rápido desarrollo del

procesamiento moderno, y los crecientes requerimientos de calidad de los artículos de caucho.

Los datos del Blue Book son representativos del mercado estadounidense e incluye, por lo tanto, sóloun número limitado de productos disponibles en otros países.

Otra tabla (Figura 5) muestra también el rápido crecimiento del número de aditivos de procesamientoocurrido en las décadas pasadas.

El desarrollo específico de aditivos de procesamiento comenzó no antes de los añoscincuenta.En 1954 STRUKTOL fue registrada como

marca para los productos de Schill &Seilacher, los cuales enseguida se volvieronsinónimo de aditivos de procesamiento.

Los primeros productos especiales producidos por Schill & Seilacher en sus plantas de Hamburgo fueron mal llamados plastificantes en emulsión del tipo agua enaceite.

Aditivos de Procesamiento - Evolución Lubricantes para molde e internos

Ayudas de Proceso y Agentes de Dispersión (total)

165 en 1961*)

475 en 1995*)

Stock de lubricantes diferentes químicamente

42 en 1961*)

149**) en 1995*)

(Factor de crecimiento 3.6)

*) Fuente: Blue Book (Rubber World)

**) casi 30 productos STRUKTOL incluidos

Figura 5

Un representante particularmente bien conocido de esta categoría es STRUKTOL WB 212, un

plastificante en emulsión a base de ésteres de ácidos grasos.

La lista actual de aditivos de procesamiento STRUKTOL comprende un gran número (Figura 5) queestá creciendo continuamente.




Clasificación de los Aditivos de Procesamiento

La riqueza de aditivos de procesamiento exige una subdivisión para ser lo más claros posible.Se han hecho muchos intentos en esa dirección usando varios criterios, tales como parámetros desolubilidad, puntos de fusión, la influencia sobre la temperatura de transición vitrea, etc.. Sin embargo,se obtiene muy poca información, si es que se obtiene alguna, sobre los efectos y propiedades de los

aditivos en los compuestos de caucho. Por lo tanto son de muy poco uso para el formulador. Es mejor subdividir los aditivos de procesamiento de acuerdo a sus estructuras químicas, como se muestra en laFigura 6.

Aditivos de Procesamiento - Estructura Química GRUPO EJEMPLOS

Hidrocarburos

Derivados de ácidos grasos

Resinas sintéticas

Polímeros LMW

Tiocompuestos orgánicos

Aceites mineralesPetrolatoCeras de parafinaResinas de petróleo

Acidos grasosEsteres de ácidos grasosAlcoholes grasos

Jabones metálicosAmidas de ácidos grasos

Resinas fenólicas

PolietilenosPolibutenos

Peptizantes

Agentes regenerantes

Figura 6

Esto registra las clases de sustancias, pero no se obtiene una manifestación con relación a sus efectos,lo cual es el mayor interés para el formulador y una mayor ayuda para la selección.




Aditivos de Procesamiento - Efectos EFECTO EJEMPLOS

Peptización

Dispersión

Flujo

Homogeneización

Pegajosidad

Alta dureza

Despegue

2.2'-DibenzamidodifenildisulfuroPentaclorotiofenolJabones de Zinc

Esteres de ácidos grasos

Jabones metálicosAlcoholes grasos

Jabones metálicosEsteres de ácidos grasosAmidas de ácidos grasosAcidos grasos

Mezclas de resinas

Resinas de hidrocarburosResinas fenólicas

Masterbatches de resinas de altocontenido de estirenoResinas fenólicasTrans polioctanomero

OrganosiliconasEsteres de ácidos grasosJabones metálicosAmidas de ácidos grasos

Figura 7

Por lo tanto parece más significativo dividir los productos de acuerdo a sus efectos (Figura 7). Aquí puede verse claramente qué sustancia se asigna a cada efecto. Muchas clases de sustancias exhibenmúltiples efectos, como por ejemplo los ésteres de ácidos grasos, como lubricantes y agentes dedispersión, en otras palabras, sus efectos se superponen y se complementan.Con esto es posible tener un primer acercamiento más uniforme y una descripción más sencilla.



Lubricantes 7

Lubricantes

El grupo más grande de aditivos de procesamiento modernos contiene a los lubricantes. Desde loscomienzos del procesamiento de caucho el ácido esteárico, el estearato de zinc y la grasa de lanafueron conocidos como sustancias que mejoraban efectivamente el flujo de los compuestos de caucho.El estearato de calcio fue y es usado como un agente de empolvamiento y separación. Se han usado

estearatos de bario, cadmio y plomo, pero se dejaron de usar hace algunos años debido a razonesecológicas. Las materias primas esenciales para esta clase de productos son ácidos grasos, sales deácidos grasos, ésteres de ácidos grasos, amidas de ácidos grasos y alcoholes grasos. Pero también sonimportantes loa hidrocarburos como la cera de parafina. Más recientemente se han incluido el

polietileno y el polipropileno de bajo peso molecular debido a su carácter ceroso (Figura 8)

Aditivos de Procesamiento - Lubricantes Modernos • Esteres de ácidos grasos

• Alcoholes grasos

• Ceras de polietileno

• Jabones metálicos

• Amidas de ácidos grasos

• Organosiliconas

Figura 8

Las organosiliconas desarrolladas por Schill & Seilacher, están creciendo en importancia. Los

lubricantes modernos disponibles en el mercado están, en su mayoría, compuestos específicamente por los materiales básicos mencionados arriba. Entre los ácidos grasos, el ácido esteárico todavíaencuentra amplia aplicación como un material que mejora la procesabilidad de compuestos y suscaracterísticas de curado a la vez. Es usado en gran medida como un constituyente del sistemaemulsificante para cauchos sintéticos. Debido al bajo punto de fusión y al carácter ceroso de los ácidosgrasos, éstos mejoran el mezclado y el procesamiento intermedio. Reducen la pegajosidad de loscompuestos. Los ácidos grasos producidos a partir de aceites vegetales y grasas animales (Figuras 9,10) son predominantemente mezclas de ácidos grasos de C16 - C18. A pesar de tener una volatilidadmás alta, los ácidos grasos que tienen una longitud de cadena más corta como el ácido láurico (C12),son usados ocasionalmente. Los ácidos grasos que tienen una longitud de cadena más larga son, por supuesto, muy apropiados, pero son raros y muy costosos para la industria del caucho.

Lubricantes Materias Primas Importantes para Acidos Grasos

Aceite de castor Aceite de nuez de cocoAceite de arenqueAceite de olivaAceite de pepita de palmaAceite de sojaSebo

Aceite de algodónAceite de maníAceite de linazaAceite de palmaAceite de colzaAceite de girasol

Figura 9

Lubricantes Acidos Grasos Importantes

Acido graso Longitud Enlaces dobles

Acido palmíticoAcido esteáricoAcido oleicoAcido erúcicoAcido ricinoleico*)Acido linoleicoAcido linolénico*)Acido 12-hidroxioleico

C16C18C18C22C18C18C18

0011123

Figura 10

La compatibilidad limitada del ácido esteárico con los cauchos sintéticos, y la necesidad de productosespeciales para resolver problemas complejos de procesamiento ha llevado al desarrollo de lubricantesmás modernos. Las materias primas para la mayoría de los lubricantes son mezclas de glicéridos talescomo aceites vegetales y grasas animales. En la Figura 9 se muestran ejemplos típicos de ellos. Através de la saponificación de los glicéridos se obtienen mezclas de ácidos grasos que varían en ladistribución de la longitud de la cadena de carbono y en su grado de insaturación.En la Figura 10 se muestran los ácidos grasos más importantes. Los procesos de separación y

purificación llevan a ácidos grasos específicos que son la base de los lubricantes hechos a medida en el procesamiento del caucho.



Lubricantes 8

Los ésteres de ácidos grasos se producen a partir de la reacción de los ácidos grasos con variosalcoholes. Aparte de los buenos efectos de lubricación, ellos promueven la humectación y ladispersión de los materiales del compuesto.De los ésteres encontrados naturalmente, la cera de carnauba se usa tradicionalmente como lubricante

para cauchos fluorados. El material es extraído de las hojas de palma de carnauba. Es conocidotambién como base para lustres. La cera de montana es un éster fósil obtenido del carbón marrón através de la extracción con solvente.En los primeros tiempos fue usado ampliamente en compuestos para suelas, para mejorar laterminación de la superficie y para facilitar el pulido sin afectar adversamente la adhesión. Laslongitudes de la cadena de carbono de los componentes ácidos y alcoholes varían entre C20 y C34.

Los jabones metálicos se producen a través de la reacción de las sales de ácidos grasos solubles enagua (por ejemplo potasio) con sales metálicas (por ejemplo ZnCl2) en solución acuosa (proceso de

precipitación). También, los jabones metálicos se obtienen por medio de una reacción directa de losácidos grasos con óxido metálico, hidróxido o carbonato.Los jabones metálicos más importantes son jabones de zinc y calcio, y los jabones de zinc ocupan lamayor proporción del mercado. Debido a que los jabones de calcio tienen menos influencia sobre lareacción de reticulación y sobre la prevulcanización en la mayoría de los casos, son usados encompuestos a base de elastómeros que contienen halógenos, como CR o halobutilo. Los jabonesmetálicos se basan, en su mayoría, en ácidos grasos de C16 - C18. Los lubricantes modernos contienen

frecuentemente las sales de ácidos grasos insaturados, debido a su mejor solubilidad en el caucho y sus puntos de fusión más bajos.El jabón mejor conocido, el estearato de zinc, se usa también como agente de empolvamiento para

planchas no curadas cuya base son mayormente cauchos no polares. La compatibilidad del estearato dezinc es a menudo limitada, debido a su alta cristalinidad. Puede haber eflorescencia, lo que llevará auna separación de los pliegues en artículos ensamblados.En general, los jabones metálicos son también buenos agentes de humectación. Bajo la influencia dealtas velocidades de cizallamiento ellos promueven el flujo del compuesto, pero sin cizallamiento laviscosidad permanece alta (resistencia en crudo). Los jabones de ácidos grasos insaturadosdemostraron también su valor como una alternativa física a los peptizantes químicos, a través de suefecto lubricante; ellos exhiben una alta compatibilidad con el caucho.Mezclas de sales de zinc a base de ácidos carboxílicos alifáticos y aromáticos son excelentesactivadores del curado que retrasan marcadamente la reversión en compuestos de NR con un sistema

de curado de azufre convencional (Patente DE 3831883 C1).

Los alcoholes grasos se obtienen a partir de la reducción de ácidos grasos. Los alcoholes grasoslineales son usados raramente como aditivos de procesamiento para compuestos de caucho. Actúancomo lubricantes internos y reducen la viscosidad. Se usan ocasionalmente en productos patentadoscomo componente de dispersión y despegue. En general, su compatibilidad es buena.El alcohol estearílico (1-octadecanol), sin embargo, tiene compatibilidad limitada y tiende a eflorescer.

Las amidas de ácidos grasos son producto de la reacción de ácidos grasos o sus ésteres con amoníacoo aminas. Todos los productos de este grupo tiene un efecto de activación más o menos fuerte sobre la

prevulcanización; esto tiene que ser tenido en cuenta por el formulador. Las amidas de ácidosesteárico, oleico, y erúcico son lubricantes usados a menudo en termoplásticos.La bis-estearamida de etileno (EBS) que tiene un punto de fusión alto, 140 ºC, raramente se usa como

lubricante en compuestos de caucho ya que puede ocasionar problemas de dispersión.La amida de ácido erúcico se usa ocasionalmente con el fin de reducir el coeficiente de fricción delSBR vulcanizado.

Las organosiliconas son relativamente nuevas en el grupo de los lubricantes. Se producen a través dela condensación de derivados de ácidos grasos con siliconas, y combinan una compatibilidadexcepcionalmente buena a través del componente orgánico con las excelentes propiedades lubricantesy de despegue de las siliconas. Dependiendo de su estructura se pueden adaptar a elastómeros comuneso especiales. Tienen una alta estabilidad térmica.



Lubricantes 9

Debido a su alta compatibilidad, las Organosiliconas no dependen de los temidos problemas dereducción de la adhesión, delaminación o contaminación general, que se asocian generalmente con la

presencia de siliconas en la industria del caucho! Además mejoran significativamente el calandrado yel desmolde.

Las ceras de Polietileno y Polipropileno de bajo peso molecular se dispersan fácilmente en NR ycauchos sintéticos. Actúan como lubricantes y agentes de despegue. Mejoran la extrusión y elcalandrado de compuestos secos en particular, y reducen la pegajosidad de compuestos de bajaviscosidad. Su compatibilidad con cauchos polares como CR o NBR es limitada. Esto puede llevar a

problemas de adhesión o unión cuando se usan altas dosis. Las ceras de PE se usan ocasionalmentecomo componentes en combinaciones de lubricantes.El polipropileno se encuentra a menudo en lubricantes para la industria del plástico.

Otros productosGrafito, disulfuro de molibdeno y productos fluorocarbonados deben mencionarse como lubricantes.Estas sustancias, sin embargo, son raramente usadas ya que son más bien lubricantes de superficieantes que materiales para formulación.

Propiedades y Modo de Acción de los LubricantesLos mayores efectos positivos que pueden conseguirse en diversas etapas del procesamiento usando

lubricantes, están listados en la Figura 11.

A menudo se ha sugerido una clasificaciónestricta de los productos en lubricantesinternos y externos. No es posible unadiferenciación exacta, con la excepción deunos pocos ejemplos como grafito o PTFE en

polvo. Prácticamente todos los lubricantes para compuestos de caucho combinan efectosde lubricación internos y externos. Esto nosólo depende de su estructura química sinotambién del polímero específico en el que son

usados. En general, la solubilidad en elelastómero es un factor determinante.

Un aditivo de procesamiento que actúe predominantemente como un lubricanteinterno servirá principalmente comomodificador de la viscosidad específica ymejorará la dispersión de la carga mientras queel comportamiento de deslizamiento estáinfluenciado en un menor grado.

Lubricantes - Beneficios Posibles

Mezclado

• Incorporación de la carga más rápida• Mejor dispersión• Menor temperatura de descarga• Viscosidad reducida• Despegue mejorado

Procesamiento

• Calandrado y extrusión más rápido y fácil• Despegue mejorado• Menos consumo de energía

Moldeo

• Llenado de la cavidad más rápido a menor presión de operación

• Tensión reducida en partes moldeadas debido aun menor tiempo de llenado de la cavidad

• Ciclos más cortos• Despegue mejorado• Ensuciamiento del molde reducido

Figura 11



Lubricantes 10

En la Figura 12 se muestra una clasificación esquemática de lubricantes para PVC tomada de laliteratura.

Lubricantes

Internos - Externos

Tipo Longitud de la cadena del ácido graso Modo de acciónAlcoholes grasos

Esteres de ácidos grasosAcido grasoJabones metálicosAmidas de ácidos grasos

Aceite parafínicoCera parafínicaCera de polietileno

C14-C18

C14-C18C14-C18C16-C18C16-C18

ramificadarecta

interno

externo

Figura 12

Las parafinas están listadas como lubricantes externos pero actuarán como internos si, por ejemplo, se

usan en PE o EPM. Esto significa que un aditivo actuará principalmente pero no exclusivamente comolubricante interno o externo.

Un lubricante con acción predominantemente externa mejorará en gran medida el deslizamiento yreducirá la fricción entre el elastómero y la superficies de metal de los equipos de procesamiento. Suinfluencia sobre la viscosidad del compuesto es marginal. La dispersión de la carga puede mejorarse através de la acumulación en la interfase entre el elastómero y la carga. Altos niveles de dosis, sinembargo, pueden llevar a una sobrelubricación (sobreconcentración) y subsiguiente eflorescencia.

La lubricación se logra a través de una reducción de fricción. En la fase inicial de adición, el lubricantecubre al elastómero y otros posibles compuestos y se reduce la fricción contra las partes de metal delequipo de procesamiento. Con temperatura creciente, el lubricante comienza a derretirse y es moldeadoen la matriz por la acción cizallante del mezclador.

La velocidad y el grado de incorporación del lubricante dentro del elastómero están determinados por el punto de ablandamiento, viscosidad de ablandamiento y solubilidad. Estos factores dependen de suestructura química y su polaridad.

STRUKTOL ZEH, 2-etilhexanoato de zinc, se comporta como un soluto verdadero en NR y es disueltocompletamente.El criterio químico para la eficacia de los lubricantes orgánicos son la longitud de la cadenahidrocarbonada, el grado de ramificación, la insaturación y la estructura y polaridad de los gruposterminales.

La acción de los lubricantes basados en ácidos grasos puede ser explicada aceptablemente a través dela teoría de micelas tomada de la química surfactante. Su comportamiento es comparable al de los

jabones, en otras palabras, sales de ácidos grasos en agua como medio polar o aceite mineral comomaterial no polar (Figuras 13 - 15).



Lubricantes 11

Tecnología Surfactante - Usos Comerciales

En Agua:

En Aceites Minerales:

Soluciones de jabón concentrado tienen viscosidades altas

Las grasas lubricantes son sistemas multifase(aceite, jabón y agua)

Ambos productos brindan excelente lubricación de alto cizallamiento (pero son duros en reposo)

Los cauchos como los hidrocarburos HMW se comportan similar al aceite mineral Figura 13

Formación de Micela en un Medio Polar (por ejemplo Agua)

Micela laminar Micela esférica

Figura 14

Las concentraciones altas de jabón dan en agua una estructura de gel y, en grasas lubricantes de aceitemineral, forman un sistema multifase que consiste de aceite mineral, jabón y agua. En reposo, ambossistemas son productos duros.

Formación de Micela en un Medio No Polar (por ejemplo Aceite Mineral)

Micela esféricaMicela laminar

Figura 15



Lubricantes 12

Bajo la influencia de altas velocidades de cizallamiento, como las que se producen en el procesamientode caucho, exhiben deslizamiento considerable (Figuras 16 y 17). Esto se debe a la formación demicelas de los jabones de superficie activa en el medio circundante.

Surfactantes en la Matriz del Polímero

Figura 16

Lubricantes

Jabones metálicos como aditivos reológicos

tensión de cizallamiento nula flujo

Figura 17

Los derivados de ácidos grasos (Figura 18) consisten en cadenas de hidrocarburos no polares dediferentes longitudes, rectas o ramificadas, saturadas o parcialmente insaturadas, con grupos polares

pegados a sus terminaciones. Estas sustancias pueden, por ejemplo, (como se describió en la Figura14) formar micelas esféricas o laminares tridimensionales en el medio acuoso polar. La porción polar,

o mejor dicho, el grupo funcional terminal de la molécula de jabón que es hidrofílico, apunta hacia elexterior.



Lubricantes 13

En un medio no polar como elaceite mineral se forman micelasinversas; ahora la partehidrofóbica, no polar apuntahacia el exterior al mediocircundante (Figura 15).

La existencia de micelas ensoluciones surfactantes noacuosas ha sido probada por medio de difracción de rayos X,microscopía electrónica,ultracentrifugación y análisis defluorescencia, se han detectadoagregados laminares o esféricosde 10 - 40 moléculassurfactantes

Aditivos de Procesamiento - Lubricantes

Alcohol Graso

Amida Grasa

Ester de Acido Graso

Jabón Metálico

grupo no polar

grupo polar Figura 18

Se considera que el caucho es mayormente de naturaleza no polar y es similar a un aceite mineral, perocon mayor peso molecular, cuando los jabones metálicos que tienen una cadena hidrocarbonadasuficientemente larga se dispersan en este medio pueden formar micelas esféricas o laminares. La

cadena hidrocarbonada no polar de los jabones es soluble en el caucho mientras que el grupo polar terminal permanece insoluble.Debido a su solubilidad limitada, las micelas pueden formar agregados en pilas (Figura 16). Comoestructuras similares a los lubricantes de grafito y disulfuro de molibdeno, estos agregados en capa

pueden ser ubicados uno contra otro bajo la influencia de cizallamiento y los compuestos del cauchofluyen más fácilmente.

La cohesión relativamente fuerte de los agregados formados por estearato de zinc puede notarse através de un leve aumento de la resistencia en crudo de los compuestos de NR que incluyen este jabónmetálico en altas concentraciones.



Lubricantes 14

En las Figuras 19 y 20 se muestra el efecto relacionado con la estructura, de los lubricantes a base deácidos grasos.

JABONES DE ZINC

Estructura - Relaciones con Propiedades

ESTRUCTURA PROPIEDAD Longitud de la cadena carbonada

Debajo de C10Sobre C10

Distribución de la longitud de la cadena (mezcla)

Angosta

Ancha

Polaridad

Alta(grupos funcionales, sales metálicas)

Baja

Ramificación

Presencia

Incapaz de formar micelas efectivasActúa como surfactante

Altamente cristalinoMás alto MPPobre dispersibilidadPuede eflorescer fácilmente

AmorfaMás bajo MPSe dispersa fácilmente

Reducida tendencia a eflorescer La solubilidad es aumentada

Aumento de afinidad a superficies metálicasMás actividad superficial

Actúa internamenteMenor eflorescencia

Desestabiliza la cristalinidadTotalmente soluble: No hay eflorescenciaZEH es un líquido

Figura 19

JABONES DE ZINC

Estructura - Consideraciones de la Propiedad

• La mayoría de los jabones de zinc son solubles en caucho→ Actúan como lubricantes intermoleculares

• Mayor longitud de la cadena HC→ Mejor acción surfactante

• Presencia de insaturación→ Mejor dispersabilidad

Muchos jabones de zinc comerciales son mezclas indeterminadasresultantes del "corte" de ácidos grasos naturales usados en lafabricación. Figura 20



Lubricantes 15

En la Figura 21 se encuentran listados los jabones metálicos de la línea de productos Struktol

Los grupos polares de ciertos ácidosgrasos y sus derivados exhiben una altaafinidad a superficies de metal y sonfácilmente absorbidos. Esto ha sidonotado en evaluaciones de flujo, por medio de la formación de un film en lasuperficie del metal. Luego de algunosciclos, hay una mejora en el llenado de lacavidad y se alcanza el equilibrio. Aúnniveles bajos de lubricantes pueden,ocasionalmente, conducir a la formacióndel film. El film es extremadamentedelgado (en algunos casos monomolecular) y no puede detectarsemediante el uso de medios analíticosconvencionales. Es bastante estable yresiste el cizallamiento relativamente alto.Como la capa es delgada, se eliminan

marcas de flujo o problemas de unión.

Jabones Metálicos en Uso

ESTRUCTURA PRODUCTO

C12-C18 saturado

C16-C18 insaturado

Ramificado

Arilo, Alquilo

Mezcla Zn, K

Laurato de zincEstearato de zinc

STRUKTOL A 50 PSTRUKTOL A 50 LSTRUKTOL A 60

STRUKTOL ZEH

STRUKTOL AKTIVATOR 73

STRUKTOL EF 44

Figura 21

La formación del film debe facilitar, en teoría, el desmolde, y la alta estabilidad térmica del lubricantedebe reducir la contaminación del molde. Sin embargo, este no siempre es el caso en la práctica.Debido a que la compatibilidad limitada es el factor esencial y determinante para la efectividad de loslubricantes externos, debe eliminarse una sobredosis o de otra manera aparecerá una eflorescenciaindeseada.

Estudios internos, no publicados, con varios lubricantes en diferentes compuestos de goma handemostrado que el nivel crítico de dosis para un solo aditivo puede variar entre menos de 1 phr y másde 5 phr, dependiendo del elastómero.

En la mayoría de los casos la dosis crítica fue alrededor de 2 phr.La concentración requerida de lubricante, bajo condiciones prácticas, depende de los procedimientosde procesamiento usados y, en particular, del número de otros compuestos incluidos en la formulacióny sus niveles de dosis particulares; por lo tanto es necesario verificar la compatibilidad del lubricanteelegido para una fórmula específica.

Los aditivos son absorbidos fácilmente por las cargas, por lo tanto se requiere de altas dosis cuando seusan cargas altamente activas o altas cantidades de carga. Ciertos plastificantes pueden reducir lacompatibilidad y provocar la eflorescencia de los aditivos.



Lubricantes 16

Procesamiento con Lubricantes

Ya que la mayoría de los lubricantes están disponibles en esferas o pastillas, son fáciles de manipular y procesar. Pueden ser pesados sin polvillo y se incorporan fácilmente. En algunos casos se agregan alinicio del ciclo de mezclado, junto con las cargas, para hacer uso de sus efectos dispersantes. Muchosde ellos también pueden ser agregados sobre el final. Debido a sus relativamente bajos puntos defusión, los productos se ablandarán rápidamente y brindarán una dispersión buena y uniforme.

Cuando se requiere dar mayor importancia al efecto lubricante, los aditivos de procesamiento debenagregarse sobre el final. En la Figura 22 se muestran los efectos de los lubricantes seleccionados,agregados en el primer paso o al finalizar, respectivamente.

Dónde agregar Lubricantes en el ciclo de mezcla

Flujo en molde espiral

Llenado de la cavidad

Figura 22

Dependiendo de los requerimientos y de la compatibilidad, la dosis varía entre 1 y 5 phr. Usualmente,la dosis mínima es 2 phr. Para un efecto lubricante excepcionalmente alto en compuestos pegajosos, odonde altas velocidades de extrusión y un desmolde fácil son críticos, deben ser útiles niveles de dosismás altos. Esto se aplica también a compuestos con alta incorporación de cargas.

4

4,2

4,4

4,6

4,8

5

NBR WB 222

#2540

NR WB 16

#2554

NR A 50 P

#2540

Control

Adición en el 1º paso

Adición en el 2º paso



Lubricantes 17

Productos Struktol y sus Usos

STRUKTOL WB 222 es un éster de ácidos grasos saturados. Es un lubricante y un agente dedespegue altamente efectivo, usado principalmente para elastómeros polares.

STRUKTOL WB 212 está basado en un éster de ácido graso hidrofílico de alto peso molecular. El producto sirve como agente de dispersión para materiales en polvo y tiene excelentes propiedades dedespegue.

STRUKTOL WB 16 es un excelente lubricante, principalmente para cauchos no polares. Comomezcla de jabones de calcio y amidas de ácidos grasos saturados puede exhibir un efecto de activación.

STRUKTOL HPS 11 está compuesto por derivados de ácidos grasos especialmente diseñados paraoptimizar la interacción entre el polímero y el aditivo. Es efectivo en aumentar la fluidez, promover eldesmoldeo y mejorar en general las condiciones de procesamiento.

STRUKTOL WB 42, una mezcla de derivados de ácidos grasos, provee una mejora en el flujo en unamplio rango de elastómeros.

STRUKTOL WA 48 se usa satisfactoriamente en caucho de epiclorhidrina como un agente de

despegue y lubricante efectivo.

STRUKTOL W 33 ESCAMAS es un agente dispersante y lubricante para casi todos los elastómeros.Puede lograrse una incorporación rápida de la carga y eliminación de aglomeración de carga encompuestos altamente cargados.

STRUKTOL WS 180 y STRUKTOL WS 280 son compuestos de organosilicona que combinan uncomportamiento de despegue sobresaliente con buenas propiedades de flujo.El STRUKTOL WS 180 puede reducir drásticamente la contaminación del molde.

STRUKTOL ZB 47 es una formulación especial de Jabon de Zinc que se puede usar para plastificar compuestos de NR. También ofrece estabilidad al calor(Resistencia a la reversión). Muy efectivo encompuestos de NR cargados con carga mineral.

STRUKTOL A 50 P, A 60 son jabones de zinc de ácidos grasos insaturados. Se usan principalmentecomo peptizantes físicos en compuestos de NR.

STRUKTOL W 80 es una mezcla de lubricantes y derivados de ácidos grasos. W 80 confiere plasticidad sobre cargas y otros componentes en polvo.

STRUKTOL EF 44 es una mezcla de derivados de ácidos grasos con predominancia de jabones dezinc. El producto es especialmente adecuado para extrusiones. Actúa como un activador del curado.

STRUKTOL HM 97 es una mezcla de ceras poli etilénicas de baja viscosidad. Es muy recomendada para compuestos de EPDM.

Para mayor información, diríjase por favor a las tablas de aplicación.




Peptizantes Físicos y Químicos

La masticación y la peptización son etapas del procesamiento, sobre el molino abierto o en elmezclador interno, en las cuales la viscosidaddel caucho se reduce a niveles que facilitan el

procesamiento posterior, o aún haciendofactible el procesamiento.

La masticación denota la roturatermomecánica del caucho a temperaturasrelativamente bajas. El término incluyereducción de la viscosidad lograda a través deluso de jabones de zinc como lubricantesintermoleculares.

Peptización del Caucho

Beneficios• Más rápida incorporación de la carga

• Mejor dispersión de los compuestos

• Mezclas de elastómeros mejorada

• Temperaturas de procesamiento reducidas

• Propiedades de flujo mejoradas(calandrado, extrusión, moldeado)

• Pegajosidad de las mezclas en crudo mejorada

Figura 23

Peptización física y masticación se refieren al mismo proceso.

La peptización química describe la rotura termo-oxidativa, catalizada, del caucho a (en su mayoría)temperaturas elevadas.La peptización y la baja viscosidad facilitan la incorporación de cargas y otros ingredientes delcompuesto y pueden mejorar su dispersión. Una mejora en el flujo del compuesto lleva a una

producción más fácil de semi elaborados como perfiles o pre-formas para moldeo. Se obtienen tiemposde procesamiento más cortos y menor consumo de energía.

A menudo es difícil el mezclado homogéneo de cauchos con viscosidades muy diferentes. En este casoel caucho de alta viscosidad puede romperse a través de la peptización para permitir un mejor mezclado con el otro elastómero de baja viscosidad.

Ya que la mayoría de los cauchos sintéticos de hoy se proveen con distintos niveles de viscosidad, la peptización está restringida principalmente al caucho natural.Al comienzo del procesamiento del caucho, cuando el caucho natural era el único elastómero

disponible, la peptización de este material flexible y de alta viscosidad jugó un rol importante. Los primeros métodos de peptización han sido puramente procesos mecánicos, en otras palabras, lamasticación por medio de un rotor eje introducido por Hancock en 1928. De cualquier forma, fuerelativamente temprano cuando se descubrieron los productos químicos que catalizan y favorecen larotura.

Se han hecho muchos intentos para evitar la etapa de reducción de la viscosidad o rotura en el ciclo demezclado y producir caucho natural con una viscosidad normalizada y que permita que el mismo estélisto para usar.El método integra la rotura catalítica dentro del proceso de producción. En particular durante losúltimos años aumentaron las actividades en este campo para cubrir las demandas de una industria delcaucho en busca de una rebaja en los costos de procesamiento.

Struktol Co., bien conocido como productor líder de agentes peptizantes, ha lanzado varios productos peptizantes efectivos. Ellos permiten la rotura del caucho natural durante la producción y el procesamiento y aseguran una dispersión óptima del peptizante en el caucho, por lo tanto se logra unareducción rápida de la viscosidad.




Peptización Física del Caucho

Figura 24

Durante los últimos tiempos los peptizantes físicos han ganado mayor importancia. Ellos actúan comolubricantes internos y reducen la viscosidad sin romper la cadena del polímero. Generalmente los

jabones de zinc han demostrado ser muy efectivos en este rol.

Uno puede distinguir entre peptización química y rotura o reducción de la viscosidad a través de lalubricación. Mientras la rotura mecánica y química del elastómero dan como resultado una escisión dela cadena, se obtienen un peso molecular más bajo y una distribución de pesos moleculares más ancha.Los lubricantes no cambian las cadenas moleculares, en otras palabras, no se las rompe.

Durante la rotura mecánica, la larga cadena de moléculas de caucho es rota bajo la influencia de unalto cizallamiento del equipo de mezclado. Se forman fragmentos de cadena con radicales libres comoterminales, que se recombinan con moléculas de cadena larga si no están estabilizados. Las cadenasson más cortas, se reduce el peso molecular y la viscosidad cae.

En las Figuras 25 y 26 se muestra el curso que sigue la rotura de la cadena de poliisopreno.


Secuencia de Reacción

ROO• + RH → ROOH + R •

R • + O2 → ROO•

2 ROOH → RO• + ROO• + H2O

RO• + RH → ROH + R •

Figura 25


Figura 26

Para estabilizar los radicales, estos deben ser capaces de reaccionar con el oxígeno. La afinidad deradicales alilo por el oxígeno depende de otros grupos en la cadena. Los grupos de electrones que serepelen como los del -CH3 aumentan la afinidad. Los grupos de electrones que se atraen fuertementetales como los de -Cl, -CN y aquellos como los fenilos, que sólo atraen levemente los electrones, notienen afinidad por el oxígeno. Por lo tanto los radicales ROO • pueden acumularse en la cadenaresultando en ramificación y formación de gel. Los grupos peróxido que reaccionan con cadenas devinilo ramificadas (estructuras 1.2) pueden llevar a uniones entrecruzadas y ciclización, en particular aaltas temperaturas.




Se requiere una resistencia en crudo y especialmente una viscosidad suficiente del elastómero para la peptización física, por lo cual las cadenas moleculares pueden romperse durante el cizallamiento en elequipo de mezclado. Los cauchos cristalizables, como el caucho natural, tienen una resistencia encrudo muy alta y por lo tanto pueden romperse más rápidamente.

La temperatura es un factor importante en la peptización. Cuando se grafica la rotura de NR vs. latemperatura (Figura 27) puede verse que el efecto es más bajo en el rango de 100 - 130 ºC. Se formauna curva envolvente cerca de las curvas de la masticación termo-mecánica y la rotura termo-oxidativaa temperaturas elevadas. En la práctica, ambos modos de reacción se superponen. Sobre la roturatermo-oxidativa el número de sitios reactivos para reacciones radicales aumenta con la temperatura.

Peptización de NR

Reducción de la Viscosidad vs. Temperatura

Figura 27

Con cauchos sintéticos, aparte de división de las cadenas ramificadas, ocurre formación de gel. Laseparación de la cadena causada por cizallamiento mecánico ocurre exclusivamente a bajastemperaturas. Debido al carácter termoplástico de los elastómeros, a mayor cizallamiento menor temperatura. Con temperatura en aumento, la movilidad de las cadenas del polímero aumenta, ellas sedeslizan una sobre otra y la entrada de energía y la fuerza de cizallamiento generada caen. La tensiónde cizallamiento sobre la rotura puede también estar influenciada por el equipo de mezclado y su

puesta en marcha.

La rotura termo-mecánica es intensa en energía y tiene un coeficiente de temperatura negativo.




Peptización de NR sin y con Peptizante

Influencia de la Temperatura y el Tiempo sobre laViscosidad Mooney

Figura 28

Como reacción de oxidación, la roturatermo-oxidativa tiene un coeficiente detemperatura positivo (Figura 28), en otras

palabras, el efecto aumenta con latemperatura. Aquí la demanda de energíaes más baja debido a la plasticidad delelastómero. Mientras la peptización físicaa bajas temperaturas depende en granmedida de los parámetros de la máquina,la peptización química es acelerada por latemperatura y los catalizadores, en otras

palabras, por los agentes peptizantes.

Los agentes peptizantes pueden actuar como aceptores de radicales a bajas temperaturas y en ausenciade oxígeno y durante la rotura oxidativa, a través de la formación de radicales primarios, como

promotores o como catalizadores de oxidación para la disociación de cadenas de hidroperóxidosformadas espontáneamente.

Todos los agentes peptizantes cambian el comienzo de la rotura termo-oxidativa a bajas temperaturas(Figura 28). De los agentes peptizantes usados en los inicios (Figura 29) sólo están disponibles ahoracombinaciones de activadores específicos con tiofenoles, disulfuros aromáticos y mezclas deactivadores con sales de ácidos grasos.Por razones ecológicas y toxicológicas los tiofenoles han sido dejados de usar. Para un mejor manipuleo y una dispersión más fácil en el compuesto, los agentes peptizantes son ofrecidos casiexclusivamente como gránulos con ceras de derivados de ácidos grasos como soporte.

Agentes Peptizantes Comunes

Figura 29

Los activadores permiten comenzar la rotura a temperaturas más bajas y acelerar la peptización termo-oxidativa. Ellos son quelatos (complejos) de cetoxima, ftalocianina o acetilacetona con metales comoFe, Co, Ni o Cu; hoy día, se usan casi exclusivamente complejos de hierro. Estos quelatos facilitan la

transferencia de oxígeno mediante la formación de complejos de coordinación inestables entre elátomo del metal y la molécula de oxígeno. Esto desune el enlace O-O y el oxígeno se vuelve másreactivo. Debido a la alta efectividad de los activadores o promotores, los agentes peptizantes sólocontienen una pequeña cantidad de ellos.

Recientemente, dispersiones de agentes peptizantes comunes se agregan al látex de NR. Luego de lacoagulación se encuentran presentes en el coágulo como dispersiones finas y degradan el caucho hastala viscosidad deseada en el secado. Para la producción de caucho de baja viscosidad se agregan agentes

peptizantes como una dispersión, también se agregan a grumos coagulados de la taza antes de pasar aal molino de masticado.




¿Cuáles son los Beneficios de los Agentes Peptizantes?

• Aceleran la peptización (reducen el tiempo de mezclado)

• Reducen el consumo de energía

• Promueven la uniformidad batch a batch

• Facilitan el mezclado de elastómeros

• Reducen los costos de mezclado

• Mejoran la dispersión

Los ahorros de tiempo y energía cuando se usan agentes peptizantes pueden llegar hasta el 50 % en el proceso de mezclado. Debido a la alta efectividad de los agentes peptizantes, las dosis son muy bajas ysus costos individuales casi no afectan, comparado con los ahorros de costos de producción que debenobtenerse.

Los cauchos sintéticos son más difíciles de peptizar que NR e IR debido a:

• Número más bajo de dobles enlaces (SBR, NBR)

• Grupos de electrones que se atraen en la cadena que estabilizan los dobles enlaces (CR, NBR,

SBR)

• Grupos del lado del vinilo que fomentan la ciclización a temperaturas más altas (NBR, SBR, CR)

• Resistencia en crudo más baja debido a una cristalización defectuosa (NBR, SBR)

Pero los cauchos sintéticos pueden romperse por medio de agentes peptizantes. Esto, sin embargo,requiere de dosis y temperaturas altos cuando se usan los productos clásicos. Por esta razón, hoy díaellos son peptizados físicamente con sales de ácidos grasos insaturados y es de gran ventaja el hechode que la cadena del polímero no resulta dañada.

Caucho Natural de Baja Viscosidad

Actualmente, durante la producción de los grados de caucho natural CV y LV, se usan los agentes peptizantes. Cuando se usa látex, se agrega la dispersión de agentes peptizantes luego de la purificación y antes de la coagulación. Permanece en el coágulo y el caucho se rompe en el secado yen el procesamiento sobre una extrusora usada como rompedora. El agente dispersante que aún no hasido totalmente utilizado, permanece finamente disperso en el caucho y llevará a una rápida reducciónde la viscosidad luego del procesamiento.

Cuando se usan los coágulos de la taza, los grumos purificados son esparcidos con la suspensión deagente peptizante, y el caucho natural se rompe durante el procesamiento sobre las extrusoras antes deser expulsado. Los procesos son bastante simples y dan buenos resultados cuando las pequeñascantidades de agentes peptizantes requeridas son medidas exactamente.

En el pasado, se usaron soluciones de sal de sodio de Pentaclorotiofenol, Durante la acidificación dellátex la sal finamente distribuida fue precipitada junto con el coágulo.




Procesamiento con Agentes Peptizantes

Los agentes peptizantes se agregan al caucho al comienzo del ciclo de mezclado. Como la mayoría deellos son provistos en forma de pastillas que son incorporadas y dispersadas fácilmente, losmasterbatches de peptizantes son escasamente usados hoy día. La dispersión homogénea es imperiosa,o de otra manera puede ocurrir una variación de la viscosidad intra-batch. Mientras fue una prácticacomún en los primeros tiempos incluir un paso corto de peptización en el ciclo de mezclado antes de laadición de las cargas, hoy día la carga se agrega muy temprano para mejorar el cizallamiento y larotura. Sin embargo, los promotores son absorbidos por las cargas. Por lo tanto es aconsejable agregar la carga sólo luego de la incorporación del agente peptizante en el caucho.

Cuando se mezcla el caucho natural con caucho sintético de menor viscosidad se ha probado que esútil peptizar levemente el caucho natural antes de agregar el caucho sintético.

Debido a que los antioxidantes inhiben la rotura oxidativa del caucho, ellos deben agregarse en unaetapa tardía durante el procesamiento del caucho natural. Con cauchos sintéticos, una adición tempranadel antioxidante puede evitar la ciclización.


La línea de productos Struktol incluye peptizantes químicos y físicos. Los peptizantes químicos son predispersiones de un disulfuro aromático combinado con un catalizador organo metálico y otrosmateriales en un soporte tipo cera a base de un éster de ácido graso

STRUKTOL A 82 es un peptizante químico que contiene un promotor y es provisto como pastillasfáciles de procesar. Tiene excelentes cualidades dispersantes y brinda la mejor uniformidad dentro del

batch y entre batches.

STRUKTOL A 86 combina un peptizante químico y un promotor. Su composición es similar a la delSTRUKTOL A 82. Con una concentración más alta de sustancia activa, es más efectivo que elSTRUKTOL A 82.

STRUKTOL A 89 es el producto más concentrado y efectivo dentro de la línea de agentes peptizantes. Es una mezcla de un disulfuro aromático, un promotor y un aglutinante a base de un éster de ácido graso

STRUKTOL A 60, A 50 son jabones de zinc predominantemente de ácidos grasos insaturados. Son peptizantes físicos muy efectivos para caucho natural y poliisopreno sintético. Son usadosfrecuentemente como lubricantes altamente efectivos con el fin de mejorar las características de

procesamiento generales.

STRUKTOL A 91F son jabones de zinc especialmente diseñados para una alta eficiencia,especialmente a altas esfuerzos de corte. Buena estabilidad al calos(Resistencia a la reversión).




Peptizantes Químicos vs. Físicos (phr)

Figura 30

La Figura 30 muestra la influencia de agentes peptizantes químicos y físicos sobre la rotura, medidacomo la viscosidad Mooney, de caucho natural (RSS No. 1) en un mezclador interno de laboratorio de1 litro a 65/49 r.p.m. y una temperatura de inicio de 90 ºC. Las muestras para la prueba Mooney fuerontomadas luego de 6, 9, 12 y 15 minutos.

Cuando se usan peptizantes físicos a niveles de dosis más altos que para los peptizantes químicos, seobtienen resultados similares. El RSS No. 1 crudo tiene una viscosidad Mooney de 104.

0

10

20

30

40

50

STRUKTOL A 82 (0,8) STRUKTOL A 86 (0,2) STRUKTOL A 50 P (3) STRUKTOL A 60 (3)

6 min 9 min 12 min 15 min

Viscosidad Mooney ML 100 ºC (1' + 4')

# 1847




Agentes Homogeneizantes

Los agentes homogeneizantes son productos que mejoran la homogeneidad de mezclas de elastómeros,y también ayudan a la incorporación de otros compuestos (Figura 31). Debido a su uso, se reduce lavariación de la viscosidad intra-batch y batch a batch.

Son mezclas a base de resinas queexhiben una buena compatibilidad convarios elastómeros y facilitan la mezclaa través de ablandamiento yhumectación tempranos de las interfacesdel polímero. Ya que la resinas deablandamiento exhiben una cierta

pegajosidad, los polímeros que tienden adesmenuzarse y las mezclas de

polímeros se unirán más rápidamente, laentrada de energía se mantiene en unnivel alto, en otras palabras, el mezcladoes más efectivo y los tiempos demezclado a menudo pueden reducirse.

Debido a las excelentes propiedades dehumectación de los agenteshomogeneizantes, las cargas sonincorporadas a una velocidad más rápiday son distribuidas más uniformemente.

Agentes Homogeneizantes

En Mezclas de Elastómeros

• mejoran la homogeneidad del compuesto• mejoran la firmeza del batch• reducen energía/tiempo para completar el mezclado• mejoran la tersura del stock • normalizan las características de procesamiento

(extrusión, calandrado, etc.)• mejoran la pegajosidad• mejoran la dispersión de la carga

En Compuestos de Homopolímero

• reducen el nervio• mejoran la uniformidad del procesamiento

• mejoran la pegajosidad• mejoran la dispersión de la carga• alisan stocks rugosos

Figura 31

Las aglomeraciones de la carga pueden ser evitadas frecuentemente.

Aparte de sus efectos compactantes los homogeneizantes llevan a mejorar la resistencia en crudocuando se usa como un reemplazo parcial del aceite de proceso, y se facilita el flujo del compuesto através de una homogeneidad mejorada y un cierto efecto de ablandamiento. Aumentan la pegajosidaden crudo de muchos compuestos y mejoran la eficiencia de agentes de pegajosidad.

Los agentes homogeneizantes promueven

• La mezcla de elastómeros

• La uniformidad batch a batch

• La incorporación y dispersión de la carga

• El acortamiento de los tiempos de mezclado

• Ahorros de energía

• La pegajosidad de la mezclas en crudo

A mayor diferencia en el parámetro de solubilidad y/o en la viscosidad de cada elastómero componenteen una mezcla, más difícil es producir una mezcla homogénea (Figura 32). Las mezclas de

plastificantes, cada uno compatible con diferentes elastómeros, pueden, en teoría, ser efectivas enmejorar la homogeneidad de la mezcla, siempre que tengan una viscosidad suficientemente alta como

para mantener un alto cizallamiento en el mezclado. Los plastificantes tienen la desventaja de ser propensos a migrar y eflorescer. Por lo tanto, son más frecuentemente usadas mezclas de productos de pesos moleculares más altos como las resinas.




Parámetros de Solubilidad de Elastómeros y Plastificantes

Elastómero Plastificante Agente Homogeneizante

11.0

10.0

9.0

8.0

AU, EU

NBR (alto ACN)

NBR (med ACN)

NBR (bajo ACN)

CR

SBR NR BR IIR

EPDM

EPM

Eteres polaresEsteres altamente polares

Esteres polares bajos

Aromático

Nafténico

Parafínico

Figura 32

Las resinas homogeneizantes son, en sí mismas, mezclas complejas, y contienen partes que soncompatibles con estructuras alifáticas y aromáticas en una mezcla.

Compuestos Resinosos

RESINA APLICACIÓN

Resinas cumaronas

Resinas de petróleo

Polímeros de refuerzo

Asfalto, bitumen, alquitrán

Lignina

Colofonias

Resinas de fenol formaldehído

Incorporación de la cargaAgente de pegajosidad

Reducción de viscosidadIncorporación de la cargaAgente de pegajosidad

Alta dureza

Incorporación de la cargaReducción de viscosidadAgente de pegajosidad

RefuerzoIncorporación de la carga

Emulsificante

Agente de pegajosidad

Agente de pegajosidadResina reforzanteResina de curado

Figura 33

STRUKTOL 40 MSHomogeneizante

STRUKTOL 60 NSHomogeneizante




Los compuestos resinosos y las materias primas potenciales para uso como resinas homogeneizantes(Figura 33) pueden ser divididos en:

Resinas de hidrocarburos que incluyen resinas cumarona-indeno, resinas de petróleo, resinas deterpeno, bitúmenes, alquitrán y copolímeros, como polímeros de refuerzo de alto contenido en estirenoy Colofonias, sus sales, ésteres y otros derivados,

Resinas fenólicas de varias clases como resinas de alquilfenol/formaldehído, productos decondensación del alquilfenol y del acetileno, lignina y modificaciones de la misma, por nombrar algunas.

Las resinas cumarona, producidas a partir de alquitrán de hulla, fueron las primeras resinas sintéticasusadas como aditivos de procesamiento, debido a su habilidad para actuar como agentes dispersantesmejorando la incorporación de la carga, y como agentes de pegajosidad. Son polímeros aromáticostípicos que consisten principalmente de poliindeno. Los elementos estructurales de estos copolímerosson (Figura 34) metilindeno, cumarona, metilcumarona, estireno y metilestireno. El rango de fusión deestos productos está entre 35 y 170 ºC.

Resinas Cumarona - Miembros Estructurales

Figura 34

Las resinas de petróleo son productos relativamente económicos usados, a menudo, en dosis bastantealtas, hasta 10 phr y más. Son polímeros producidos del corte C5 de aceites minerales altamentecraqueados. Las resinas de petróleo son relativamente saturadas y también disponibles con un altocontenido de estructuras aromáticas. Los grados con un bajo contenido de compuestos aromáticostienen un efecto plastificante más fuerte. Los grados altamente saturados son usados por la industria dela pintura. Aparte del ciclopentadieno, diciclopentadieno y sus derivados metilados ,se encuentran enestas resinas estireno, metilestireno, indeno, metilindeno y homólogos más altos de isopreno y

piperileno.

Esto debe explicar su alta compatibilidad con diferentes elastómeros.

Los copolímeros como los masterbatches de resinas de alto contenido en estireno se usan paracompuestos de alta dureza. Mientras que el poliestireno recto difícilmente puede ser procesado encompuestos de caucho, los copolímeros de estireno y butadieno con alto contenido de estireno han

probado su mérito.

El polioctanómero (Vestenamer), producido a través de una reacción de descomposición doble a partir de ciclooctano, es otro polímero útil para vulcanizados de alta dureza. Debido a su carácter termoplástico es un elastómero fácil de procesar y de reticular que ha ganado importancia.




Ha sido usado donde la resistencia en crudo y la estabilidad dimensional de los extrudados son deimportancia, la alta cristalinidad de Vestenamer brinda una buena rigidez debajo de la Tg, cuando esderretido, Vestenamer tiene una baja viscosidad y puede contribuir para con las características de flujodel compuesto.

Resinas de Terpeno - Constituyentes Principales

Figura 35

Las resinas de terpeno son muy compatibles con el caucho y producen una alta pegajosidad. Sinembargo, son usadas principalmente para adhesivos. Los polímeros son a base de α- y β- pineno. Elanillo de ciclobutano está abierto durante la polimerización y se forman compuestos polialquilatados(Figura 35). Las resinas de terpeno mejoran el funcionamiento y la resistencia al envejecimiento contrala oxidación de los cauchos.

El asfalto y el bitumen son productos usados desde los comienzos del procesamiento del caucho. Suefecto de pegajosidad no es muy distinguible. Son productos relativamente económicos. Mientras elasfalto es un producto surgido naturalmente, el bitumen es producido a partir de los residuos de la

producción de aceite mineral. El bitumen soplado, oxidado con el propósito de lograr puntos desolidificación, se conoce también como caucho mineral y es un buen aditivo de procesamiento, por ejemplo, en compuestos que tienen un alto porcentaje de polibutadieno y que por lo tanto son difícilesde procesar. El caucho mineral es usado exitosamente también para mejorar la resistencia alaplastamiento de las extrusiones.




Las colofonias son productos naturales obtenidos del árbol de pino. Son mezclas de sustanciasorgánicas, en su mayoría ácidos doblemente insaturados, como el ácido abiético, ácido pimárico y susderivados (Figura 36). Con el propósito de reducir la sensibilidad a la oxidación, las resinas están

parcialmente hidrogenadas o desproporcionadas. Su acidez tiene un leve efecto retardante. Se dice quela resistencia a la abrasión es mejorada, en particular la de SBR.El ácido de colofonia es ampliamente usado (como una sal) en la producción de cauchos sintéticos(SBR) debido a sus propiedades emulsificantes.

Acidos de Colofonia

Figura 36




Las resinas fenólicas (Figura 37) son usadas principalmente como agentes de pegajosidad, resinas derefuerzo, resinas de curado y en adhesivos.

La lignina tiene una estructura compleja a base de varios fenoles sustituidos que están unidos, en parte, por medio de unidades de hidrocarburos alifáticos. Como sub-producto de la industria celulosa yespecialmente de la industria papelera está disponible en grandes cantidades y tiene un buen costo. Amenudo fue usado para suelas de zapato donde mejoraba la incorporación y la dispersión de altascantidades de carga mineral.

Síntesis (simplificada)

De Agentes de Pegajosidad Alquilfenol

Figura 37

Los agentes homogeneizantes modernos son mezclas de resinas sintéticas no endurecedoras dedistintas polaridades, compatibles con caucho. Con su composición específica, promueven lahomogeneización de elastómeros que difieren en peso molecular, viscosidad y polaridad. Son tambiénherramientas valiosas para compuestos de homopolímeros.

Como un ejemplo, debe mencionarse el uso de un agente homogeneizante bien conocido, STRUKTOL40 MS ESCAMAS, en compuestos de butilo que, como se sabe, son difíciles para procesar. Ladispersión de la carga, la adhesión de los empalmes, las propiedades físicas y la impermeabilidad sonmejoradas significativamente a través del uso de esta resina.

Procesamiento con Agentes HomogeneizantesLos agentes homogeneizantes se agregan usualmente al comienzo del ciclo de mezclado,

particularmente cuando se usan mezclas de elastómeros. Exhiben una efectividad óptima cerca de sutemperatura de ablandamiento.La dosis recomendada es entre 4 y 5 phr. Elastómeros difíciles de mezclar requerirán una adición de 7a 10 phr.





STRUKTOL 40 MS y STRUKTOL 40 MS ESCAMAS son mezclas de resinas de hidrocarburosaromáticos oscuras que presentan una muy buena compatibilidad con la mayoría de los elastómerosconvencionales, tales como SBR, NR, NBR, CR, IIR, CIIR, BIIR, EPDM y BR y son usados enmezclas de elastómeros y en compuestos de homopolímero. El mezclado de elastómeros con diferentes

polaridades y/o viscosidades se ve facilitado significativamente. En particular compuestos paracámaras de neumáticos y cojines internos que son difíciles de procesar, han sido mejoradossignificativamente con STRUKTOL 40 MS FLAKES.

STRUKTOL 60 NS y STRUKTOL 60 NS FLAKES son mezclas de resinas de hidrocarburosalifáticos de color claro. Son diseñadas para compuestos de color claro donde un no-manchado estáespecificado. Su acción es comparable con las de STRUKTOL 40 MS y STRUKTOL 40 MSESCAMAS. Los productos han probado su importancia, en particular, en compuestos basados enmezclas NBR/EPDM.

STRUKTOL TH 20 ESCAMAS es una mezcla de resinas de hidrocarburos alifáticos y aromáticos.Tiene buenas propiedades homogeneizantes y mejora significativamente la pegajosidad de las mezclasen crudo. STRUKTOL TH 20 FLAKES es un producto oscuro. Su compatibilidad con todos loselastómeros convencionales es excelente.

STRUKTOL TH 64 es una mezcla de resinas de bajo peso molecular. Se usan como agentes de pegajosidad para elastómeros natural y sintéticos para conferir pegajosidad persistente en el tiempo.

STRUKTOL STRUKREZ 110 es una mezcla de resinas poliméricas. Facilitan la mezcla deelastómeros de diferentes polaridades y viscosidades.

STRUKTOL STRUKREZ 220 es una mezcla de resinas seleccionadas por sus propiedades paramejorar la procesabilidad de los polímeros. El Strukrez 220 mejora la pegajosidad en crudo.



Agentes Dispersantes 32

Agentes de Dispersión

Dado que los agentes de dispersión son generalmente derivados de ácidos grasos, pueden ser considerados como un subgrupo dentro de los lubricantes. La propiedad principal, sin embargo, es ladispersión. En particular ellos mejoran la dispersión de componentes sólidos. Reducen el tiempo demezclado y tienen una influencia positiva sobre las siguientes etapas del procesamiento. Los agentes

dispersantes poseen propiedades de humectación distinguibles. A menudo son ésteres de ácidos grasosmenos polares. Debido a que generalmente es deseable una combinación de propiedades dispersantes yuna buena lubricación los agentes disponibles en el mercado son, ocasionalmente, mezclas de ácidosgrasos de alto peso molecular y jabones metálicos. La mayoría de los productos del mercado se ofrecencomo "agentes dispersantes y lubricantes" y no están listados separadamente en las listas de productos.

Su modo de acción ya ha sido descripto en el capítulo de lubricantes.

Procesamiento con Agentes Dispersantes

Los agentes dispersantes se agregan usualmente junto con las cargas. La forma del producto y su bajatemperatura de fusión facilitan la incorporación. Cuando las cargas se agregan en dos pasos, losagentes dispersantes deben agregarse al comienzo. La dosis de estos productos está entre 1 y 5 phr.Debido a su alta efectividad, sin embargo, dosis bajas a menudo serán suficientes. Incorporaciones decarga muy altas requerirán dosis más altas.


STRUKTOL W 34 ESCAMAS, una mezcla de ésteres de ácidos grasos y jabones metálicos sobre unsoporte inorgánico, se suministra en pastillas. Las cargas son incorporadas y dispersadas rápidamente,

particularmente cuando deben procesarse grandes cantidades. Se evitan las aglomeraciones y se mejorasignificativamente la uniformidad batch a batch. Su acción lubricante conduce a ciclos de mezcladoacortados, menor consumo de energía y menores temperaturas de mezclado. Se facilita el

procesamiento intermedio y se mejora el despegue. El STRUKTOL W 34 ESCAMAS se usa predominantemente en NR, SBR, EPDM, CR, CSM y ACM.

STRUKTOL D5 es una mezcla de ésteres de ácidos grasos naturales y jabones metálicos,suministrado en forma de pastillas marrones. Mientras su principal beneficio es la mejora en ladispersión, STRUKTOL D5 también tiene un espectro de aplicación similar al del STRUKTOL W 34ESCAMAS. Es compatible con todos los elastómeros comunes.




Agentes de Pegajosidad

Como la mayoría de los cauchos sintéticos son menos pegajosos que el caucho natural, a menudo esnecesario agregar sustancias de pegajosidad. Esto debería conducir a mejorar la adhesión de los

pliegues crudos (pegajosidad de las mezclas en crudo) durante el armado y mejorar la unión entre lassuperficies en contacto. Se usan también en compuestos de caucho natural "seco" altamente cargado.

Le deben dar a los compuestos de caucho un alto grado de pegajosidad, que se mantiene durante elalmacenamiento y facilita el procesamiento a través de una reducción de la viscosidad. Por otro lado,los compuestos no deben pegarse al equipo de procesamiento, ni llevar a la obtención de vulcanizados

pegajosos. Las propiedades físicas y el comportamiento de envejecimiento no deben ser afectadosadversamente. La pegajosidad no debe ser reducida por componentes como las ceras.

Desafortunadamente, el mecanismo de pegajosidad de los compuestos de caucho no es totalmenteentendido. Las teorías actuales son insatisfactorias.El ensayo de la pegajosidad por medio de métodos de laboratorio es problemático. La mayoría de lostests realizados en la corteza miden la adhesión en tensión, no se diferencian suficientemente y fallancuando se involucra una leve cohesión. Además, la reproducción de estos métodos de prueba es pobre.

Los agentes de pegajosidad son productos que ocasionalmente deben actuar como agenteshomogeneizantes (que han sido discutidos previamente). Comprenden colofonia, resinas cumarona-indeno, resinas de alquilfenol-acetileno y alquilfenol-aldehído. Otras resinas de hidrocarburos comoresinas de petróleo, resinas de terpeno, asfalto y bitumen también pueden incluirse, aunque suefectividad no es mayormente alta. Ocasionalmente se usan resinas alquídicas.Los agentes de pegajosidad de resinas fenólicas son resinas novolaca polialquilatadas termoplásticas.Los sustituyentes p- son grupos alquilo C4 a C12, sin embargo, son mayormente grupos C8 o C9. Eltamaño y la configuración de los sustituyentes controlan la compatibilidad de la resina.

A mayor compatibilidad entre el elastómero y la resina, menor es la viscosidad del compuesto y semejora el flujo en la interface entre los pliegos. Los pesos moleculares son, en general, del orden de los600 a 1800 y el rango de fusión está entre 80 y 110 ºC. La dosis es, usualmente, de 3 a 5 phr.La resina más conocida es Koresin, un producto de adición polimérica de p-terc. butilfenol y acetileno.Su efectividad está influenciada marginalmente por el calor, la humedad y el oxígeno atmosférico.Tiene un punto de fusión excepcionalmente alto, aproximadamente de 130 ºC.

Se dice que las resinas de alquilfenol introducidas más recientemente son casi tan altamente efectivas ymenos sensibles a las ceras o lubricantes.

Las resinas de xileno-formaldehído son agentes de pegajosidad altamente efectivos, con buenas propiedades plastificantes, que mejoran la unión, por ejemplo, en el moldeo por inyección. Sonconocidas desde hace un largo tiempo pero, debido a sus altas viscosidad y pegajosidad, no son muy

populares.Por lo tanto son ofrecidas también como líquidos secos.

Procesamiento con Agentes de PegajosidadLas resinas que tienen un punto de fusión alto deben agregarse tempranamente en el ciclo de mezclado

con el propósito de garantizar el derretimiento y una dispersión suficiente. Las resinas blandas puedenagregarse junto con las cargas para hacer uso de sus propiedades de humectación y dispersión. Unaadición relativamente tardía puede ser útil para una pegajosidad de las mezclas en crudo. Las resinasde alta viscosidad son precalentadas ocasionalmente para un fácil manipuleo.

Los niveles de dosis normales pueden variar entre 3 y 15 phr.





STRUKTOL TS 30 y STRUKTOL TS 35 son resinas blandas alifático-aromáticas que presentan unaefectividad distintiva como agentes de pegajosidad, y exhiben buenos efectos plastificantes. Acentúansignificativamente la pegajosidad de las mezclas en crudo de compuestos a base de caucho sintético,tales como SBR, BR, NBR y CR, suministran una incorporación de la carga y una dispersiónmejoradas y tienen una resistencia a las extracción por medio de hidrocarburos alifáticos y aceitesminerales relativamente buena. STRUKTOL TS 30 es una pasta amarilla y STRUKTOL TS 35 es unlíquido viscoso levemente coloreado. Ambos productos están disponibles como líquidos secos para unfácil manipuleo.

STRUKTOL TS 50, una resina aromática sintética, fue desarrollada específicamente para compuestosde EPDM, que son conocidos por su falta de pegajosidad de las mezclas en crudo. El producto sesuministra como una pasta marrón-amarilla en sachets de PE prepesados para un fácil uso.



Plastificantes 35

Plastificantes

Aunque los plastificantes representan un gran grupo separado de los otros componentes, pueden ser considerados también como aditivos de procesamiento. No sólo modifican las propiedades físicas delcompuesto y del vulcanizado, sino que también pueden mejorar el procesamiento, tal como se muestraen la Figura 38.

Influencia de los Plastificantes

Sobre las propiedades físicas

• Menor dureza• Elongación más alta• Vida flexible mejorada• Mejor comportamiento a baja temperatura• Tendencia al hinchamiento• Resistencia a la llama• Comportamiento antiestático

Sobre el procesamiento

• Menor viscosidad• Incorporación más rápida de la carga• Más fácil dispersión• Menor demanda de energía y menos generación

de calor durante el procesamiento• Mejor flujo• Mejor despegue• Mejor pegajosidad de las mezclas en crudo.

Figura 38

Como modificador de propiedades en compuestos de caucho, los plastificantes pueden reducir el puntode transición de segundo orden (punto de transición vitrea) y el módulo de elasticidad. Comoresultado, se mejora la flexibilidad en frío. El módulo estático y la resistencia a la tracción son

disminuidos en la mayoría de los casos y, correspondientemente, resulta una elongación a la rotura másalta. Plastificantes especiales brindan un retardo de la llama, propiedades antiestáticas, pegajosidad delas mezclas en crudo o permanencia.

El efecto de ablandamiento de los plastificantes lleva mayormente a una mejora del procesamiento através de incorporación de la carga y dispersión facilitadas, menores temperaturas de procesamiento ymejores propiedades de flujo.

Los plastificantes actúan sobres los elastómeros a través de su poder solvente o de hinchamiento.Pueden dividirse en dos grupos: Plastificantes primarios o verdaderos que tienen un efecto solvente y

plastificantes secundarios o diluyentes que no son solventes y actúan como diluyentes.

Es práctica común dividir a los plastificantes en aceites minerales y plastificantes sintéticos. Losaceites minerales, subproductos de la industria de aceites lubricantes, tienen la mayor porción delmercado como plastificantes relativamente baratos, que son usados en gran escala en compuestos paraneumáticos y productos de caucho en general, para reducir los costos. A altos niveles de dosis

permiten cantidades de carga más altas. Los aceites minerales se dividen en parafínicos, nafténicos yaromáticos. Todos exhiben una alta compatibilidad con los cauchos de dieno poco polares o no

polares.



Plastificantes 36

ALTO

BAJO

La compatibilidad de los plastificantes con el elastómero es de gran importancia para su óptimaefectividad. Está determinada en gran medida por la polaridad relativa del polímero y del plastificante.Una mezcla homogénea y estable del plastificante y el elastómero se logra cuando sus polaridades soncasi la misma. En cualquier caso, se requiere una compatibilidad suficiente para lograr la

procesabilidad y las propiedades físicas requeridas sin problemas de separación, que pueden ser observados en forma de exudación o eflorescencia o volatilidad o esfumado durante el procesamiento.La Figura 39 lista diferentes elastómeros y plastificantes de éster de acuerdo a su polaridad, que facilitala selección del plastificante adecuado.

No se incluyen los aceites minerales. Entre ellos los productos aromáticos tienen una polaridad másalta mientras que los parafínicos son prácticamente no polares.

Elastómero

Plastificante

NBR, ACN muy alto

AU, EU NBR ACNalto

NBR, ACN medioACM, AEM

CO, ECOCSM

CR NBR, ACN bajoCMHNBR SBR BR

NR Halo-IIR EPDMEPMIIR FKM

Q

Fosfato

Esteres aromáticos de dialquiléter Diésteres de dialquiléter

Esteres tricarboxílicosPlastificantes poliméricosDiésteres de poliglicolDiésteres de alquil alquiléter Diésteres aromáticosTriésteres aromáticos

Diésteres alifáticosEsteres epoxidizados

Monoésteres de alquiléter

Monoésteres alquilo

Figura 39

Los elastómeros líquidos son plastificantes que pueden ser vistos como aditivos de procesamiento.Ellos se reticulan durante la vulcanización y no pueden extraerse. Las propiedades del vulcanizado soninsignificantemente cambiadas.

Entre los plastificantes sintéticos, los ésteres son del tipo más ampliamente usado. Por razones de costoy de compatibilidad son usados principalmente en cauchos polares. Su función principal es modificar las propiedades, más que mejorar el procesamiento. En muchos casos mejoran la flexibilidad a bajatemperatura y la elasticidad de los vulcanizados. Son usados preferentemente en NBR, CR y CSM.



Plastificantes 37

Los plastificantes de éster pueden dividirse en plastificantes para propósito general y plastificantesespecializados que, con la más reciente modificación de propiedades se han vuelto más importantes.Tales propiedades son:

• Flexibilidad en frío

• Resistencia al calor

• Resistencia a la extracción

• Retardante de la llama

• Comportamiento antiestático

De los plastificantes de éster monoméricos, los ésteres de ácido ftálico representan al grupo másgrande, ya que son relativamente económicos. La longitud de la cadena de carbono de los componentesalcohol va desde C4 a C11, y a menudo se usan mezclas de alcoholes en el proceso de esterificación.El número de átomos de C y el grado de ramificación determinan las propiedades de los ésteres. Unnúmero grande de átomos de C reduce la compatibilidad, volatilidad y solubilidad en agua. Empeora la

procesabilidad y mejora la solubilidad en aceite, la viscosidad y la flexibilidad en frío. Un alto gradode ramificación conduce a un comportamiento pobre a baja temperatura, volatilidad más alta,oxidación más simple y resistividad más alta.

Los plastificantes que mejoran, en particular, el comportamiento a baja temperatura y la elasticidad delos vulcanizados, son los diésteres alifáticos de ácidos glutárico, adípico, azeládico y sebácico. Ellosson mayormente esterificados con alcoholes que tienen cadenas ramificadas, tales como 2-Etilhexanolo isodecanol. Los oleatos y tioésteres son usados comúnmente en CR. Los ésteres a base detrietilénglicol y tetraetilénglicol o éteres de glicol de ácidos adípico y sebácico y tioéteres, son usadoscomo plastificantes de baja temperatura en NBR y CR.Se dispone de una amplia variedad de plastificantes de baja temperatura, mientras que las diferenciasen efectividad a menudo son insignificantes. La elección se determina finalmente por propiedadescomo la volatilidad o la compatibilidad.

Los vulcanizados resistentes al calor requieren plastificantes que tengan una volatilidad baja. Debenotarse que la volatilidad del producto puro no es decisiva, sino que lo es la volatilidad delvulcanizado, que depende de la compatibilidad y la migración.

Los plastificantes particularmente adecuados para elastómeros polares son, por ejemplo, lostrimelitatos o ésteres de pentaeritritol, ésteres poliméricos y poliéteres aromáticos, que actúan tambiéncomo agentes de pegajosidad. En comparación con los plastificantes de ésteres comunes, su

procesabilidad es más dificultosa. Los ésteres poliméricos exhiben, especialmente, una notableresistencia a la extracción con aceites y solventes alifáticos. Este grupo de plastificantes ha probado suuso en vulcanizados resistentes al calor a base de elastómeros térmicamente estables como HNBR,ACM y CSM.

Los plastificantes de ésteres retardantes de la llama juegan un papel relativamente importante, ya quelos productos que contienen halógenos, como las parafinas cloradas, no están permitidas para su uso.Los ésteres de fosfato se usan a menudo. Varios grupos están comercialmente disponibles, permitiendouna correcta elección con respecto a la resistencia al calor o al comportamiento a baja temperatura.Ellos son ésteres alquilo, arilo y mezclados.

Los plastificantes antiestáticos son otro grupo importante. Debido a que tienen una compatibilidadlimitada, se acumulan en la superficie del vulcanizado y reducen la resistencia superficial. Losrepresentantes mejor conocidos de este grupo son los ésteres y éteres de poliglicol.



Plastificantes 38

Procesamiento de los PlastificantesLa incorporación de los plastificantes, a niveles de dosis moderados, sobre molinos de dos rodillos oen el mezclador interno, es relativamente fácil. Actúan dispersamente durante la incorporación de lacarga y al mismo tiempo se reduce la viscosidad del compuesto y, consecuentemente, la temperaturade procesamiento. Los compuestos que contienen plastificantes obtienen, generalmente, mezclas conuna mejor pegajosidad en crudo y un mejor comportamiento de extrusión.En general, los plastificantes sintéticos tienen muy poca influencia sobre la vida en almacenamiento ola seguridad de prevulcanización de los compuestos.


La lista de productos de Schill & Seilacher consiste de un número de plastificantes especializados. Los productos se muestran en la tabla de aplicación.



Preparados 39

Preparados

Algunos ingredientes del compuesto son difíciles de incorporar y dispersar durante el mezclado, por ejemplo, un alto punto de fusión o la aglomeración del ingrediente causarán problemas. Otros

ingredientes son altamente activos y son agregados sólo en pequeñas cantidades. En estos casos puedeusarse un sistema dispersante para producir una preparación o mezcla con un comportamiento del

proceso significativamente mejorado.Algunos productos químicos para caucho, tales como algunos acelerantes, exhiben una estabilidad dealmacenamiento limitada, otros son sensibles a la humedad (CaO) o a la oxidación. Estos son

protegidos por medio de aglutinantes o recubrimientos.Frecuentemente los productos químicos son polvos que son difíciles de manejar y dispersar. Puedencargarse electrostáticamente y, como resultado, la incorporación será más dificultosa. Los polvos sonindeseables por razones toxicológicas y ecológicas y esto ha llevado rápidamente al uso deaglutinantes y agentes dispersantes en la industria química. Generalmente los preparados son polvosrecubiertos, gránulos y masterbatches y raramente son pastas.

Los polvos fáciles de procesar son, en su mayoría, mezclas de productos químicos de tamaño de

partícula fina con aceite y/o agentes dispersantes. Las mezclas muy homogéneas son no polvorientas,fáciles de manipular y pesar y pueden dispersarse fácil y uniformemente en el compuesto. El aceite yel agente dispersante pueden tener también una función de protección del producto químico.Los gránulos de productos químicos son usados ampliamente porque son fáciles de manipular. Laforma más simple son gránulos obtenidos a través de fusión de productos químicos puros de bajo

punto de fusión.Los gránulos son, a menudo, mezclas de productos químicos y varios aglutinantes. Ceras, aceites,látex, derivados de ácidos grasos y elastómeros, se usan como aglutinantes.Las formas de los gránulos son microperlas, macroperlas, pastillas, cilindros, esferas, cubos y gránuloscomprimidos.

En la mayoría de los gránulos los productos químicos están muy finamente dispersos por lo que segarantiza una dispersión sobresaliente en el compuesto. Las ventajas adicionales de los gránulos son

que están libres de polvillo, son fáciles de pesar, en particular en pesado automático, tienen buenaestabilidad y una rápida dispersión, lo que puede reducir el tiempo de mezclado y la generación decalor.Los masterbatches tradicionales, producidos a menudo por la misma industria del caucho a partir de

productos químicos y un elastómero adecuado, han perdido su importancia con la introducción degránulos unidos a elastómeros, que se producen como una línea de productos separada.

Las pastas son raramente usadas hoy, ya que son difíciles de manipular.

Los beneficios que pueden obtenerse de los preparados están remarcados en la Figura 40, donde secompara la dispersión de azufre soluble e insoluble con una alternativa tratada con aceite y preparados.



Preparados 40

Azufre insoluble convencional Azufre soluble convencional

Azufre insoluble tratado con aceite Preparación STRUKTOL de azufre soluble

Preparación STRUKTOL de azufreinsoluble

Preparación STRUKTOL de azufresoluble/insoluble

Figure 40

Su erior dis ersión de los re arados de azu re STRUKTOL



Preparados 41


Struktol ha desarrollado un número de preparados especiales fáciles de procesar, a base de óxidosmetálicos y azufre, que pueden ser difíciles de dispersar. Son suministrados como pastillas o polvos.

Preparados de Oxido MetálicoLa línea de productos incluye preparados de óxido de zinc, peróxido de zinc y óxido de magnesio. Songránulos y polvos del producto químico respectivo y del agente dispersante, que brindan unaestabilidad de almacenamiento mayor, un pesado más fácil, mejor manipuleo, excelente dispersión yestán libres de polvillo. Contribuyen a un procesamiento más fácil y a una mejor uniformidad batch a

batch. Debido a su rápida incorporación, los ciclos de mezclado pueden acortarse y consecuentemente, puede minimizarse la historia térmica de los compuestos. La lista de productos puede encontrarse en latabla de aplicación.

Preparados de AzufreSe sabe que el azufre causa problemas de dispersión en los compuestos de caucho. Sin embargo, esimportante distinguir entre azufre soluble, insoluble y coloidal, todos los cuales son usados.

El azufre coloidal, producido a través del molido en molinos coloidales o de la precipitación de azufrede soluciones coloidales, es un material de tamaño de partícula muy fina, muy adecuado paracompuestos de látex. Sedimenta escasamente y puede ser muy bien dispersado.

En compuestos de caucho sólido se usa mayormente el azufre natural, soluble, molido y de alta pureza(99.5% min.). Se usa preferentemente una partícula de tamaño medio que es fácil de dispersar.

En la mayoría de los casos los compuestos de caucho contienen más azufre del que es soluble en elrespectivo elastómero a temperatura ambiente. Usualmente, sin embargo, se logra una disolucióncompleta durante el mezclado cuando la temperatura de mezclado es lo suficientemente alta como paraderretir el azufre. Durante el enfriamiento se forma una solución supersaturada en el compuesto, comofuente de cristales de azufre visible en la superficie luego de la migración.

La cristalización ocurre una vez que se alcanza el límite de solubilidad. La velocidad de migracióndepende del contenido de carga y del elastómero. Compuestos altamente cargados exhiben unavelocidad de migración más baja. Significativamente, más azufre es soluble en NR y SBR que en

NBR, EPDM o IIR.



Preparados 42

Esto explica el largo tiempo de mezclado requerido para el azufre en IIR. Diferencias en la solubilidady velocidad de migración pueden traer problemas cuando las mezclas de elastómeros se almacenandurante largos períodos de tiempo. Las mezclas de NR/BR o SBR/BR pueden mostrar una reducciónde la resistencia a la tracción y de la elongación a la rotura, cuando la vulcanización se realiza después

de un prolongado almacenamiento. (Figura 41)

Resistencia a la Tracción vs. Tiempo

Figura 41

Ya que el azufre es menos soluble en BR y su velocidad de difusión es más alta que en NR o SBR, pueden formarse cristales romboidales de azufre relativamente grandes en la fase BR. Por lo tanto esaconsejable retrabajar intensamente esas mezclas, luego de almacenamiento prolongado y antes de quese realice el moldeado, y la vulcanización debe ocurrir tan pronto como sea posible. Con el propósitode contrarrestar efectivamente estos problemas, se usa azufre insoluble en lugar de azufre molido,cuando el nivel de dosis está por encima del límite de solubilidad del azufre. El beneficio del azufreinsoluble es que es insoluble en caucho, no migra y no produce eflorescencia.

El azufre insoluble se produce fundiendo el azufre soluble y enfriando instantáneamente el azufrecaliente a temperatura ambiente. Se forma el azufre polimérico que es insoluble en solventes orgánicosy elastómeros. En el mezclado, está presente en el compuesto de caucho, como una suspensión en unaforma similar a la de una carga inerte.

Durante el procesamiento debe tenerse en cuenta la estabilidad del azufre insoluble: Siendo unamodificación metaestable, puede revertirse rápidamente a azufre rómbico, particularmente atemperaturas elevadas y bajo la influencia de sustancias alcalinas. Por lo tanto, la temperatura de

procesamiento no debe exceder los 100 ºC máx. durante tiempos prolongados.

Para una buena distribución del azufre insoluble en un compuesto, se requiere un tamaño de partícula particularmente fina. Esto, sin embargo, hace que la dispersión en el elastómero sea más difícil.Además, el azufre insoluble es fuertemente propenso a cargas electrostáticas.

Los problemas expuestos han llevado a Struktol al desarrollo de preparados de azufre adecuados. Estosson fáciles de incorporar y excelentes para dispersar. Por esta razón, se requiere sólo un tiempo demezclado corto a temperaturas relativamente bajas al final del ciclo de mezclado. El azufre es tratadocon agentes dispersantes y surfactantes especiales.

Los productos Struktol se describen en la tabla de aplicación.



Activadores 43

Activadores

Los activadores son aditivos de procesamiento que ayudan a la vulcanización, en particular, al curadocon azufre normal. Actualmente, deben ser llamados más correctamente activadores de la cura.

Casi todos los acelerantes orgánicos requieren el uso simultáneo de activadores inorgánicos u

orgánicos para desarrollar toda su efectividad. El activador inorgánico más importante es el óxido dezinc. De los activadores orgánicos deben mencionarse los ácidos palmítico y láurico y sus sales dezinc. Estos pueden, también, mejorar la incorporación y la dispersión de la carga.

Una de las características sobresalientes de los activadores de la cura es que, cantidades relativamente pequeñas resultan en un marcado aumento del estado de cura.

Con muchos acelerantes, en particular aquellos a base de tiazoles como MTB o MTBS, el sistemacaucho-azufre-acelerador-óxido de zinc experimenta una activación adicional a través de la adición delos ácidos grasos mencionados arriba. Esto lleva a una mejora significante en las propiedades físicas.

La adición de ácido graso a los acelerantes a base de mercapto combinada con acelerantes alcalinossecundarios hace posible controlar, en gran medida, el comienzo de la cura.

Se obtiene una mayor seguridad sobre la prevulcanización, y al mismo tiempo se logran mejores propiedades físicas.

Surge entonces un complejo a base de acelerantes, azufre, óxido de zinc y ácido graso, que representaal agente acelerante actual. Esto fue bien ilustrado por Vander Kooi de Struktol Company of America.La función del complejo formado a partir del zinc divalente, el ácido carboxílico, el azufre y elacelerante es controlar la formación de puentes de azufre durante la vulcanización.El zinc, como elemento de transición, tiene la habilidad de formar enlaces coordinados relativamentefuertes, y los complejos resultantes son bastante estables.

Debido a la estructura electrónica del zinc, pueden formarse 4, 5 ó 6 complejos de coordinación. Hansido aislados estos complejos con ácidos grasos provenientes de la vulcanización con acelerantes detiazol y ditiocarbamato. También se forman complejos π y π-alilo entre el zinc y olefinas simples.

Se asume que el ion zinc causa la activación de los complejos por medio de expansión y contracciónde sus capas electrónicas, y esta es la fuerza impulsora en el proceso de vulcanización.

La reacción de apertura del anillo de azufre (Figura 42) y la formación de un entrecruzamiento (Figura43) se muestran por Vander Kooi como ejemplos.

Intermediario de la Prevulcanización

Figura 42

Intermediario del Entrecruzamiento

Complejo Alílico

Figura 43



Activadores 44

La apertura del anillo de azufre es descripta como un complejo bipiramidal con aniones azufre yoxígeno y azufre y por otro lado con azufre, dos ligandos amino y aniones oxígeno (fragmentos deTBBS). Los complejos formados como intermediarios permiten una adición controlada de azufreactivado en forma de complejo a la olefina y, por esta razón, se forman los enlaces cruzados. Losacelerantes secundarios pueden incluirse y ser activados dentro de estas estructuras.

Este modelo explica las diferentes clases de enlaces cruzados. También hace comprensibles lasdiferencias en energía de activación y velocidad de reacción de varios cauchos. Se entienden tambiénlas reacciones competitivas entre los dobles enlaces y el enlace cis- de los ácidos grasos. La reacción,

probablemente, une parte del jabón de zinc a la cadena del elastómero e inicia una red iónica,secundaria.

La mejor solubilidad de una sal de ácido graso, comparada con el óxido de zinc, y la mejor dispersiónde los acelerantes y las cargas a través de su acción como lubricante y agente dispersante, parecen estar conectadas con las propiedades mecánicas superiores vistas a menudo con el uso de los jabones dezinc.

La adición de ácido graso o su correspondiente jabón de zinc a compuestos con un sistema de cura a base de acelerantes mercapto, realza el módulo, la resistencia a la tracción, la dureza y la elasticidad.Debe tenerse en cuenta, sin embargo, que debido a compatibilidad limitada, algunos productos pueden

causar eflorescencia.

Los efectos de los ácidos grasos dependen, en gran medida, de su estructura. El efecto de activaciónaumenta con la longitud de la cadena. Debido a que el ácido esteárico y su sal de zinc sonrelativamente económicos, la industria del caucho ha estado satisfecha con ellos durante muchotiempo.

Hace varios años se descubrió que en compuestos para neumático de NR, altas adiciones de ácidoesteárico (hasta 6 phr) mejoraban marcadamente la resistencia a la abrasión, el calor generado y laresistencia a la reversión. Se redujo la deformación por tensión. Esto condujo a fomentar extensasinvestigaciones en los laboratorios de Struktol, con el propósito de encontrar productos optimizados a

partir de ácidos grasos específicos y de sus sales.

Las altas dosis de ácido esteárico aumentan el número de enlaces cruzados monosulfídicos estables yel estado de curado. Por lo tanto, se mejoran la resistencia a la reversión y la deformación permanente por compresión.

Los ácidos grasos comerciales son, por ejemplo, ácidos de cadena recta con cadenas hidrocarbonadasde C12 a C18, saturados o insaturados, como los ácidos láurico, oleico y esteárico. Estos ácidos estándisponibles en combinaciones variables que resultan de la refinación de materias primas naturales.



Activadores 45

Jabones de Zinc para Caucho

Acido carboxílico Producto MP (ºC)

Insaturado

Insaturado/Saturado

Saturado

Ramificado

Cíclico

Arilo

Talato de Zinc

Tallowato de Zinc

Laurato de ZincEstearato de Zinc

Etilhexanoato de Zinc

Naftenato de ZincResinato de Zinc

STRUKTOL AKTIVATOR 73

80-100

95-105

120-130120-130

líquido

líquido130-200

95 Figura 44

Sales de zinc de varios ácidos grasos están en el mercado (Figura 44).

Dependiendo de la estructura de los ácidos grasos, sus sales de zinc exhiben efectos bastante diferentesen los compuestos de caucho (Figura 43). Sus propiedades físicas están determinadas por la relaciónentre la parte orgánica y el contenido de metal y sus estructuras. Por encima de los 6 a 8 átomos decarbono su solubilidad en agua es muy baja. El grupo hidrofóbico determina el parámetro desolubilidad, en otras palabras, son surfactantes. De este modo, pueden formar capas de micelas entrelas cadenas del elastómero. Por lo tanto, son capaces de mejorar el flujo del compuesto.

Varios jabones de ácidos orgánicos han sido probados en NR con el propósito de demostrar ladependencia de sus propiedades sobre la estructura. Se examinó la influencia de la longitud de lacadena (Figura 46), de la ramificación (Figura 47) y del contenido de grupos arilo (Figura 48) sobre ladensidad de enlaces cruzados y la resistencia a la reversión. Los compuestos de caucho usados fueronformulaciones prácticas del tipo de las que se usan en neumáticos. La retención del módulo luego desobrevulcanizado (Figura 49) y la deformación permanente por compresión reducida (Figura 50)muestra los efectos de diferentes estructuras de ácido.

La densidad de enlaces cruzados y la estructura de la red son controladas por la estructura y la dosis de

los jabones de zinc, la estructura del elastómero, sin embargo, también debe tenerse en cuenta cuandose estudian los efectos.

Efectos de Curado

Debidos a la Estructura del Jabón de Zinc

Figura 45

Resistencia a la Reversión con Jabones de Zn

Acidos grasos lineales

Figura 46

0

5

10

15

20

AcidoEsteárico

Jabón de Zincde Sebo

Jabón de ZincArilo

Jabón AlquiloRamificado

M ó d u l o ,

M P a

Módulo Reversión

4 3

2

1

0

0

1

2

3

4

5

6

Acidoes teár ico

C 6 C 8 C 1 0 C 1 2 C 1 8

t95r/t90 a 160 ºC



Activadores 46

Efecto de la Reversión de ácido graso ramificado

Jabones de Zn C 8-C 10

Figura 47

Los jabones de zinc provenientes de mezclas de ácidos de C16 a C18 saturados e insaturados son, más bien, lubricantes antes que activadores del curado. Los jabones de zinc a base de ácidos alifáticos que

contienen grupos arilo y ácidos alifáticos ramificados exhiben, sin embargo, una efectividad diferentecomo activadores del curado (Figura 45). Se obtiene una alta resistencia a la reversión con jabones dezinc lineales de ácidos de C8-C10. Comparaciones de jabones de zinc a base de ácidos grasosramificados muestran que los ácidos carboxílicos ramificados primarios también tienen prácticamenteel mismo efecto positivo sobre la reversión.

Una polaridad y una actividad más altas de los grupos arilo lleva también a productos efectivos para elcontrol de la resistencia a la reversión.

Las sales de zinc arilo, además, mejoran significativamente la velocidad de extrusión, como se muestraen la Figura 51. A través de la selección correcta de los ácidos grasos y las correspondientes sales dezinc, se pueden lograr mejores características de cura con cauchos de dieno, particularmente NR, enotras palabras, pueden controlarse la velocidad de curado, la densidad de reticulación y el tipo de

puentes de azufre. Esto resulta en una mejor resistencia a la reversión, mejores propiedades dinámicas,tan delta y calor generado reducidos y también mejores propiedades físicas, tales como menor deformación permanente por compresión y módulo más alto.

Cuando se usan jabones de zinc, el ácido esteárico puede ser eliminado parcial o totalmente, en particular cuando se usan a altos niveles de dosis. Además, puede reducirse la dosis de óxido de zinc.Struktol ha desarrollado varios productos entre los cuales STRUKTOL AKTIVATOR 73 ySTRUKTOL ZEH se utilizan satisfactoriamente.

STRUKTOL ZEH es un 2-etilhexanoato de zinc. Siendo solubles en caucho, ambos productos tienenuna alta compatibilidad y no tienen tendencia a eflorecer aún usado en altas dosis. STRUKTOL ZEHha sido probado como un componente efectivo de sistemas de curado solubles en EV.

Con la experiencia de muchas evaluaciones y a través de la elección apropiada de los ácidos grasos de

interés, las posibilidades para mejorar el procesamiento, y la vulcanización en particular, y para elcontrol efectivo de la reversión, están ahora al alcance de la mano. Struktol ha lanzado varios

productos, de los cuales es exitoso el STRUKTOL AKTIVATOR 73, mezcla de jabones de zinc deácidos carboxílicos lineales seleccionados y la sal de zinc de un ácido aromático.

0

1

2

3

4

Lineal PrimarioRamificado

Secundario Terciario

t95r/t90 a 160 ºC



Activadores 47

Reversión en Reómetro

Figura 48

Resistencia a la Sobrevulcanización-Módulo

Resistencia a la Sobrevulcanización-

Módulo

Figura 49

Deformación Permanente por Compresión

Figura 50

Velocidad relativa de Extrusión

Compuesto de NR para Camión ( AMF 200 Orbitread)

Figura 51

Procesamiento con Activadores de la VulcanizaciónCuando los efectos dispersantes de los activadores son de primordial importancia, deben agregarsetempranamente con el caucho. Cuando los efectos lubricantes tienen prioridad, la adición deberealizarse lo más tarde posible.

Los productos disponibles se resumen de acuerdo a sus propiedades y áreas de aplicación (Figura 52).Información adicional se encuentra disponible en la tabla de aplicación.

Tiempo a Tmáx - 5 Unidades @160 ºC

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

1

2 Acido Esteárico

4,5 Acido Esteárico

5 Aktivator 73

Porcentaje de Cambio,5cT95@150 ºC

-20

-15

-10

-5

0

5

2 Acido Esteárico 4,5 Acido Esteárico 5 Aktivator 73

M100 M300

0

10

20

30

40

50

50 ºC 70 ºC

2 Acido Esteárico 4,5 Acido Esteárico 5 Aktivator 73

P o r c e n t a j e

80

90

100

110

120

1

2 Acido Esteárico 2 Acido Esteárico 2 Jabón de Zn Arilo

6 Acido Esteárico 5 Jabón de Zn Arilo

Velocidad de Extrusión

P o r c e n t a j e



Activadores 48

PRODUCTOS

FUNCIONES

Activator 73 A ZEH IB 531

Compuestos de extrema baja viscosidad ✹ ✹

Activación de la carga ● ●

Compuestos esponjosos ✹ ●

Activación del curado ✹ ● ✹

Mejora de la resistencia al desgarre en caliente ● ✹

Apariencia

Factor de carga

NIVEL phr aprox.

POLIMERO

24

30.53

NR ✹ ✹ ✹

SBR ● ● ✹

BR ● ●

EPDM ● ●

NBR ● ● ✹

IIR ●

Halo IIR ✹

✹ Muy Bueno ● Bueno

Figura 52



Silanos y Agentes de Acoplamiento 49

Silanos

Son agentes de acoplamiento entre cargas minerales y polímeros. Struktol ha desarrollado una líneaque atiende las necesidades de la Industria del Caucho.

Cargas de color cuyo poder de refuerzo se activa con la utilización de Silanos

Tipo Dosis sugerida(% sobre carga)

Silica 3 – 13

Caolin 0,3 – 1,0

Silicato de Calcio 6 – 7

Talco (silicato de magnesia) 1 – 4

Silica ahumada 3 – 15

Efectividad de los Silanos en diferentes elastómeros

ACM Sin Información

IIR BUENO

HIIR (Halobutilo) BUENO

XNBR BUENO

EPDM EXCELENTE

ECO EXCELENTE

FKM Sin InformaciónCM BUENO

CSM EXCELENTE

SBR EXCELENTE

CR EXCELENTE

NBR EXCELENTE

BR EXCELENTE

NR EXCELENTE

IR EXCELENTE

URETANO BUENOAEM (Vamac) BUENO




Mezclado

La operación de mezclado es crítica para el pleno aprovechamiento de las propiedades de losSILANOS.

Parte de la carga no negra, o toda ella, debe estar dispersa antes de la adición de los STRUKTOL®

SCA. Algunos generadores de radicales libres (antioxidantes, estabilizadores) interfieren con laactividad de los silanos y deben agregarse más tarde en el ciclo de mezclado

Esquema típico de mezclado sugerido

0’ Caucho

½’ ½ a toda la carga clara, STRUKTOL® SCA

2 ½’Resto de carga clara, negro de humo, plastificante, ácido esteárico, óxido de zinc,antioxidante, PEG, DEG,TEA.

3 ½’ Antioxidantes, antiozonantes

4 ½’ Limpiar

5 ½’ Descargar

Debido a la actividad de curado de los STRUKTOL® SCA, es necesario controlar la temperaturamáxima de mezclado.

Las siguientes son las temperaturas máximas recomendadas en mezclador interno:

Caucho Natural 150 ºC

SBR 145 ºC – 160ºC

NBR 140 ºC




Areas de aplicación de Silanos en la Industria del Caucho

AREA MEJORA

Calzado – Aumenta Resistencia a la abrasión – Aumenta Resistencia al corte y desgarre

– Aumenta Resistencia a la flexión

Rodillos – Aumenta Resistencia a la abrasión – Aumenta Resistencia al envejecimiento – Mejora Procesamiento – Reducción de la deformación (mejor soporte de la carga) – Reduce el hinchamiento en agua – Menor histéresis

Moldeados – Aumenta módulo – Mejora Resistencia al envejecimiento por calor – Deformación permanente por compresión – Mejora Propiedades dinámicas –

Reduce el hinchamiento por líquidos polares – Sustitución de cargas negras por color.

Mangueras – Aumenta Resistencia a la abrasión en la cubierta – Aumenta Resistencia al envejecimiento por calor – Aumenta módulo – Menor deformación permanente por compresión – Aumenta Adhesión a refuerzos

Neumáticos Sólidos – Aumenta Resistencia a la abrasión – Menor histéresis – Aumenta módulo – Procesamiento – Aumenta Adhesión a refuerzos (posible)

Neumáticos – Aumenta Resistencia al Desgarre en caliente(banda de rodamiento) – Aumenta Adhesión(cojines y carcasa)

CorreasCorreas planas

– Aumenta Resistencia a la abrasión – Aumenta Resistencia a la reversión – Disminuye Costos con la sustitución de negros de humos por caolines – Aumenta Adhesión a refuerzosAumenta Resistencia a la flexión – Es -- Aumenta módulo

Correas V – Aumenta módulo

– Aumenta Resistencia a la abrasión – Aumenta Resistencia a la flexión – Aumenta Adhesión a refuerzos




Nombre del

producto:

Composición química:Características: Especificaciones

Presentación

Struktol SCA 98 -Bis(3-trietoxisililpropil)tetrasulfuro

-Mejora la capacidad derefuerzo de cargas congrupos silanol-Mejora resistencia abrasión-Mayor módulo-Mejora resistencia alrodamiento

-Contenido de azufre:21-23%-Densidad: 1,089

-Líquido amarillo

Struktol SCA 98 CB -Igual a SCA98 50% principioactivo 50% negro de humo

-Iguales a las de SCA98 -Contenido de azufre:10-12%-Densidad: 1,34

-Perlas negras

Struktol SCA 98 WT -Igual a SCA98 50%principioactivo 50% carga mineral

-Iguales a las de SCA98 -Contenido de azufre:7,5-16%-Densidad: 1,43

-Polvo blancuzco

Struktol SCA 98 PL -Igual a SCA98 50% principio

activo 50% agente dedispersión

-Iguales a las de SCA98 -Contenido de azufre:

10-12%-Densidad: 1,00

-Pellets cerosos

Struktol SCA 984 -3-tiocianatopropiltrietoxisilano

-Mejora deformación por compresión.-Mejora resistencia abrasión-Mayor módulo

-Contenido de azufre:12%-Densidad: 1,03

-Líquido ámbar

Struktol SCA 985 -Bis(3-trietoxisililpropil)disulfuro

-Mejora la capacidad derefuerzo de cargas congrupos silanol-Mejora resistencia abrasión-Mayor módulo-Mejora resistencia alrodamiento

-Mayor seguridad devulcanización

-Contenido de azufre:10-14%-Densidad: 1,04

Líquido amarillo

Struktol SCA 985 PL

-Igual a SCA985 50%principioactivo 50% agente dedispersión

-Iguales a las de SCA985 -Contenido de azufre:6-7%-Densidad: 1,00

Pellets cerosos

Struktol SCA 989 - 3 - mercaptopropiltrietoxisilano

-Mejora resistencia desgarre-Mejora resistencia tracción-Mejorare sistencia abrasión

-Contenido principioactivo MPTES min:95%-Densidad: 0,98

Líquido claro




Agentes de Separación

Los agentes de separación se definen como sustancias que reducen la adhesión entre dos superficies encontacto una con la otra.

El término de agente de separación se aplica generalmente a los materiales utilizados para reducir el

pegado de cauchos crudos como ser planchas mezcladas "wig wag" o preformas a moldear. Se disponede agentes desmoldantes, los que proveen de un desmolde fácil de los componentes vulcanizados yayudan a reducir el inicio del ensuciamiento del molde.

En algunos casos se utilizan lubricantes a fin de dotar a los artículos vulcanizados de propiedades dedeslizamiento y facilitar el armado de las partes.

Los agentes de separación han ganado una creciente importancia en el procesamiento moderno delcaucho dado que ellos promueven una producción más económica y menos problemática ycontribuyen a mejorar la calidad. En contraste con otros productos químicos para caucho, lacorrelación entre estructura y efectos está escasamente investigada y descripta dado que este es uncampo muy complejo. Sin embargo, en esta área es necesario un desarrollo muy específico del

producto. Al igual que con otros auxiliares de procesamiento, la cantidad de productos en el mercadova constantemente en aumento. A menudo se encuentran productos específicos que fuerondesarrollados para solucionar problemas particulares de procesamiento para una determinada industriay equipo de procesamiento. La mayoría de los agentes de separación son productos combinados. Por ejemplo, uno de los componentes de un agente desmoldante semipermanente puede producir adhesiónde la película a la superficie del molde, mientras el otro componente toma a su cargo la verdaderafunción de separación.

Agentes de Separación para Compuestos Crudos y Materiales en ProcesoLa mayoría de los compuestos crudos exhiben una alta pegajosidad, la que produce un pegadoindeseable de planchas, preformas o extrudados. Por esta razón se utilizan los agentes de separación,los que forman un film en la superficie de las partes. El film debe ser móvil y estable. Sin embargo, enel procesamiento posterior de las planchas o cintas de alimentación, el agente de separación debe ser fácilmente incorporado y no debe interferir con el moldeo o vulcanización.

Los agentes de separación utilizados en la producción de perfiles y mangueras no deben interferir en elaspecto superficial del producto terminado.

En los comienzos del procesamiento del caucho se utilizaban agentes en polvo basados en talco,caolín, mica, estearato de zinc, almidón de maíz y similares. Los agentes en polvo de estascaracterísticas tenían un efecto de separación relativamente bueno pero originaban una considerablecontaminación de la zona de trabajo. Por esta razón los usuarios cambiaron a suspensiones acuosasconteniendo jabones como estabilizantes. La tendencia al polvo fue disminuyendo y se obtuvo una más

pareja distribución superficial del agente de separación.

Las dispersiones particulares de agentes en polvo en el procesamiento posterior del compuesto, son sinembargo problemáticas, en particular cuando se forman aglomerados. Pueden resultar pliegues o líneasde flujo y dar lugar a problemas en la producción de extrudados. Las suspensiones pueden dar

problemas en el equipo de "batch-off" a través de contaminación o de obturación de los picos.

Los modernos agentes de separación son mayormente solubles en agua y mezclas fácilmentedispersables de tensoactivos (jabones) y materiales formadores de film (metil celulosa, alcohol

polivinílico).

A veces se agrega una carga fácilmente dispersable a fin de obtener un film relativamente seco quereduzca el resbalamiento de la cinta de compuesto durante la alimentación a las extrusoras.




A fin de evitar corrosión en el equipo y la degradación de los jabones, contienen inhibidores decorrosión y bactericidas. Para suprimir la espuma en el equipo de "batch-off" se agregan agentesantiespumantes.

Además de un buen comportamiento separador, la composición no debe lubricar la superficie de la plancha dado que su resbalamiento dará origen a inestabilidad de las planchas durante elalmacenamiento en pallets. El agente de separación debe ser fácilmente reabsorbido en el compuesto yno tener influencia en la vulcanización.

Cuando se requiere una buena adhesión o en la producción de piezas goma-metal, ocasionalmente aúnse utiliza el estearato de zinc dado que, a altas temperaturas, migra fácilmente dentro del compuesto(NR).

Los productores de soluciones para impregnar planchas poseen un rango de productos estándar pero lamayoría ofrecen producir mezclas específicas para problemas específicos. El desarrollo de estos

productos esta ampliamente basado en la experiencia práctica.

Agentes Desmoldantes En la producción de artículos moldeados los compuestos tienden a pegarse a la superficie del molde.

Los vulcanizados son difíciles de desmoldar y en casos extremos se dañan en la extracción.

Los productos de descomposición de los compuestos de caucho conducen a la formación, sobre lasuperficie del molde, de una capa similar a un barniz. El método clásico de limpieza de moldes,granallado con microesferas, es un proceso caro, requiere tiempo y en poco tiempo, al repetirsefrecuentemente, destruye moldes de precisión.

Los compuestos que poseen, a altas temperaturas, relativamente baja viscosidad, como ebonita, suelasconteniendo resina de alto estireno y esponja, tienden a pegarse a los moldes pulidos y dan origen a lainclusión o atrapado de aire en la superficie. Esto produce marcas en los vulcanizados. En loscomienzos el efecto de venteo necesario fue obtenido a través de polvos. Los agentes de polvo erantalco y mica los que actualmente no pueden ser utilizados por razones ecológicas.

La utilización de agentes desmoldantes puede evitar estos problemas. Las substancias deben formar unfilm liso, coherente e inerte. Los mismos deben ser químicamente resistentes, estables térmicamente, poseer baja solubilidad en el compuesto y ser incompatibles con los elastómeros.Además, se requiere que el film antiadherente posea una vida útil prolongada.

El film antiadherente debe tener espesor micrométrico y poseer un bajo coeficiente de fricción. Él protege la superficie del molde de contaminación y facilita un uso prolongado del molde o su vida útilantes que se necesite su limpieza, reduciendo tiempos perdidos y al mismo tiempo bajando costos, enmuchos casos, en forma considerable.

En la producción de mangueras es dificultoso calzar la manguera cruda en el mandril y retirarla delmismo una vez vulcanizada. Los agentes en polvo poseen un buen efecto de despegue pero el efectolubricante es mayormente insuficiente. Los problemas de polvo asociados con los agentes de

separación son particularmente importantes en la producción de mangueras.En estas aplicaciones están ampliamente utilizados los agentes de despegue de mandril.Una variedad de nuevos agentes líquidos de separación, particularmente adecuados para lavulcanización de mangueras conformadas, ha sido desarrollada por Schill & Seilacher. Ellos están

basados en poliésteres solubles en agua patentados (DE 195 15314 C1). Ellos son inodoros,inofensivos toxicológicamente y pueden ser lavados con agua. La mayoría de los tipos sonrápidamente biodegradables.




Agentes desmoldantes modernos, fáciles de manejar y efectivos están disponibles para diversos usos.Además de buenas propiedades de despegue, muchos de ellos también reducen la contaminación delmolde. Sin embargo, para una efectiva y eficiente limpieza del molde, se han desarrollado compuestoslimpiadores de moldes específicos.

Los agentes desmoldantes pueden ser clasificados como sigue:

Agentes en Polvo En forma similar a los agentes de separación usados en planchas crudas, los agentes en polvo sontalco, mica, harina de maíz, etc. Ellos a menudo producen un despegue suficiente y un buen venteo delmolde pero producen una intensa contaminación del molde a través de incrustaciones con productos dedescomposición del compuesto de caucho. Además de la superficie aterciopelada de la parte de cauchoobtenida con los agentes en polvo, el tratamiento posterior para eliminar los residuos del agente en

polvo es complejo. La molestia del polvo es un efecto secundario inaceptable cuando se utilizan estetipo de agentes. Por tal motivo los mismos son raramente utilizados como agentes de desmolde y sóloocasionalmente como parte de agentes de despegue líquidos en neumáticos.

Agentes Desmoldantes Orgánicos Los agentes desmoldantes pueden ser obtenidos ya sea en solventes o en forma acuosa comoemulsiones, dispersiones o solución, son aplicados al molde caliente como una capa fina a pincel o en

spray. En general, el efecto antiadherente es muy bueno, pero a menudo la estabilidad térmica no essuficiente para soportar temperaturas de vulcanización de hasta 200 ºC. Los productos resultantes de ladescomposición provocan la contaminación del molde y se forman incrustaciones o un depósitosimilar a un barniz.

No obstante estas desventajas y dejando a un lado los productos basados en aceite de silicona, losagentes desmoldantes orgánicos son los más ampliamente utilizados dado que en general son baratos ytoxicológicamente inofensivos. A menudo están contenidos en agentes desmoldantes combinados

basados en siliconas. También son utilizados cuando existen problemas de adherencia y no puedeutilizarse la silicona.

Las substancias básicas de estos agentes de separación son mayormente sales de ácidos grasos(jabones), tensoactivos (alcanos sulfonados), alcoholes etoxilados, amidas taurocólicas, poliéteres, etc.

El desarrollo tiende a materiales que sean estables térmicamente. Además, se favorecen aquellassubstancias que no solo poseen propiedades de despegue sino también las de penetrar y aflojar lascontaminaciones del molde. La contaminación suelta, es luego eliminada con el artículo vulcanizado.Los moldes pueden permanecer limpios por un período prolongado de tiempo.

Los agentes de despegue de mandril modernos mencionados más arriba, pertenecen también a estegrupo.

Estos no son rociados sobre el mandril sino que el extremo de la manguera es sumergido en el agentede despegue justo antes de colocar la manguera en el mandril. Fluyendo dentro de la manguera, elagente de despegue moja el interior de la misma y el mandril. Luego de la vulcanización, la manguera

puede extraerse fácilmente del mandril. En esta aplicación se requiere del agente de despegue, unexcelente poder mojante y una fácil extracción.

Aceites de Silicona Son por lo general más costosos que los agentes de despegue orgánicos, sin embargo, poseen un buenefectos de despegue y son térmicamente estables por lo que han encontrado amplio uso como sprays,emulsiones acuosas o soluciones. Es desventajoso que reaccionen con los peróxidos, por lo que no sonadecuados para compuestos curados con peróxidos. Ellos interfieren con los recubrimientossuperficiales de los vulcanizados y ocasionalmente pueden impedir la formación de un filmantiozonante protector en la superficie. Debido a su fuerte efecto de despegue, una sobre concentración




local puede hacer que la adhesión en el molde sea imposible. Por otro parte, los aceites de silicona dana la superficie de los vulcanizados buenas propiedades de antifricción y un brillo agradable.

Los agentes de despegue orgánicos son a menudo combinados con aceites de silicona a fin de utilizar los productos individualmente a baja concentración y minimizar las potenciales desventajas de loscomponentes.

Agentes Desmoldantes SemipermanentesEn forma similar a las lacas de esmaltación, estos sistemas de desmolde, basados comúnmente enresinas de silicona, son sopleteados sobre los moldes y reticulados con calor. Las resinas se ligan físicao químicamente a la superficie del molde y luego de su aplicación( usualmente mediante soplete)durante el calentamiento del molde a la temperatura de vulcanización, se adhieren fuertemente alsustrato. Además de un fácil desmolde estos reducen en forma significativa la contaminación.Aplicados correctamente, estos producen un film extremadamente delgado de alrededor de 300 nm.Esto fue encontrado en investigaciones de Schill & Seilacher por medio de un Microscopio Electrónicode Escaneo con Emisión de Campo (FE-SEM) (Figura 53) y Microscopía de Fuerza Atómica (AFM).

Imagen FE-SEM de la superficie de un

plato de metal recubierto con Permalease 70

Figura 53




El film antiadherente tiende a nivelar la superficie rugosa del molde y produce un recubrimiento parejo. De seta manera se obtiene un menor coeficiente de fricción. Esto se muestra en la siguientefigura, representando una placa de metal descubierta en una mitad y en la otra mitad recubierta conSTRUKTOL PERMALEASE 70.

Imagen AFM de las fuerzas de fricción sobre la superficie

de un plato de metal sin cubrir y cubierto con Permalease 70

Figura 54

Los recubrimientos de Politetrafluoroetileno (PTFE), que ocasionalmente son utilizados como agentesdesmoldantes, adolecen de fragilidad mecánica y pobre adhesión.

Lubricantes del Compuesto El efecto antiadherente de los lubricantes que son incorporados al compuesto de caucho lleva a unacierta incompatibilidad con los elastómeros. Estos no deben cambiar las propiedades del vulcanizado.Por lo tanto ellos son, en general, especialidades adaptadas a los elastómeros individuales y a loscompuestos. Los organosiliconas desarrollados por Schill & Seilacher pueden ser considerados en estacategoría dado que ellos no sólo son lubricantes facilitando el mezclado y la producción de semi-elaborados, sino que también exhiben precisos efectos de despegue.




Productos de Struktol y sus Usos

El rango de productos de Struktol abarca varias áreas de aplicación. Además de muchos productosestándar existen especialidades formuladas para resolver problemas específicos de clientes, las quefueron desarrolladas cuando los productos estándar no podían cumplir con requerimientos complejos.

Agentes Desmoldantes para Mandriles

Los productos son toxicológicamente inofensivos, inodoros, pueden ser eliminados con agua fría o enla mayoría de los casos son biodegradables.

STRUKTOL MR 150 es un lubricante y agente de despegue soluble en agua, libre de silicona, paratodos los elastómeros comunes exceptuando ECO y AEM. El producto es eliminado fácilmente conagua. Posee una lenta biodegradabilidad.

STRUKTOL MR 161 es un producto rápidamente biodegradable soluble en agua. Es particularmenteadecuado para la fabricación de mangueras de radiador de AEM.

STRUKTOL MR 187 fue diseñado preferentemente para EPDM vulcanizado con peróxido y azufre.Es soluble en agua y rápidamente biodegradable.

STRUKTOL MR 221 es una pasta diseñada para su uso en la producción automática de mangueras yes sopleteada dentro de las mismas. Por arriba de 60 ºC es un líquido y no corre ni gotea luego deenfriarse a temperatura ambiente. Es soluble en agua y posee una excelente biodegradabilidad.

STRUKTOL MR 226 es utilizado preferentemente en mangueras de NBR. Es soluble en agua y poseeuna excelente biodegradabilidad.

STRUKTOL MR 247 es un lubricante diseñado para ECO.El producto es emulsificable en agua. Posee una lenta biodegradabilidad.

STRUKTOL MR 322 es una silicona soluble en agua y un agente de despegue libre de agua paramangueras conformadas de EPDM. Es biodegradable.




Agentes Desmoldantes Semi-permanentes

Estas substancias son sopleteadas uniformemente sobre el molde caliente y reticuladas a unatemperatura suficientemente alta, de forma tal que se forme un film antiadherente fuertementeadherido. La superficie del molde debe estar absolutamente limpia de modo de obtener una óptimaadherencia del film antiadherente. Previo al recubrimiento inicial con el film es necesario, luego de

una limpieza mecánica como granallado con microesferas, el desengrasado con solventes (etanol, etc.),vapor o limpiadores alcalinos.

Se obtiene un film antiadherente óptimo cuando se aplican dos o tres capas finas y uniformes enintervalos de 15 minutos y a una temperatura mínima de 180 ºC. Mayores temperaturas conducen auna densidad de reticulación mayor y una mayor resistencia al desgaste del film antiadherente. Losfilms antiadherentes gastados pueden ser eliminados mecánicamente (granallado) o químicamente por inmersión en un baño alcalino (hidróxido de potasio al 5% en etanol). Una ventaja particular de estosagentes de despegue es que la superficie del vulcanizado se mantiene limpia y puede ser impresa,

barnizada o adherida. El bajo coeficiente de fricción facilita el desmolde de los vulcanizados, a talextremo que pueden superarse frecuentes problemas debidos a una pobre resistencia al desgarre encaliente.

STRUKTOL PERMALEASE 10 y STRUKTOL PERMALEASE 20 son agentes de desmolde basados en polímeros de órgano-silicona disueltos en hidrocarburos.Condiciones típicas de reacción del film son 15'/160 ºC. Ambos agentes de despegue pueden tambiénser obtenidos en envases rociadores.

STRUKTOL PERMALEASE 70 fue el primero de una serie de agentes desmoldantes mejoradosrespecto al medio ambiente. Es una emulsión acuosa. El film antiadherente es cocinado durante15'/160 ºC.

STRUKTOL PERMALEASE 80 y STRUKTOL PERMALEASE 90 son agentes de desmolde en base acuosa que requieren una menor temperatura de reticulación. Condiciones típicas de reacción delfilm son 10'/140 ºC.




Aceites de Silicona

Los aceites de silicona se ofrecen como emulsiones difiriendo en viscosidad y contenido activo. Ellas pueden ser diluidas con agua. En la mayoría de las aplicaciones, una concentración de 1 - 3 % producirá un despegue adecuado. El rango de productos comprende los siguientes agentesdesmoldantes.

STRUKTOL STRUKSILON E 35

STRUKTOL STRUKSILON E 60

STRUKTOL STRUKSILON 72

STRUKTOL STRUKSILON 90 y

STRUKTOL STRUKSILON PE 100

el cual es aceite de silicona puro y soluble en agua.

Se han desarrollado productos especiales para el recubrimiento de burletes para ventanas y puertas afin de facilitar la instalación de los perfiles. Estos deben poseer características de mojadoexcepcionales y no causar "stress cracking" en contacto con poliacrilato y policarbonato. Ademásdeben ser estables al esfuerzo de corte y poseer baja tendencia a formar espuma. El rango de productosincluye.

STRUKTOL STRUKSILON P 126






Compuestos para Limpieza de Moldes

STRUKTOL MC-A y STRUKTOL MC-B son compuestos para la limpieza de moldes vulcanizablesin situ conteniendo aminas como sustancias activas. STRUKTOL MC_B es una versión con bajo olor.El ciclo de limpieza se produce durante el ciclo de vulcanización. Los materiales activos sondesprendidos dentro de las incrustaciones del molde. El depósito penetrado se combina con el

compuesto y será eliminado con él durante el desmolde del vulcanizado.Los compuestos para la limpieza de moldes no son recomendados para metales no ferrosos dado que

pueden ocasionar una importante velocidad de desgaste.

La Influencia de los Auxiliares de Procesamiento en la Decoloración

Dado que los auxiliares de procesamiento no tienen colores precisos, los mismos no tienen tendencia adecolorar vulcanizados claros.

Muchos de los auxiliares de procesamiento de la línea de productos STRUKTOL han sido ensayadosen compuestos blancos de SBR vulcanizados con azufre y con peróxido a fin de examinar su influencia

en la decoloración inducida por luz ultravioleta.Generalmente la mejor estabilidad de color se obtuvo con el sistema de cura con peróxido.

Se notó un leve amarillamiento luego de la exposición a la luz ultravioleta en el control dentro de lasseries curadas con azufre.Un tono obscuro marginal fue causado por el STRUKTOL WB 16 y el STRUKTOL WS 180.Debido a su color inherente, se observó inicialmente un ligero color beige con el STRUKTOL W 33FLAKES.

Los jabones de zinc representados por STRUKTOL A 60, STRUKTOL A 50 P y STRUKTOL A 50 Ltienen poca influencia en el amarillamiento y se comportaron en forma similar al control.

Entre los lubricantes, el mejor desempeño fue obtenido por STRUKTOL WB 212, STRUKTOL WB222, STRUKTOL EF 44 y STRUKTOL WB 42 los que se comportaron en forma similar al control.

Entre los materiales resinosos un excelente comportamiento se notó para el STRUKTOL 60 NSFLAKES, STRUKTOL TS 30 y STRUKTOL TS 35. El color inicial y la decoloración fueroncomparables al control.Koresin (tiene color inherente) influencia en el color inicial y da una fuerte decoloración cuando se loexpone a la luz ultravioleta.




Dispersiones de Peróxidos

Las dispersiones de peróxidos Struktol se usan en la Industria del Caucho para curar muchos polímerosasí como también actúan reduciendo la viscosidad en Polipropileno. Dispersos en soportes(“carrier”)especiales que mejoran la dispersión y reducen el tiempo de incorporación .

Nombre del

producto:

Composición química:Características: Especificaciones

Presentación

Struktol DCP 70 -Peróxido de dicumilo al 70% -Mayor contenido de peróxido-Aprobado FDA-Excelente dispersión-Facil manipulación

-Punto de fusión: 30-40ºC-Densidad: 1,07

-Pellets o escamas blancas

Struktol DBDB 60 -1,1’ –bis(ter butilperoxi)-diisopropilbenceno

-Mayor contenido de peróxido-Aprobado FDA-Excelente dispersión-Facil manipulación

-Punto de ablandamiento:73-85ºC-Densidad: 0,955

-Pellets blancuzcos



Demanda de Peróxido 63

Demanda de Peróxido

A fin de examinar la demanda de peróxido de varios aditivos de procesamiento de la línea de productos de STRUKTOL, se utilizó una formulación sencilla de EPDM.

La compresión permanente fue elegida como criterio para la demanda de peróxido dado que la

compresión permanente está directamente influenciada por la densidad de reticulación, la que a su vezestará determinada por el peróxido disponible para reticular el polímero, en lugar de reticular el aditivode proceso (Figuras 55 y 56). Es de conocimiento general que los compuestos aromáticos e insaturadosreaccionan con los peróxidos y dan altos valores de deformación permanente por compresión.

Por lo tanto el grado de insaturación y el contenido de posiciones reactivas deberán ser tenidos enconsideración cuando se utilizan auxiliares de procesamiento en compuestos de caucho vulcanizadoscon peróxido.

Demanda de Peróxido de

Productos Tipo Lubricante

Deformación Permanente por Compresión, 3 d/100ºC

[%]

A 50 P

W 33 FLAKES

WB 16

WB 222, WS 180, WS 280SUNPAR 2280

Figura 55

Demanda de Peróxido de Aditivos de

Procesamiento Resinosos/ Agentes de Pegajosidad

Deformación Permanente por Compresión, 3 d/100ºC

[%] p-tert. Butilfenol/condensado de acetileno

STRUKTOL TS 50

STRUKTOL 40 MS FL.

STRUKTOL TS 30, TS 35STRUKTOL 60 NS FL.

CONTROLPoliisobuteno

Figura 56

10

12

14

16

18

20

22

Formulación:Keltan 520SRF N-774Surpar 2280Perkadox 14/40Aditivo de Proc.

Curado:20/180;C

100.050.010.0

4.24.0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

Formulación:Keltan 520SRF N-774Surpar 2280Perkadox 14/40Aditivo de Proc.

Curado:20/180;C

100.050.010.04.2

10.0

#2591 #2857




Adhesión Goma Metal

La influencia de los aditivos de procesamiento en la adhesión goma metal fue ensayada en compuestosde EPDM, NBR y NR de acuerdo a ASTM D 429, Método B 90º (Stripping Test - Rubber PartAssembled to One Metal Plate). Se utilizó un adhesivo patentado (Chemlock). Los aditivos de

procesamiento ensayados fueron seleccionados de los siguientes grupos:

Ésteres de ácidos grasos, jabones de calcio, organosiliconas y homogeneizantes.En general, se encontró que los aditivos de procesamiento, en su mayoría, mejoran la adhesión gomametal. Los derivados de ácidos grasos tienen un efecto moderado, el cual está dirigido a mejorar elmojado superficial e incrementar la fluencia.

Las resinas de homogeneización tienen efecto mayor, en particular, cuando reemplazan parte de los plastificantes. Por supuesto, es necesario utilizar aditivos que exhiban una compatibilidad razonablecon el elastómero. Cuando se reemplaza parte del ácido esteárico por un jabón de calcio la adhesiónmejora notablemente.

Métodos de Ensayo - Evaluación de los Auxiliares de Procesamiento

El desarrollo y uso de auxiliares de procesamiento requiere métodos de ensayo de laboratorioadecuados y significativos a fin de determinar y medir sus efectos.

Cuanto más práctico es el método de ensayo, más fácil será de realizar sin costosos ensayos en escalade producción, y los resultados obtenidos en el laboratorio serán más fácilmente aplicados en los

procesos productivos. Los auxiliares de procesamiento ejercen una influencia substancial sobre lassiguientes propiedades de los compuestos y de los vulcanizados.

● Dispersión y homogeneidad

● Reología (viscosidad, propiedades de fluencia)

●

Vulcanización (seguridad de prevulcanización, estabilidad de la reticulación)● Adhesión en crudo

● Comportamiento en el desmolde

Acerca de métodos de ensayo y equipos, sólo se pueden mencionar unos pocos que permitan ladeterminación de propiedades relevantes.




Dispersión y HomogeneidadSon generalmente determinados por métodos ópticos. Con secciones delgadas, la distribución de losmateriales de la formulación puede verse fácilmente bajo el microscopio; la luz polarizada es amenudo útil para identificar los materiales de formulación inorgánicos. Pero la observación de lasección transversal también puede dar información útil.

Con compuestos de color claro, si los ingredientes de la fórmula son de distinto color, el examen de lasuperficie puede ser suficiente. Una plancha muy delgada y estirada, cortada del molino, puede ayudar,con luz transmitida, a mostrar la dispersión.

Los microscopios electrónicos son bastante utilizados para la solución de problemas y análisis. Losequipos de ensayo modernos están asistidos por microprocesadores para permitir la visualizaciónespecial de dispersión de cargas y determinación de tamaño de partícula.

Un método muy sencillo para controlar la dispersión de la carga en una plancha vulcanizada es doblar el vulcanizado y enrollarlo entre los dedos. La baja dispersión puede verse fácilmente con luz incidenteen la superficie doblada, especialmente si el material es negro.

Ensayos Reológicos

Se realizan para medir la procesabilidad de los compuestos durante la extrusión, calandrado, moldeo por compresión o moldeo por inyección. Los métodos de ensayo miden la viscoelasticidad de loscompuestos de caucho. El componente viscoso influye sobre el flujo mientras la elasticidad esresponsable del hinchamiento y contracción.

La viscosidad de un compuesto esfunción de la velocidad decizallamiento, la que depende delmétodo de procesamiento. Estadependencia se muestra en laFigura 57.

Se puede observar qué equipo deensayo y qué método essignificativo para la determinaciónde la viscosidad y propiedades defluencia en los procesosindividuales.

Rangos de Cizallamiento Típicos en Evaluación y

Procesamiento

Mooney

ODR Reómetro Capilar

Mezclado

Calandrado

Extrusión

Moldeo por Compresión

Por Transferencia

Por Inyección

1 10 102 103 104

Velocidad de Cizallamiento (s-1)

Figura 57

El viscosímetro Mooney y el reómetro de disco oscilante operan sólo a muy baja velocidad de corte ocizallamiento y los datos de procesabilidad obtenidos pueden no ser representativos de los procesos de

producción utilizados, mientras el reómetro capilar puede ser utilizado para todo el rango develocidades de corte. Los siguientes métodos y equipos han demostrado ser útiles.




Viscosímetro a Disco de Corte Mooney La viscosidad es medida como el esfuerzo resistente a la torsión de un disco metálico (rotor) inmersoen el caucho dentro de una cavidad cerrada a una temperatura determinada. La velocidad de corte es de2 [s-1]. La viscosidad está dada en unidades Mooney, las que son proporcionales al esfuerzo de torsión.Para medir el esfuerzo de relajamiento, la componente elástica, el rotor es detenido luego de 5 minutos.La relajación es medida por la caída de la viscosidad Mooney luego que se detiene el rotor.

El viscosímetro Mooney es también usado para medir la característica de prevulcanización, es decir,scorch Mooney.

Equipo DelfoEste aparato pertenece al grupo de viscosímetros utilizando placas paralelas y sirve para determinar

plasticidad y viscosidad. Una muestra cilíndrica de caucho es comprimida en un cierto grado y luegoliberada. La recuperación elástica en su altura luego de 30 segundos es una medida de la elasticidad delcompuesto (elasticidad Delfo). La velocidad de corte es de 0.1 [s-1].

Reómetro Capilar de Alta PresiónEl material a ensayar es cargado dentro de un cilindro y forzado, mediante un pistón, a través de una

boquilla bajo condiciones definidas. Se fijan la temperatura y la velocidad del pistón; para calcular laviscosidad aparente se determina la temperatura del material, la presión del material y la duración delensayo.

Reómetro de Corte sin disco por Esfuerzo de Torsión(MDR) El reómetro sin disco evalúa las propiedades reológicas y las características de vulcanización delcompuesto crudo. El compuesto de caucho crudo es sometido a una oscilación forzada a bajatemperatura (100 ºC o 125 ºC) y por un determinado tiempo. Las características viscoelásticas, torqueelástico (s') y torque viscoso (s'') son calculadas directamente del torque en función del tiemporegistrado y graficado en una curva.

Para la determinación de las características de vulcanización la curva de reómetro es registrada a

temperaturas elevadas. La velocidad de corte es de 20 [s-1

].

Analizador de la Procesabilidad del Caucho(RPA) El aparato utiliza el mismo principio que el reómetro de corte sin disco pero, además, permite laselección de diferentes frecuencias y amplitudes de los esfuerzos. Las características viscoelásticas delos vulcanizados, módulo de almacenamiento (G') y el módulo de pérdida (G'') se expresan como unafunción de los rangos de frecuencia o de la amplitud del esfuerzo. La velocidad de corte máxima es de30 [s-1].

Curómetro a Disco Oscilante(ODR)Similar al reómetro sin disco descripto arriba, mide las propiedades en crudo y las características de

vulcanización. El compuesto que se encuentra bajo presión dentro de una cavidad calefaccionada essometido por el rotor (oscilante) a un esfuerzo de corte periódico. El torque resultante es graficado enfunción del tiempo.




Extrusora de Laboratorio Con una extrusora de laboratorio se pueden realizar ensayos prácticos de fluencia. En general seutilizan boquillas para cordones a fin de determinar la velocidad de extrusión, hinchamiento en

boquilla y caudal. Por ejemplo, el diámetro del cordón es medido inmediatamente y luego de 24 horas.La Matriz Garvey permite la observación del aspecto y forma del extrudado (superficie, hinchamiento,

bordes y rincones).

Plasticorder Este es un aparato combinado que puede ser equipado con un mezclador interno o una unidad deextrusión. Actualmente estos dispositivos son asistidos por computadora y permiten la determinaciónde la viscosidad, propiedades de fluencia y comportamiento en el mezclado. Por medio de un sensor de

presión sensible se pueden realizar mediciones precisas de la presión dentro de la extrusora y el torquede mezclado. Es un equipo pequeño apropiado para muchas aplicaciones.

Molino Abierto de Laboratorio y Rodillo Marcador Este equipo se utiliza para el control del comportamiento en el calandrado (encogimiento) de loscompuestos de caucho. En un molino de dos cilindros se forma banda con el compuesto de caucho encondiciones de máquina definidas. Con un rodillo marcador con dos discos circulares se marcan tres

cintas, se cortan y retiran. Luego de 24 horas, las cintas, que tienen marcas para la medición, soncontroladas y el encogimiento es calculado en base a la distancia de las muescas. Dependiendo de laluz entre cilindros, la velocidad de corte varía entre 10 y 100 [s -1]. El encogimiento también puedemedirse utilizando una muestra cuadrada la que es cortada con un sacabocado de la plancha cruda.

Vulcámetro Reométrico Este es un aparato que permite el examen de la procesabilidad de los compuestos de caucho bajocondiciones de moldeo por inyección. Una muestra exactamente pesada es colocada en una cámara einyectada, por medio de un pistón, dentro de un molde calefaccionado.

Son ajustadas la presión de inyección, la temperatura y la duración de la inyección. Se miden elvolumen inyectado y la velocidad de inyección. El llenado de la cavidad es visualizado por un diseño

especial del molde.




Ensayo de Transferencia en Espiral Este es un ensayo bien establecido, simple, barato pero significativo para la determinación de las

propiedades de fluencia bajo las condiciones de moldeo.

En una prensa de laboratorio se utiliza un molde de transferencia en espiral (Figura 58), de tres partes,que pueda ser operado manualmente. En contraste con moldes de transferencia para la fabricación deartículos moldeados, donde el molde se abre automáticamente por la prensa teniendo un pistónsuperior y otro inferior, el molde descripto se abre por medio de levas.

Este método es suficientemente exacto para ensayos comparativos de fluencia.

Molde Espiral

ram plate

transfer pot

spiral cavity

Spiral Mould

Figura 58

Pegajosidad en Crudo La determinación, bajo condiciones de laboratorio, de la pegajosidad en crudo de los compuestos decaucho no es sencilla. Existen varios métodos de ensayo, pero la reproducibilidad es baja. La mayoríade los métodos miden la adhesión entre dos superficies prensadas juntas. En el ensayo de pelado,cuando está en juego una fuerte adherencia, lo que se mide es la resistencia en crudo y no la

pegajosidad. El ensayo de pelado es utilizado por el Ketjen Tackmeter, el aparato TelTak deMonsanto, el dispositivo desarrollado por Yokohama Rubber y muchos otros.

A veces se menciona el ensayo de deslizamiento pero da resultados relativamente poco reproducibles.

Los extremos de una muestra en forma de cinta son prensados conjuntamente con una superficie decontacto definida. La carga y el tiempo de contacto pueden ser variados. El anillo obtenido se montasobre un cilindro y es cargado con un rodillo inferior de peso variable. Se mide el tiempo transcurridohasta que las superficies en contacto se separan totalmente. No se obtienen valores absolutos, laexperiencia, sin embargo, ha probado que se obtienen resultados comparables, lo cual no es el caso

para otros métodos.Para una rápida evaluación, es a menudo suficiente el ensayo manual de la pegajosidad en crudo. Lassuperficies se presionan entre sí y luego se tira para separarlas.




Desmolde No existe procedimiento estandarizado para la determinación de las propiedades desmoldantes para laevaluación de los agentes de despegue.

En realidad, es conveniente solo un molde. Un pequeño molde circular con ranuras transversalesagudas y profundas y laminillas que se proyectan desde la parte superior para que la superficie decontacto entre este y el compuesto sea muy grande. Luego de la vulcanización, el molde es fijado a undinamómetro y traccionado para medir la fuerza necesaria para abrirlo.

Por supuesto que existe una cantidad de otros ensayos de laboratorio disponibles que pueden evaluar lainfluencia de los auxiliares de procesamiento en compuestos crudos y vulcanizados.




Auxiliares de Procesamiento en Artículos Farmacéuticos.

En la producción de artículos de caucho para la industria farmacéutica es con frecuencia ventajoso eluso de auxiliares de procesamiento de modo de mejorar la dispersión en compuestos altamentecargados o de mejorar el llenado de la cavidad del molde o la extrusión. En Alemania es importante

que los artículos cumplan con los requisitos de la norma DIN 58 367. La norma alemana DIN 58 367,Parte 1 divide los polímeros base utilizados en las partes elastoméricas con destino a transfusión,infusión e inyección en cuatro diferentes grupos diferenciándose en su vida útil potencial y losrequisitos de envejecimiento (Figura 59)

Grupo Polímero BaseVida Útil

(a)Duración del Ensayo*

(h)

1

NR, IR caucho puro

BR

2

2

36

36

2 NR, IR conteniendo

BR cargas

5

5

72

72

3Halo-IIR

NBR

7

7

120

12

4

IIR

Q

EPM, EPDM

10

10

10

168

168

168

*envejecimiento en bomba de oxígeno: 70 ± 1 ºC, presión de oxígeno 2.1 ± 0.1 Mpa Figura 59

Los requerimientos analíticos básicos (Tabla 4) se refieren al extracto acuoso obtenido de losvulcanizados luego de dos lavados con agua (60 ºC) y un subsiguiente tratamiento de 30 minutos de lamuestra vulcanizada con agua destilada en un autoclave bajo condiciones de esterilización (vapor saturado de 121 ± 1 ºC):




Además de estos requisitos las partes de caucho no deben emitir substancias tóxicas, bacteriostáticas, bactericidas o causantes de hemólisis. La mayoría de los aditivos utilizados para los artículos decaucho de uso farmacéutico son derivados de ácidos grasos. Ellos son ácidos grasos, alcoholes grasos,aminas grasas y jabones de zinc o calcio, esas son substancias toxicológicamente inocuas. Algunas deellas cumplen con los requisitos de 21 CFR 177.2600 (FDA) y las Recomendaciones XXI BgVV(antes BGA). Este es un buen prerrequisito, pero no forman parte de los requisitos de la DIN 58 367.

Propiedades Requisitos (límites superiores)

Estado visual Opalescencia. máx.

Contenido de constituyentes reductores *Demanda en la titulación con Permanganato de Potasio

por 10 ml de fluido en ensayo:5 ml KmnO4 máx., c(KMO4) = 2 mmol/l

Contenido de iones de metales pesados

(incluido iones de antimonio)calculado como Pb2+ 0.01 mg Pb

2+

por 10 ml

Contenido de iones amonio 0.02 mg NH4+ por 10 ml

Contenido de iones cloruro 0.04 mg Cl- por 10 ml

Cambio en la titulación de acidez oalcalinidad

Demanda en la titulación de 10 ml:0.50 ml HCl o NaOH, c(HCl, NaOH) = 5 mmol/l

Contenido de iones zinc 0.03 mg Zn2+ por 10 ml

Constituyentes extractables con agua,no volátiles con vapor

4 mg por 100 ml

Contenido de sulfuros volátilesDecoloración de papel de acetato de plomocorrespondiente a 0.05 mg de Na2S por 20 cm2 desuperficie de caucho

Cadmio Método de ensayo internacional

*ejemplo: Substancias oxigenables Figura 60




Los siguientes auxiliares de procesamiento del rango de productos de Schill & Seilacher cumplen conlos requisitos de 21 CFR 177.2600 (FDA):

STRUKTOL A 50 L

STRUKTOL A 60

STRUKTOL EF 44

STRUKTOL 60 NS

STRUKTOL 60 NS FLAKES

STRUKTOL ZEH

STRUKTOL ZEH-DL

y la Recomendación XXI BgVV (antes BGA):

STRUKTOL A 50 L

STRUKTOL EF 44

STRUKTOL TS 35

STRUKTOL TS 35-DL

En los siguientes productos se reseñan aquellos que son utilizados con éxito en artículos farmacéuticos.

STRUKTOL WB 212 es un plastificante en emulsión basado en ésteres de ácidos grasos de alto pesomolecular y exhibe una buena compatibilidad con todos los elastómeros apropiados para artículosfarmacéuticos. Es un buen lubricante que no sólo mejora el flujo sino también la dispersión, da muy

buen desempeño como desmoldante y posee reacción neutra. El agua contenida en STRUKTOL WB

212 puede retardar la vulcanización de los Halo-IIR. En este caso es aconsejable reemplazarlo por elSTRUKTOL WB 222.

STRUKTOL WB 222 es un éster de ácidos grasos saturados de cadena larga, posee muy buen efectolubricante y propiedades desmoldantes. El producto es prácticamente insoluble en agua y tienereacción neutra.

STRUKTOL WB 16, es una mezcla de jabones de calcio y amidas de ácidos grasos saturados decadena larga, se lo menciona como un excelente lubricante con muy buenas propiedades de mojado

promoviendo la dispersión. Luego del tratamiento de esterilización es de esperar que muestre una pequeña reacción alcalina y se recomienda sólo en bajas dosis.

STRUKTOL A 50 L es una mezcla de jabones de zinc de ácidos grasos saturados y no saturados y por

lo tanto actúa como un peptizante físico. Debido a la longitud de la cadena hidrocarbonada es prácticamente no extractable. Por tal motivo se espera una baja demanda de permanganato de potasio.Se mejora considerablemente el efecto desmoldante.

STRUKTOL ZEH, zinc-2-etilhexanoato es un jabón de zinc soluble en caucho, cuando reemplaza alácido esteárico reduce la tensión de relajación. El producto cumple con 21 CFR 177.2600.

No está recomendado para elastómeros halogenados.




STRUKTOL WS 180 es un buen lubricante y posee un sobresaliente efecto de despegue. Al igual queel STRUKTOL WB 16 es posible obtener en el extracto acuoso una pequeña reacción alcalina. Serecomiendan dosis bajas. Puede retardar la cura de Halobutílicos.

STRUKTOL PERMALEASE, en sus distintos grados, son adecuados como desmoldantes paraartículos farmacéuticos dado que, cuando son correctamente aplicados, forman un filmsemipermanente que se adhiere fuertemente al molde.

STRUKTOL MC-A y STRUKTOL MC-B son compuestos de limpieza de molde muy efectivos que permiten dicha limpieza in situ. Deben ser únicamente utilizados si se puede garantizar que en elmolde no está presente ninguna amina residual, ejemplo, que uno o dos calentamientos sucesivos(ciclos de moldeado) sean descartados.

Es posible utilizar un rango de auxiliares de procesamiento para artículos farmacéuticos de manera defacilitar y mejorar su procesabilidad.



Ecología y Toxicología de los Auxiliares de Procesamiento 74

Ecología y Toxicología de los Auxiliares de Procesamiento

Los siguientes comentarios se aplican a los productos Struktol y a su fabricación.

La mayoría de los auxiliares de procesamiento pueden verse como productos toxicológicamenteinocuos y ecológicamente favorables. Las materias primas son predominantemente compuestos

orgánicos, naturales o sintéticos bien definidos, los que están registrados y poseen un comportamientotoxicológico y ecológico conocido. Los procesos de fabricación son inspeccionados, autorizados ycumplen con severas regulaciones. Estos son requisitos previos a una producción constante y muylimpia, y los productos son fabricados de acuerdo a especificaciones muy estrictas con unacomposición exactamente definida.

Los clientes están siempre informados por medio de la correspondiente Hoja de Seguridad(MSDS).Los certificados referentes a cada despacho les permiten controlar la consistencia del proceso

productivo y de los productos que reciben.

Los productos sólidos son suministrados, casi exclusivamente, como pastillas. Se garantiza un métodode manipuleo fácil y libre de polvo. Las pastillas son fáciles de transportar, de almacenar en silos y de

pesar en equipos automáticos. Las bolsas se pueden vaciar sin residuos y no requieren el tratamiento deresiduo peligroso. Las pastillas tienen un rango favorable de fusión y ablandamiento de modo que sonfácil y rápidamente incorporadas en el compuesto.

En general los aditivos son fáciles de dispersar, una propiedad que se espera de los agentes lubricantesy dispersantes. De esta forma el procesamiento en general es muy eficiente. La fácil y rápidaincorporación y dispersión de las pastillas puede, además del efecto básico de los productos, contribuir a acortar el ciclo de mezclado y reducir el consumo de energía.

Una ventaja ecológica esencial al utilizar auxiliares de procesamiento es su contribución a una producción más estable que da lugar a considerablemente menores rechazos y menores problemas dedisposición de desperdicios. Donde se producen desperdicios y rechazos es ventajoso que la mayoríade los aditivos sean biodegradables.

Térmicamente, la mayoría de los auxiliares son relativamente estables y no cambian durante el

procesamiento y la vulcanización, de modo que existe poco riesgo respecto a la formación de productos de descomposición volátiles.

Varios de los auxiliares de procesamiento cumplen con las regulaciones para artículos en contacto conalimentos como se establece en 21 CFR 117.2600 (FDA) y la Recomendación XXI BgVV(BGA).Además de la higiene normal y de la buena práctica industrial observada en las fábricas de caucho, nose requieren especiales medidas de precaución en el manipuleo de la mayoría de los productos.




Lubricantes

Debido a su especial efecto lubricante, estos productos mejoran las características de flujo y por lotanto mejoran la procesabilidad de los compuestos durante la extrusión, calandrado, moldeado, etc.Estos aditivos reducen la viscosidad, promueven la dispersión, reducen el ciclo de mezclado y bajanlas temperaturas de mezclado y los requisitos energéticos. A menudo es más fácil el desmolde debido ala menor pegajosidad del compuesto vulcanizado. La compatibilidad con la mayoría de los polímeroses buena y la influencia en la reticulación puede prácticamente desestimarse. Mejoran la terminaciónsuperficial de los artículos de caucho.

Nombre del producto:

Composición química:

Struktol WB 222 Ester de ácidos grasos saturados

Struktol WB 212 Emulsión de ésteres de ácidos grasos de alto peso molecular en un medio orgánico

Struktol WB 16 Mezcla de jabones de calcio y amidas de ácidos grasos saturados

Struktol WB 42 Mezcla de ácidos grasos y derivados de ácidos grasos

Struktol WA 48 Mezcla de jabones de zinc y ésteres de ácidos grasos saturados

Struktol W 33 FL Mezcla de ácidos grasos, jabones y alcoholes de alto peso molecular en un medio orgánico

Struktol FL Mezcla de ésteres de ácidos grasos de alto peso molecular y jabones de ácidos grasos en unmedio orgánico

Struktol A 50 P Jabones de zinc de ácidos grasos no saturados.

Struktol A 60 Jabones de zinc de ácidos grasos no saturados

Struktol A 91F Mezcla especial de jabones de zinc de alto peso molecular

Struktol EF 44 Mezcla de derivados de ácidos grasos (en especial jabones de zinc)

Struktol WS 180 Compuesto de organosilicona

Struktol WS 280 Compuesto de organosilicona en un medio inorgánico

Struktol ZB47 Mezcla especial de jabones de zinc.




PRODUCTS

FUNCTIONS

WB222

WB212

WB16

WB42

WA48

W33F

FLA

50PA60

A91 F

EF44

WS180

WS280

Mastication/peptisation

Homogeniser Filler dispersant Die swell

Building tack

Surfaceimprovement

Low-temperature flexibility

Lubricants/release effect

Plasticity Prevents bagging

LEVEL phr min/max

POLYMER 1-3 2-5 1-3 2-5 2-4 2-5 2-5 2-4 2-4 1-3 1-3 1-3

NR SBR

BR EPDM

NBR CR CSM CM ECO FPM

IIR Halo IIR

Muy bueno Bueno




Peptizantes Los peptizantes promueven la reducción del peso molecular del polímero por medios químicos y por lotanto aumentando la eficiencia del masticado del caucho. Esto da como resultado una reducción de laviscosidad y del nervio y por lo tanto una mejora en la procesabilidad del polímero y de loscompuestos mezclados con él. Nuestros peptizantes de alta dispersabilidad aseguran una más rápidaincorporación y una mejor distribución del peptizante, ayudando a resolver el problema de puntoscalientes y mejorando la uniformidad mezcla a mezcla.

Nombre del Producto:

Composición Química:

Struktol A 82 Mezcla de complejos orgánicos metálicos, peptizante y agentes dispersantes orgánicos einorgánicos

Struktol A 84 NS Aditivo para una suave masticación. Es no-manchante

Struktol A 86 Mezcla de complejos orgánicos metálicos, agentes peptizantes y dispersantes orgánicos einorgánicos

Struktol A 89 Mezcla de complejos orgánicos metálicos, peptizante y agentes dispersantes orgánicos einorgánicos

Struktol A 95 Pentaclorotiofenol al 45% con agente activador en agente dispersante

Struktol LP 152 Dispersión acuosa de un disulfuro aromático y un complejo metálico. Para uso en fase látex.




PRODUCTS

FUNCTIONS

A82

A84NS

A86

A89

A95

LP152

Mastication/peptisation

Homogeniser

Filler dispersant

Die swell

Building tack

Surface improvement

Low-temperature flexibility

Lubricants/release effect

Plasticity

Prevents bagging

phr

POLYMER 0.8-2.0 1-3 0.2-0.5 0.1-0.3 0.2-0.5

NR

SBR

BR

EPDM

NBR

CR

CSM

CM

ECO

FPM

IIR

Halo IIR

Muy bueno Bueno Utilizable




Homogeneizantes y Agentes de Pegajosidad

Los homogeneizantes hacen más fácil la mezcla de diferentes polímeros y promueven sucompatibilidad. Ellos hacen que la masa que se mezcla sea más compacta y por lo tanto aumenta elefecto de mezclado, obteniéndose compuestos con una mejor y más rápida distribución y mayor homogeneidad.

A menudo los homogeneizantes aumentan la pegajosidad de los compuestos pero también aumentanlas propiedades de flujo. Por la utilización de homogeneizantes pueden mejorar las propiedadesmecánicas de los vulcanizados. En compuestos basados en caucho butílico, se observa una menor

permeabilidad a los gases además de una mejor procesabilidad y distribución de las cargas.



Struktol 40 MS Mezcla de resinas de hidrocarburo aromáticas y alifáticas oscuras

Struktol 60 NS Mezcla de resinas de hidrocarburos alifáticos livianos de color claro.

Struktol 53 NS Resina de hidrocarburo aromático liviano

Struktol HP 55 Mezcla de resinas de hidrocarburo oscuro y derivados de ácidos grasos

Struktol TH 20 Mezcla de resinas alifáticas y aromáticas

Struktol TS 30 Resinas blandas alifáticas y aromáticas

Struktol TS 30-DL Resinas blandas alifáticas y aromáticas en un soporte inorgánico

Struktol TS 35 Resinas blandas alifáticas y aromáticas

Struktol TS 35-DL Resinas blandas alifáticas y aromáticas en un soporte inorgánico

Struktol TS 50 Resina sintética aromática




PRODUCTOS

FUNCIONES

40MS

53 NS

60 NS

HP55

TH20

TS30

TS35

TS50

Masticación / peptización

Homogeneizante ● ● ✹ ●

Dispersión de la carga ● ● ● ● ● ✹ ✹

Hinchamiento en boquilla ✹ ● ✹ ✹ ● ● ●

Pegajosidad en crudo ▲ ● ● ▲ ✹ ✹ ✹ ✹

Mejora superficial

Flexibilidad a baja temperatura

Efecto lubricante / despegue

Plasticidad

Evitar el embolsado

phr POLIMERO

4-10 4-10 4-10 5-15 3-8 5-30 5-30 5-10

NR ✹ ✹ ✹ ✹ ● ▲ ▲ ▲ SBR ● ● ● ✹ ● ✹ ✹ ▲

BR ● ● ● ● ●

EPDM ● ● ● ● ● ● ✹

NBR ● ✹ ✹

CR ✹ ✹ ✹

CSM ✹

CM

ECO

FPM

IIR ● ● ●

Halo IIR

✹ Muy bueno ● Bueno ▲ Utilizable




Plastificantes

Los plastificantes mejoran la flexibilidad y el comportamiento elástico del vulcanizado. Ellos tienen unefecto favorable sobre la procesabilidad de los compuestos. Ciertos tipos otorgan una buena resistenciaal aire caliente o aumentan la conductividad eléctrica.

A menudo los plastificantes hacen más fácil la incorporación de alta cantidad de carga y mejoran ladispersión.



Struktol WB 300 Mezcla de ésteres alifáticos y aromáticos de alto peso molecular

Struktol WB 350 Mezcla de ésteres alifáticos y aromáticos de alto peso molecular

Struktol KW 400 Ester de polietilenglicol

Struktol KW 460 Ester de polietilenglicol

Struktol KW 500 Ester alifático - aromático

Struktol KW 600 Dibutil- metilen bis- tioglicolato

Struktol AW 1 Ester de polietilenglicol




PRODUCTOS

FUNCIONES

WB300

WB350

KW400

KW460

KW500

KW600

AW1

Masticación / peptización

Homogeneizante

Dispersión de la carga ● ● ● ● ● ● ✹

Hinchamiento en boquilla

Pegajosidad en crudo

Mejora superficial ● ●

Flexibilidad a baja temperatura ▲ ▲ ✹ ✹ ✹

Resistencia a altas temperaturas ▲ ▲ ●

Efecto lubricante / despeguePlasticidad ● ● ✹ ✹ ✹ ✹ ✹

Evitar el embolsado

Resistencia a la extracción ● ●

phr

POLIMERO5-30 5-30 5-30 5-30 5-30 5-30 5-20

NR ▲ ▲ ▲ ▲ ●

SBR ▲ ▲ ▲ ▲

●

BR ▲ ▲ ▲ ▲ ●

EPDM ● ▲ ●

NBR ✹ ✹ ✹ ✹ ✹ ✹ ✹

CR ✹ ✹ ✹ ✹ ✹ ✹ ✹

CSM ✹ ✹

CM

ECO ✹ ✹

FPM

IIR

Halo IIR





Preparaciones de óxidos metálicos

Debido a la forma de estas preparaciones, los óxidos metálicos tienen mejor estabilidad alalmacenaje, son más fáciles de pesar y manipular y dan una dispersión óptima. Estos productos no

producen polvo y son estables ante influencias externas.



Struktol Neozinc Óxido de zinc:Agente dispersante:

67 %33 %

Struktol LZ 67 Óxido de zinc:Agente dispersante:

66.7 %33.3 %

Struktol Perlzink 91 D Óxido de zinc:Agente dispersante:

91 %9 %

Struktol WB 700 Óxido de zinc:Agente dispersante:

91 %9 %

Struktol ZIMAG 29/43 Óxido de zinc:Oxido de magnesio:Agente dispersante:

29 %43 %28 %

Struktol WB 900 Oxido de magnesio:Agente dispersante:

75 %25 %

Struktol WB 902 Oxido de magnesio:Agente dispersante:

75 %25%

Struktol ZP 1014 Sustancia activa

(ZnO2 mín. 55 %, ZnO):Agente dispersante inorgánico:Agente dispersante orgánico:

50 %30 %20 %




PRODUCTOS

FUNCIONES

NEO-ZINC

LZ67

PERL-ZINK 91 D

WB700

Zimag29/43

WB900

WB902

ZP1014

Compuestos con extrema

baja viscosidad✹

●

●

✹

✹

Activación de la carga

Compuestos esponjados ✹ ✹ ● ✹ ✹ ✹ ✹

Activación de lavulcanización ● ● ● ● ● ● ●

Mejora de la resistencia aldesgarre en caliente

Desmolde

Limpieza del molde

Aspecto Pastillas Pastillas Esferas Polvo Polvo Polvo Polvo Polvo

Factor de carga 1.5 1.5 1.1 1.1 -- 1.33 1.33 2

phr POLIMERO

7.5 7.5 5.5 5.5 8 4 4 10

NR ✹ ✹ ✹ ✹

SBR ✹ ✹ ✹ ✹

BR

EPDM ✹ ✹ ✹ ✹

NBR ✹ ✹ ✹ ✹ ✹ XNBR

CR ✹ ✹ ✹ ✹ ✹ ✹ ✹

CSM ✹ ✹

CM ✹ ✹

ECO ✹ ✹

FPM

IIR ✹

✹

Halo IIR ✹ ✹

✹ Muy bueno ● Bueno




Preparaciones de azufre

Mejoran el manipuleo y la distribución del azufre. No producen polvo y permiten obtener una excelente dispersión del azufre.



Struktol SU 95 Azufre soluble:Agente dispersante orgánico:

95 %5 %

Struktol SU 105 Azufre soluble:Agente dispersante orgánico:Agente dispersante inorgánico:

50 %33 %17 %

Struktol SU 120 Azufre soluble:Agente dispersante orgánico:Agente dispersante inorgánico:

83 %16 %1 %

Struktol SU 50 Azufre total:

(Azufre insoluble: 45 %)Agente dispersante orgánico:Agente dispersante inorgánico:

50 %

20 %30 %

Struktol SU 109 Azufre total:(Azufre insoluble: 45 %)Agente dispersante orgánico:Agente dispersante inorgánico:

50 %

20 %30 %

Struktol SU 135 Azufre total:(Azufre insoluble: 67.5 %)Agente dispersante orgánico:Agente dispersante inorgánico:

75 %24 %1 %




soluble insolublePRODUCTOS

FUNCIONESSU95

SU105

SU120

SU50

SU109

SU135


baja viscosidad●

✹

●

✹

●

●


Compuestos esponjados ● ✹ ● ✹ ● ●

Activación de lavulcanizaciónMejora de la resistencia aldesgarre en caliente

Desmolde

Limpieza del molde

Aspecto Polvo Pasta Polvo Polvo Polvo Polvo

Factor decarga

POLIMERO1 2 1.2 2 1.33 1.33

NR ✹ ✹ ✹ ✹ ✹ ✹

SBR ✹ ✹ ✹ ✹ ✹ ✹

BR ● ● ● ✹ ✹ ✹

EPDM ✹ ✹ ✹

NBR ✹ ✹ ✹ ✹ ✹ ✹

CR ✹ ✹ ✹ ✹ ✹ ✹

CSM

CM

ECO

FPM

IIR ● ● ● ✹ ✹ ●

Halo IIR ● ● ● ✹ ✹ ●





Activadores de la vulcanización

Los activadores de la vulcanización son productos que tienen un fuerte efecto de activar la reacción dereticulación de los cauchos dienos. Afectan la velocidad de vulcanización, aumentan la densidad dereticulación y la resistencia a la reversión, particularmente cuando estos son utilizados en dosis altas.En la mayoría de los casos mejoran en forma evidente las propiedades dinámicas de los productosvulcanizados. Los activadores 73 A o ZEH pueden reemplazar al ácido esteárico ya sea total o

parcialmente. Debido a su buena compatibilidad no existe tendencia al afloramiento.



Struktol Aktivator 73 A Mezcla de jabones de zinc de ácidos carboxílicos alifáticos yaromáticos

Struktol ZEH 2 - etil hexanoato de zinc.

Struktol ZEH - DL 2 - etil hexanoato de zinc en soporte inorganico (sílice)

Struktol IB 531 Sales amínicas, ligadas a cargas altamente activas




PRODUCTOS

FUNCIONES

Activator 73 A

ZEHIB

531

Compuestos con extrema bajaviscosidad ✹ ✹

Activación de la carga ● ●

Compuestos esponjados ✹ ●

Activación de la vulcanización ✹ ● ✹

Mejora de la resistencia aldesgarre en caliente ● ✹

Desmolde

Aspecto

NIVEL phr aprox.

POLIMERO2/4 3 0.5/3

NR ✹ ✹ ✹

SBR ● ● ✹

BR ● ●

EPDM ● ●

NBR ● ●

CR

CSM

CM

ECO

FPM

IIR ●

Halo IIR ✹





Agentes desmoldantes

Los agentes desmoldantes permiten un más fácil desmolde luego de la vulcanización. Ellos formanun recubrimiento semipermanente sobre la superficie del molde. Se reducen las incrustaciones en. elmolde y también la fricción en la superficie del mismo. Debido a estos efectos, el tiempo muerto delmolde es substancialmente reducido y por lo tanto los costos de producción disminuyen. También sereduce la cantidad de scrap.



Struktol Permalease 10 Polímero reticulable basado en organosiliconadisuelto en hidrocarburos (libre de CFC)

Propulsor de la versión en spray: propano / butano

Struktol Permalease 20 Polímero reticulable basado en organosiliconadisuelto en hidrocarburos (libre de CFC)

Propulsor de la versión en spray: propano / butano

Struktol Permalease 70 Polímero reticulable basado en organosilicona, emulsionado en agua

Struktol Permalease 80 Polímero reticulable basado en organosilicona, emulsionado en agua

Struktol Permalease 90 Polímero basado en organosilicona reticulable atemperaturas bajas,emulsionado en agua




PERMALEASEPRODUCTOS

FUNCIONES 10 20 70 80 90


baja viscosidadActivación de la carga

Compuestos esponjados


Desmolde ✹ ✹ ✹ ✹ ✹

Limpieza DEL molde

Aspecto

POLIMERO

NR ✹ ✹ ✹ ✹ ✹

SBR ✹ ✹ ✹ ✹ ✹

BR ✹ ✹ ✹ ✹ ✹

EPDM ✹ ✹ ✹ ✹ ✹

NBR ✹ ✹ ✹ ✹ ✹

CR ✹ ✹ ✹ ✹ ✹

CSM ● ● ● ● ●

CM ● ● ● ● ●

ECO ✹ ✹ ✹ ✹ ✹

FPM ● ● ● ● ●

IIR ● ● ● ● ●

Halo IIR ● ● ● ● ●





Agentes desmoldantes para mandriles(mangueras conformadas)

Los agentes de despegue de mandril son lubricantes líquidos sintéticos que reducen drásticamente lafricción entre la manguera cruda y el mandril y, posteriormente en el proceso, entre la mangueravulcanizada y el mandril caliente. Por estos medios ellos reducen el esfuerzo requerido para empujar lamanguera cruda sobre el mandril y también para extraerla del mismo una vez vulcanizada. En muchoscasos ellos pueden ser la única manera de hacer posible esta operación. Son térmicamente estables, notienen efecto sobre la goma, son toxicológicamente inocuos y se pueden eliminar con agua. La mayoríade los tipos se degradan biológicamente con facilidad en las plantas de tratamiento de efluentes.



Struktol MR 150 Preparación basada en un polieter de alto peso molecular (libre desilicona)

Struktol MR 161 Mezcla de polímeros solubles en agua (libre de silicona)




Struktol MR 247 Preparación basada en un poliéter de alto peso molecular (libre desilicona)





PRODUCTOSFUNCIONES

MR 150

MR 161

MR 187

MR 221

MR 226

MR 247

MR 322

Compuestos con extrema baja viscosidad




Desmolde

Limpieza del molde

Aspecto

POLIMERO

NR ● ▲ ● ● ● ●

SBR ● ▲ ● ● ● ●

BR ● ▲ ● ● ● ●

EPDM ✹ ✹ ✹ ● ✹

NBR ✹ ✹

CR CSM

CM

ECO ✹

FPM

AEM ✹

Halo IIR





Compuestos para la limpieza de moldes

Estos compuestos vulcanizables limpian losmoldes, evitando costosos procesos delimpieza de los mismos y por lo tantoaumentando la productividad de los moldes yla vida útil de su cavidad.

Nombre del producto: Composición química

Struktol MC - A Compuesto vulcanizable

Struktol MC - B Compuesto vulcanizable

PRODUCTOSFUNCIONES

MC-A

MC-B

Compuestos con extrema bajaviscosidad



Activación de la vulcanización


Desmolde

Limpieza del molde ✹ ✹

POLIMERO

NR ✹ ✹

SBR ● ●

BR ● ●

EPDM ✹ ✹

NBR ✹ ✹

CR ✹ ✹

CSM ✹ ✹ CM ✹ ✹

ECO ✹ ✹

FPM

IIR ✹ ✹

Halo IIR ✹ ✹





Agentes regenerantes

Los agentes regenerantes catalizan ladepolimerización oxidativa del cauchodurante el proceso de regeneración.

Nombre del producto: Composición química

Struktol GR 100 Mezcla de sulfuros de diariloy emulsificantes especiales

PRODUCTOSFUNCIONES

GR 100

Compuestos con extrema bajaviscosidad



Activación de la vulcanización


Desmolde

Limpieza del molde

Aspecto

POLIMERO

NR ✹

SBR ✹

BR ●

EPDM ✹

NBR ✹

CR ✹ CSM

CM

ECO

FPM

IIR ✹

Halo IIR ✹





0

1

2

3

4

5

6

7

8

Control WB 212 WB 222 WB 16 W 36 W 33 F A 50 P

Estudios comparativos de aplicación de Agentes Lubricantes.

LubricantesSeleccionados en NBR 65Sh A

Ensayo de Flujo Espiral - Llenado de la Cavidad

Formulación 1730

NBR 34 % ACN, 48MooneyFEF N-550ZnOÁcido esteáricoTMQDOPTETDSTRUKTOL SU 50Auxiliar de procesamiento

100.0

50.05.01.01.0

10.01.51.05.0

Lubricantes Seleccionados en NBR 65 SH A

Propiedades Físicas Estudio 1730

CONTROL

WB212

WB222

WB 16 W 36 W 33 F A 50 P

VISCOSIDAD MOONEYML 100 ºC (1+4)

60 55 54 55 58 56 53

Cura: 15'/160 ºC

MODULO A 300% [Mpa] 9.5 8.8 8.6 8.8 8.9 8.3 7.9

CARGA DE ROTURA [Mpa] 13.7 13.4 12.5 13.0 12.9 13.1 12.0

ALARGAMIENTO ALA ROTURA

[%] 460 480 490 460 490 490 490

DUREZA Shore A 64 63 64 64 64 63 62

DEFORMACIÓNPERMANENTE POR COMPRESION22h/70ºC

[%] 10 10 9 15 11 11 19

[g]




0

1

2

3

4

5

6

Co ntro l WB 212 WB 222 WB 16 W 36 W 33 F

Lubricantes Seleccionados en CR 75 SH A


Formulación 1402

Baypren: C 210Maglite DEFEF N-550Aceite NafténicoAcido EsteáricoZnOSTRUKTOL ETU 75Auxiliar de procesamiento

100.0

4.050.010.0

1.05.05.05.0

Lubricantes Seleccionados en CR 75 SH A

Propiedades Físicas

Estudio 1402

CONTROL

WB212

WB222

WB 16 W 36 W 33 F


92 76 70 71 80 74

Cura: 15'/170 ºC

MODULO A 100% [MPa] 7.0 6.8 6.3 5.6 6.5 5.8

CARGA DE ROTURA [MPa] 17.3 15.3 17.2 16.8 16.9 17.3


[%] 190 180 200 210 200 200

DUREZA Shore A 76 77 76 76 77 75


[%] 11 12 10 15 13 10

[g]




0

1

2

3

4

5

6

Control WB 212 WB 222 WB 16 W 36 W 33 F A 50 P

Lubricantes Seleccionados en EPDM 65 SH A


Formulación 2509

Keltan 520

FEF N-550ZnOAceite ParafínicoAcido EsteáricoTMTDAzufreAuxiliar de procesamiento

100.

050.0

5.010.0

1.02.50.35.0

Lubricantes Seleccionados en EPDM 65 SH A


Estudio 2509

CONTROL

WB212

WB222

WB 16 W 36 W 33 F A 50 P


86 77 70 78 80 82 72

Cura: 15'/170 ºC

MODULO A 300% [Mpa] 6.5 5.9 5.4 6.0 5.4 4.5 *)

CARGA DE ROTURA [Mpa] 16.3 16.0 13.5 15.7 15.8 15.3 *)

ALARGAMIENTO A

LA ROTURA

[%] 650 700 700 700 730 850 *)

DUREZA Shore A 65 65 64 63 63 63 *)


[%] 26 25 27 29 27 26 *)

*) muy blando para ensayar

[g]




0

1

2

3

4

5

6

Co ntro l WB 212 WB 222 WB 16 W 36 W 33 F A 50 P

Lubricantes Seleccionados en IIR 60 SH A


Formulación 1686

Butyl 268FEF N-550

ZnOAceite NafténicoAcido EsteáricoSTRUKTOL MB T 75TMTDSTRUKTOL SU 95Auxiliar de

procesamiento

100.0050.00

5.0010.001.000.671.301.505.00

Lubricantes Seleccionados en IIR 60 SH A


Estudio 1686

CONTROL

WB212

WB222

WB 16 W 36 W 33 F A 50 P


69 60 57 58 62 62 59

Cura: 25'/170 ºC

MODULO A 300% [Mpa] 6.0 5.2 4.7 4.9 4.7 4.9 3.3



[%] 500 530 560 540 540 540 720

DUREZA Shore A 60 58 58 60 59 58 59

[g]




0

1

2

3

4

5

6


Lubricantes Seleccionados en BR 60 SH A


Formulación 1710

Buna CB 10

FEF N-550ZnOHA AceiteTMQAcido EsteáricoSTRUKTOL CBS 70STRUKTOL SU 95Auxiliar de

procesamiento

100.0

50.05.0

10.01.01.01.32.05.0

Lubricantes Seleccionados en BR 60 SH A


Estudio 1710

CONTROL

WB212

WB222

WB 16 W 36 W 33 F A 50 P


78 71 70 64 70 72 64

Cura: 20'/150 ºC

MODULO A 300% [Mpa] 8.5 7.7 7.5 7.8 7.9 7.7 8.2*)



[%] 410 440 450 420 440 490 350

DUREZA Shore A 63 61 61 61 62 60 63


[%] 29 35 36 45 36 48 54

*) cura: 30'/150 ºC

[g]




0

1

23

4

5

6

7

8


Lubricantes Seleccionados en SBR 65 SH A


Formulación 2526

SBR 1502FEF N-550ZnOAcido EsteáricoAceite NafténicoTETDTMTDSTRUKTOL SU 95Auxiliar de

procesamiento

100.050.05.01.0

10.01.51.00.65.0

Lubricantes Seleccionados en SBR 65 SH A

Propiedades Físicas Estudio 2526

CONTROL

WB212

WB222

WB 16 W 36 W 33 F A 50 P


76 60 58 57 56 66 58

Cura: 20'/150 ºC

MODULO A 300% [Mpa] 11.6 10.3 9.5 9.2 10.0 10.3 10.1



[%] 350 390 410 400 400 390 400

DUREZA Shore A 66 64 63 65 65 63 63


[%] 12 14 13 14 12 13 17




0

1

2

3

4

5


Lubricantes Seleccionados en NR 60 SH A


Formulación 1677

SMR CV 60FEF N-550ZnOAcido EsteáricoHA AceiteTMQSTRUKTOL TMTD/75STRUKTOL SU 95Auxiliar de

procesamiento

100.050.05.01.0

10.00.53.30.35.0

Lubricantes Seleccionados en NR 60 SH A


Estudio 1677

CONTROL

WB212

WB222

WB 16 W 36 W 33 F A 50 P


57 54 57 52 55 57 51

Cura a 150 ºC [min] 10 11 11 9 9 11 12

MODULO A 300% [Mpa] 13.6 10.4 10.4 10.7 10.1 11.4 10.3


ALARGAMIENTO A

LA ROTURA

[%] 430 470 480 480 490 470 480

DUREZA Shore A 60 59 60 60 60 60 60


[%] 21 23 23 24 26 23 24




Altas velocidades de extrusión con STRUKTOL WB 16

STRUKTOL WB 16 fue evaluado en SBR 1778 y en SBR 1712, utilizando una formulaciónacadémica, como ejemplos de elastómeros no polares.Se usó una extrusora de laboratorio con alimentación fría, GS 30/k-10D (Troester), equipada con una

boquilla para cordón de 6 mm, a una velocidad del tornillo de 50 min-1.Para los compuestos de control la cantidad de muestras fue de n = 5 y, para los ensayos de extrusiónmás rápida, conteniendo el STRUKTOL WB 16 fue de n = 4.

Formulación 2965

-1 -2 -3 -4

SBR 1778 1) 100.0 100.0 - -

SBR 1712 2) - - 100.0 100.0

SRF N-774 75.0 75.0 75.0 75.0

ZnO 5.0 5.0 5.0 5.0

Ácido esteárico 1.0 1.0 1.0 1.0

TMQ 1.0 1.0 1.0 1.0

STRUKTOL WB 16 - 4.0 - 4.0

MBTS 1.3 1.3 1.3 1.3

MPT 3) 0.4 0.4 0.4 0.4

S 2.0 2.0 2.0 2.0

1) Nominal ML 100 (1+4) = 49

2) Nominal ML 100 (1+4) = 52

3) Bis-(4-metil-piperazino)-tiuramdisulfuro




Propiedades vulcanizadas (Cura: 15'/160 ºC)

-1 -2 -3 -4

M 100 [Mpa] 5.7 5.0 5.4 4.3

CR [Mpa] 13.9 15.0 14.7 13.8

ER [%] 190 220 240 270

Rebote [%] 44 39 35 31

SH A 68 68 68 67

CP, 22 h/70 ºC [%] 10 13 12 16

S 2.0 2.0 2.0 2.0

Extrusión

-1 -2 -3 -4

Velocidad de extrusión [m.min-1] 3.3 4.27 3.45 4.17

Peso del extrudado [g.m-1

] 60 56 57 54

Caudal [g.min-1] 196.2 238.3 197.7 225.0

Presión del material [bar] 53 40 51 42

Temperatura del material [ºC] 86 84 85 83




Estudios comparativos: STRUKTOL WS 280 en Pasta en FKM

Los lubricantes seleccionados(WB222 y WS180) fueron evaluados en caucho fluorado curado con peróxido comparándolos con cera carnauba .Se realizaron pruebas de inyección en un Arburg Allrounder 220-90-350, máquina del tipo deinyección a tornillo. Se utilizó un "Molde Araña " DuPont a fin de examinar las propiedades de flujo y

desmolde.

Resultados

El STRUKTOL WS 280 en Pasta es el que mejor se comporta en el ensayo de flujo y da un excelentedesmolde. No se observan signos de contaminación del molde.

El STRUKTOL WB 222 tuvo un comportamiento un tanto inferior a la cera carnauba.

El STRUKTOL WS 180 da un buen flujo en el molde y un moderado desmolde. En su

comportamiento es similar a la carnauba.El control exhibe un flujo pobre y se adhiere fuertemente al molde con las coladas desgarradas. Seobservaron importantes incrustaciones en el molde

Formulación 3841.1

-1 -2 -3 -4 -5

Viton GBL-90 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0

N 990 30.0 30.0 30.0 30.0 30.0

Oxido de zinc, activo1) 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0

STRUKTOL WB 222 2.0

STRUKTOL WS 180 2.0

STRUKTOL WS 280 Pasta 2.0

Cera carnauba 2.0

Diak Nº. 82) 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0

Luperco 101 3) 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0

1) Utilizado como un aceptor ácido

2) Isocianurato de trimetilalilo, coagente (DuPont)

3) 2.5-dimetil-2.5-bis(t-butilperoxi)hexano, líquido (ATOCHEM)




Flujo en Molde Araña

Figura 61

CERA CARNAUBA




Estudios comparativos: STRUKTOL WB 42 - Estudio de Afloramiento

El STRUKTOL WB 42 fue evaluado en un compuesto de EPDM, 75 Shore A, vulcanizado con peróxido. Fue comparado con un producto competitivo (Competencia A) sabiendo que contienecantidades variantes de alcohol estearílico (1-octadecanol). El alcohol estearílico posee una solubilidadlimitada en caucho y por lo tanto es susceptible de aflorar.

El STRUKTOL WB 42 está constituido por materias primas bien definidas, exhibe una excelenteuniformidad y no contiene alcohol de ácido graso.

Como se muestra en la Figura 62, aún a altos valores de dosaje, hasta 10 phr fueron utilizados en esteestudio, el STRUKTOL WB 42 no causó afloramiento. Sin embargo, el Competencia A produjo unafloramiento importante. Las propiedades del vulcanizado se mantuvieron en un nivel aceptable

Formulación 2982

Control Prueba 1 Prueba 2Keltan 720 1) 100.0 100.0 100.0-

FEF N-550 90.0 90.0 90.0

Sunpar 2280 25.0 25.0 25.0

ZnO 5.0 5.0 5.0

TMQ 1.0 1.0 1.0

Trígonox 17/40 2) 7.5 - -

STRUKTOL WB 42 - 7.5 -

Competencia A - - 7.5

1) Tipo DCP de EPDM (DSM)

2) 4,4-diter.butilperoxi n-butilvalerato, 40 % (Flexsys)




Propiedades físicas

Control Prueba 1 Prueba 2

ML 100 (1+4) 100.0 100.0 100.0-

ODR a 160 ºC 90.0 90.0 90.0

t2 25.0 25.0 25.0

t90 5.0 5.0 5.0

Vulcanizado: 15'/160 ºC

Módulo 100 % [Mpa] 5.9 4.1 4.1

Resistencia a la Tracción. [Mpa] 13.2 12.6 12.6

Alargamiento de rotura [%] 210 270 280

Dureza [ºSh] 74 73 71

Deformación por compresión

22h/70 ºC

[%] 17 25 23

Afloramiento nada nada Fuerte

Estudio de Afloramiento - EPDM

Figura 62




Estudios de aplicación:STRUKTOL ZP 1014 - Agente de cura para XNBR

El STRUKTOL ZP 1014 es una preparación al 50 % de peróxido de zinc el cual se utiliza como unactivador de cura de acción más segura en NBR carboxilado. El peróxido de zinc disponiblecomercialmente se produce haciendo reaccionar óxido de zinc con peróxido de hidrógeno en procesohúmedo.

Mientras el óxido de zinc no tratado reacciona rápidamente con las posiciones carboxílicas delelastómero el STRUKTOL ZP 1014 no reacciona. A fin de que reaccione, el peróxido debe ser descompuesto en óxido de zinc por el calor y por ácidos orgánicos, como el ácido esteárico, a lastemperaturas de vulcanización.

En al figura 63 se muestra como la seguridad de prevulcanización y la estabilidad en la estantería de uncompuesto típico de XNBR pueden mejorarse por el óxido de zinc con diferentes grados de actividad.Se ilustran el Scorch Mooney luego del almacenaje y el Scorch de reómetro luego de 24 horas. Lacomparación incluye una dispersión de peróxido de zinc al 50 % en polímero(similar al StruktolZP1014).

Peróxido de Zinc vs. Diferentes Oxidos de Zinc

Scorch y Estabilidad en Almacenaje

Zinc Peroxide vs. different Zinc OxideScorch and Shelf Stability

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

24 h/RT4 w/RT8 w/RT

ZnO ZnO ZnOZnO 2

1)

BET-surface 1.5 - 2.2 8 25

[m²/g]

ODR at 160 °C 6.2 4.3 2.5 2.5

t2[min]

1) 50 % ZnO2 in NBR

Mooney Scorch

MS 150 °C,

t5 [min]

Figura 63

En contraste con los peróxidos orgánicos que producen uniones C-C, la reacción entre los gruposcarboxílicos y el óxido proveniente de la descomposición del peróxido de zinc resulta en unionesiónicas.




Estudios comparativos: STRUKTOL ZEH vs. Ácido Esteárico en NR

El zinc 2-etilhexanoato (ZEH) es un activador soluble en caucho bien conocido, mayormente usado encompuestos de NR para mejorar las características de stress por relajación y reducir el “creep”. Este seutiliza principalmente en combinaciones con sistemas de cura VE solubles. Este estudio muestra lainfluencia del STRUKTOL ZEH en la consistencia de las propiedades dinámicas den un sistema VE

soluble.

Como se ve en los resultados, el módulo dinámico (E'), módulo de pérdida (E'') y el factor de pérdidatangente de delta pueden variar significativamente si los compuestos conteniendo ácido esteárico sonalmacenados durante un período largo de tiempo. También la compresión permanente a temperaturaambiente es mejor con ZEH, mientras a elevadas temperaturas, el ácido esteárico da resultadosligeramente mejores.

Los ensayos dinámicos fueron realizados con un Dynaliser (Bergougnan/Bélgica), y la dispersión delos resultados está expresada como porcentaje de desviación respecto del valor medio. La cantidad demuestras fue n = 8.

Formulación 2608ZEH Ácido Esteárico

SMR CV 60 100.0 100.0

ZnO 5.0 5.0

SRF N-762 25.0 25.0

Flectol H 2.0 2.0

STRUKTOL ZEH 2.0 -

Ácido esteárico - 2.0

MBS 1.44 1.44

TMTD 0.6 0.6

S 0.6 0.6

Propiedades vulcanizadas:(Cura: 20'/150 ºC)

M 300 [Mpa] 4.9 5.2

C.R. [Mpa] 26.0 26.9

E.R. [%] 610 610

Rebote [%] 69 68

SH A 46 49

C.P. 3d/TA [%] 10 13

C.P. 22h/70 ºC [%] 21 20




Propiedades Dinámicas

Muestras vulcanizadas 24 h luego del mezclado

STRUKTOL ZEH

Frecuencia E' (N/mm2) E'' (N/mm2) TAN DELTA

0.005 2.95 1 % 0.0355 5 % 0.0182 5 %0.05 2.01 1 % 0.0451 4 % 0.0224 3 %0.1 2.03 1 % 0.0484 3 % 0.0238 3 %0.5 2.09 1 % 0.0572 4 % 0.0274 3 %1 2.11 1 % 0.0615 4 % 0.0291 3 %

15 2.18 1 % 0.0727 5 % 0.0333 4 %10 2.21 1 % 0.0781 5 % 0.0353 5 %100 2.34 2 % 0.0992 8 % 0.0424 7 %

Ácido Esteárico


0.005 2.16 1 % 0.0405 3 % 0.0187 3 %0.05 2.23 1 % 0.0469 2 % 0.0211 1 %

0.1 2.25 1 % 0.0490 1 % 0.0218 1 %0.5 2.3 1 % 0.0543 1 % 0.0236 1 %1 2.33 1 % 0.0567 1 % 0.0244 2 %15 2.39 1 % 0.0628 2 % 0.0263 3 %10 2.41 1 % 0.0656 3 % 0.0272 3 %100 2.52 1 % 0.0760 4 % 0.0302 4 %




Muestras vulcanizadas 16 días luego del mezclado

STRUKTOL ZEH


0.005 1.66 5 % 0.0307 10 % 0.0185 8 %0.05 1.71 5 % 0.0378 5 % 0.0222 4 %0.1 1.73 5 % 0.0403 4 % 0.0234 3 %0.5 1.77 5 % 0.0468 4 % 0.0265 5 %1 1.79 5 % 0.0499 5 % 0.0279 6 %15 1.85 5 % 0.0579 8 % 0.0315 10 %10 1.87 5 % 0.0618 10 % 0.0331 11 %100 1.97 4 % 0.769 15 % 0.0390 16 %

Ácido Esteárico


0.005 1.99 20 % .0472 21 % .0238 6 %0.05 2.06 20 % .0568 21 % .0275 6 %0.1 2.09 20 % .0602 22 % .0287 8 %0.5 2.16 20 % .0688 25 % .0318 13 %1 2.19 20 % .0729 26 % .0332 15 %15 2.27 20 % .0837 30 % .0366 20 %10 2.3 20 % .0890 32 % .0382 22 %100 2.45 20 % .109 40 % .0439 29 %




Estudios comparativos: Homogeneización NBR/EPDM 70/30(Brabender sin la placa frontal)

STRUKTOL 60 NS FLAKES a 5 phr

Figura 64




Figura 65



Información Util Adicional 114

Casos prácticos:Cuarteamiento

El cuarteamiento es un efecto superficial limitado a los vulcanizados de color claro. Es causado por losagentes atmosféricos:La luz ultravioleta induce la oxidación de la superficie y se forma una película de caucho oxidado.Bajo la influencia del calor y humedad se desarrolla un cuarteamiento o efecto "cocodrilo", por

ejemplo, pequeñas grietas irregulares (similares a aquellas encontradas en cerámica) se observan en losvulcanizados. La superficie de los vulcanizados se cubre con una estructura irregular de arrugascomparables a la piel de naranja (Figura 66)

Vulcanizado no protegido mostrando el cuarteamiento

Figura 66

La exposición prolongada a la luz ultravioleta dará como resultado un endurecimiento y fragilidadsuperficial acompañado de una apariencia atizada.

Mientras los vulcanizados negros son más resistentes a la luz ultravioleta que los de color claro, estos

últimos requieren de la adición de fenoles alquilados o aralquilados como antioxidantes nomanchantes. Los materiales de la fórmula distintos a los antioxidantes no tienen influencia en elcuarteamiento.

Casos prácticos:Escarchado

Este término describe a un blanqueamiento o engrisado de la superficie de los vulcanizados. Estefenómeno es causado por un ataque del ozono, particularmente en condiciones calientes y húmedas, envulcanizados bajo tensión conteniendo cargas blancas como ser sílice.

El escarchado es debido a la exposición de las partículas de la carga en la superficie del vulcanizado.

Para evitar el escarchado se recomienda usar jabones de zinc en vez de peptizantes químicos. Ellosdeben ser combinados con ZMBT y colofonia, a 0.5 phr cada uno, en la etapa de masticación a fin dedesactivar el ozono y el oxígeno. Es deseable una óptima dispersión de la carga. En el ciclo normal demezclado se incorpora una cantidad adicional de antioxidante y cera protectora del ozono.



Información Util Adicional 115

LITERATURAObtenible de Schill & Seilacher, Hamburgo

Trabajo Nº. 12 El uso de resinas homogeneizadoras (40 MS/60 NS) a finde ahorrar energía y reducir los ciclos de mezclado

Trabajo Nº. 15 Auxiliares de procesamiento STRUKTOL para la

industria del caucho moderna.Trabajo Nº. 21 Teoría y aplicación de los auxiliares de procesamiento.Trabajo Nº. 26 Uso de auxiliares de procesamiento para resolver

problemas de procesamiento de neumáticosTrabajo Nº. 31 Agentes de procesamiento en compuestos de elastómeros

para la industria del cable.Trabajo Nº. 2175 Propiedades de extrusión de un compuesto de EPDMInformación Nº. 58 STRUKTOL 40 MS en halobutilo.

Ejemplo de un compuesto para revestimiento interno deneumáticos

Información Nº. 59 Utilización de STRUKTOL WB 16 para mejoramiento deflujo

Información Nº. 62 Flujo mejorado de los compuestos de NR mediante la

utilización de STRUKTOL WB 16.Información Nº. 63 Organosiliconas como auxiliares de procesamiento en laindustria del caucho

Información Nº. 64 Mejoramiento de la relajación de tensión utilizando el jabón de zinc soluble STRUKTOL ZEH

Información Nº. 65 Mejor capacidad de procesamiento de las mezclas decaucho con STRUKTOL WB 212 y STRUKTOL WB222

Información Nº. 66 STRUKTOL Aktivator 73 - un activador de jabón de zinc para sistemas de vulcanización con azufre.

Información Nº. 67 Jabones de Zinc. Nueva evaluación de su aplicación y propiedades en la industria del caucho

Información Nº. 68 Resinas de homogeneización en la industria del caucho

Información Nº. 69 Auxiliares de procesamiento para la industria delrecauchutajeInformación Nº. 70 Jabones de zinc. La nueva generación.



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