USO POTENCIAL DEL AZUFRE DERIVADO DEL PETRÓLEO EN LA INDUSTRIA DEL CAUCHO.

Ballesteros Ballesteros M.A1; Durán Contreras M.P.1 ; Guerra Puertas S.C. 1; Meriño Cabrera A.D.J 1; Peña Marriaga M.A. 1 ; Sequeda Barros R.E. 1

1. Estudiantes de 5to Semestre de la facultad de Ingeniería, programa de Ingeniería Química de la Universidad del Atlántico. Curso de Química Analítica II. Grupo 2

El objetivo de este documento es resaltar, identificar y describir la manera en la cual se dio uso del método científico, de un artículo de ámbito investigativo que aloja la información sobre el estudio del uso potencial del azufre derivado de petróleo en la industria del caucho, específicamente, en los procesos de vulcanización y se compara con el azufre estándar para este tipo de proceso. Como primera medida, se logra identificar que el problema de la investigación es establecer si el azufre proveniente del petróleo, resulta ser útil o alcanza alta efectividad en el vulcanizado de los principales tipos de cauchos en la industria, tales como SBR (Caucho de Estireno-butadieno) y el NBR (Caucho de Nitrilo) tomando como referencia los resultados obtenidos al vulcanizar los anteriores mencionados con azufre rómbico, el industrialmente más usado para dicho proceso. En este mismo sentido, no obstante, el procedimiento está dirigido a un análisis cualitativo que permita definir propiedades derivadas de la adición de redes de átomos de azufre en el caucho incorporando un aumento de su elasticidad, potencial mecánico, optimizaciones en general del material. Este objetivo de investigación, se empleara en la modificación de los procesos de vulcanización llevados a cabo a escala industrial (Industria del Caucho, Industria de Neumáticos y mangueras) que en adición generara cambios en el uso del petróleo combinado con azufre y afectando las fuentes de sulfuros convencionalmente utilizados.

En cuanto a los factores influyentes en este trabajo investigativo, en primera instancia, las muestras empleadas corresponden a dos tipos de caucho, caucho de nitrilo (NBR) y caucho de estireno-butadieno (SBR), ambos curados con azufre derivado de petróleo (PS) y azufre rómbico comercial (RS). Para preparar dichas muestras se tuvo en cuenta las siguientes concentraciones, dadas en partes por cada ciento de caucho (ppr): (los valores expresados corresponderán a la muestra usada de cada compuesto para el estudio hecho al azufre rómbico y azufre derivado del petróleo, respectivamente); caucho (100-100), óxido de zinc (3-3), acido esteárico (1-1), TBBS* (1-1), Azufre rómbico comercial (1,75-0), azufre derivado del petróleo (0-1,75). En este mismo sentido, la preparación de estas muestras se llevó a cabo a partir de una técnica simple de mezclado con molinos de dos aspas, para lo cual fue requerida una temperatura específica de 50ºC. Adicional a lo anterior, para el estudio y comparación de estas muestras se requirió la determinación de las propiedades visco elásticas de las mismas y consecuentemente el estudio del módulo de almacenamiento (G’), correspondiente a la cantidad de energía almacenada en cada muestra (100ºC- 1,0Hz); cabe resaltar la importancia de la denotación de cada muestra para su identificación y comparación. Finalmente, estas características del curado, así como lo anteriormente mencionado, era regulado minuciosamente debido a que los resultados

reflejarían calidad y cualquier error podría limitar la evolución de una nueva materia prima en la industria cauchera.

En lo que respecta al material y las herramientas, se identifica claramente elementos indispensables a la hora de llevar a cabo el estudio tales como los cauchos que fueron adquiridos a través de la industria Bangkok Synthetics Co., Ltd. El azufre rómbico por su parte fue suministrado por Chemmin Co. Ltd., así como otros ingredientes químicos (ácido esteárico, óxido de zinc,…). Así mismo, se emplearon diversas herramientas especiales tales como: El molino de 2 aspas usado para la mezcla, dispositivo adquirido por LabTech, modelo LRM 150; Durómetro suministrado por Wallace Instruments para medir dureza; La Máquina Universal (prensa para ensayos de tracción y compresibilidad en ingeniería) usado para estudiar las propiedades de tracción y además, analizadores dinámicos para estudiar las características mecánicas de la muestra final (empleando el modelo EPLEXOR® 25 N de Gabo Qualimeter).

Para la consecución de dicho proceso químico llevado a cabo durante la investigación, fue necesario realizar ciertas mediciones, las cuales llevarían a determinar, la eficiencia en el uso de estos compuesto como agentes de vulcanizado. Para ello se hicieron distintas pruebas ya sea utilizando los instrumentos anteriormente mencionados especializados que facilitaban la medición de aspectos como la dureza, propiedades de tracción (rigidez y resistencia al impacto), propiedades mecánicas (tenacidad, resistencia a cambios de temperatura) o pruebas físicas que permitían determinar la fracción de volumen de caucho hinchado aplicando ecuaciones matemáticas , midiendo distintos volúmenes observados al pesar cortes de caucho de 10 mm x 10 mm x 2 mm antes y después de empaparlos en tolueno y acetona como disolventes durante 7 días.

En lo que refiere a los resultados, se observó que las tendencias y comportamientos se reflejaron en gráficas y tablas las cuales permiten claramente observar las discrepancias entre los comportamientos mostrados por el caucho, así como la calidad del mismo, luego de ser vulcanizado por los distintos tipos de azufres y de esta manera responder, satisfactoria y claramente, la situación problema. La veracidad de las mismas están sujetas a la eficiencia de las maquinas usadas para cada estudio y no se conoce un grado de confiabilidad específico para cada dato tomado.

Con base en lo anteriormente dicho, se puede resaltar la importancia de conocer y regirse del método científico para la consecución de un proyecto investigativo, y la manera en la que el conocimiento de éste facilita tanto al ponente la manera de llevar y comunicar la investigación, como al lector quien con un previó concepto de dicho método puede interpretar de manera más eficaz la información y extraer la mayor cantidad de conocimiento de la misma.