Revista SLTCaucho
Formulaciones
Envejecimiento de artículos de caucho | 1° parte
Jorge Mandelbaum Doctor en química industrial. Consultor técnico independiente. Ex asesor tecnológico en FATE. www.jorgemandelbaum.com
INTRODUCCIÓN
odos conocemos el hecho de que los artículos de caucho sufren, a lo largo de períodos de tiempo más o menos prolongados, una serie de cambios en sus propiedades que conducen a un deterioro parcial o total del artículo (se excluyen los casos en que hay una acción mecánica directa, en dichos casos se habla de abrasión o desgaste). Este deterioro es conocido con el nombre de envejecimiento del caucho y se manifiesta por cambios de aspecto (color, craqueo de la superficie, y otros) y/o cambios en las propiedades mecánicas (dureza, resistencia a la tracción, módulo, y demás) que pueden hacer que el artículo no sea apto para la función para la cual fue diseñado y se requiera su reemplazo. El envejecimiento del caucho influye en alguna medida sobre el tamaño del mercado, ya que la mayor o menor vida útil de los artículos depende de estos procesos de envejecimiento. Y aún nuestra competitividad como fabricantes depende de cuan eficientemente resolvamos este problema. Porque si lo protegemos en exceso, nuestros costos pueden ser mayores que los de nuestra competencia. Por otro lado, si la protección es insuficiente para asegurar la vida útil que espera el mercado, perderemos participación en el mismo.
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Tipos de envejecimiento Una de las primeras preguntas que se nos ocurren al tratar este tema es: ¿qué provoca el envejecimiento del caucho? No hay una causa única y sí una serie de factores que provocan el deterioro del caucho, y normalmente actúan dos o más de estos factores al mismo tiempo, siendo muy compleja la interrelación entre los mismos:
d) Deformaciones repetidas (fatiga) Los artículos sometidos a deformaciones repetidas (correas, cintas, neumáticos, etc) son más proclives que los que se utilizan en forma estática a la aparición de grietas en su superficie. Estas grietas crecen como consecuencia de las deformaciones repetidas y pueden llegar a inutilizar el artículo.
a) Calor Así como la velocidad de las reacciones químicas normalmente aumenta con la temperatura, las reacciones químicas del envejecimiento también lo hacen. En algunos casos la fuente de calor es externa (artículos usados en ambientes a alta temperatura) o interna (artículos sometidos a deformaciones repetidas que generan calor por histéresis).
e) Luz Los artículos expuestos a la luz reciben radiación ultravioleta (UV), que favorece el inicio de reacciones de oxidación. Dado que el negro de humo absorbe gran parte de la radiación UV, los artículos que lo contienen están más protegidos de este efecto.
b) Oxígeno Este factor de envejecimiento es muy importante ya que la gran mayoría de los artículos de caucho se utilizan en presencia de la atmósfera que contiene un 20% de oxígeno. c) Ozono La presencia de ozono en la atmósfera es muy baja, tan solo de 0 a 25 ppcm (partes por cien millones) pero el ozono es muy activo químicamente y está ávido por reaccionar con cauchos que tienen dobles ligaduras en su cadena molecular. Por eso debemos proteger del ozono a los artículos que estarán expuestos al ambiente por períodos prolongados.
f ) Agentes químicos Se presentan dos tipos de situaciones: - Los agentes químicos están incorporados al compuesto,por ejemplo iones de metales pesados como cobre o manganeso, que son catalizadores de las reacciones de oxidación del caucho. Esto se previene minimizando la presencia de metales pesados en las materias primas utilizadas (caucho natural, cargas minerales, pigmentos inorgánicos, entre otros). - Los agentes químicos(hidrocarburos, ácidos y otras sustancias)están en el medio en el que trabaja el artículo. Según la sustancia puede producirse un hinchamiento y una posterior de-