Ingredientes de las mezclas de látex
Vulcanización con azufre En 1839, Charles Goodyear descubrió la vulcanización del caucho natural con azufre, vulcanizante que aun hoy, después de más de un siglo, se sigue utilizando en dicho proceso. Variadas son las definiciones que podríamos otorgar al proceso de vulcanización. Una primera acepción podría ser: proceso por el cual un elastómero constituido de polímeros lineales se transforma en una red tridimensional, mediante la construcción de retículos, dando al artículo acabado altas propiedades físico-químicas. Otro significado correcto sería: modificación de la cadena principal de las macromoléculas del elastómero, por la adicción de agentes reticulantes, con la intervención de calor. Por último una definición que apunta a la característica elástica: pasaje del elastómero de su estado original plástico a otro elástico con gran resistencia a los agentes del medio ambiente. Para poder entender aún mejor el proceso de vulcanización, existe una cronología de cómo se fue desarrollando este fenómeno.
Cuando se descubre el primer activante, el óxido de zinc, con 5 partes a la mezcla anterior se reduce el tiempo a tres horas. Al descubrir el primer acelerante en 1910, originario de la anilina (la Tiocarbanilida), a las cantidades anteriores se le añaden 2 partes del acelerante y la vulcanización se consigue en una hora y media. Es en 1921 cuando se denota la influencia de los ácidos grasos y un derivado de la tiocarbanilida: el mercaptobenzotiazol (MBT). A las fórmulas anteriores se le añadió una parte de cada uno y la duración de vulcanización fue de 20 minutos. Se descubrió que los ácidos grasos en el caucho natural activan la vulcanización. De ahí que la incorporación de ácido esteárico junto con el acelerante permite alcanzar las máximas propiedades físicas conocidas. A partir de 1940 es cuando comienzan a desarrollarse una serie de acelerantes que van haciendo que los tiempos de vulcanización sean cada vez más cortos. Hoy tenemos tiempos sumamente cortos: 20, 30 o 40 segundos, en algunos casos.
En las formulaciones del látex no es habitual el empleo de ácido esteárico aunque sí en determinadas ocasiones podemos usar un éster de ácido graso tipo oleico, como son el oleato, el caprilato o el laureato potásico, que ayudan a mantener una buena estabilidad mecánica. Este dato es muy importante para mantener una buena estabilidad. Es notorio observar que tuvieron que transcurrir más de 80 años para que la producción de artículos de caucho fuera productiva debido a los tiempos tan largos de cura. Al trabajar un látex (líquido acuoso y con bastante menor viscosidad que la mezcla de caucho seco), la energía empleada para su preparación y elaboración es también mucho más pequeña, con maquinaria más liviana, con menor costo y menor consumo de energía. Al no padecer en ningún momento acciones mecánicas, como ocurre en la masticación del caucho seco, con la correspondiente rotura de las cadenas moleculares, las partículas conservan intactos sus tamaños y masa originales, lo que provoca muy buenas características mecánicas de los vulcanizados.
En 1839, con 100 partes de caucho y 8 de azufre a 140 ºC se tardaba en vulcanizar unas cinco horas.
Acelerantes de vulcanización Los acelerantes son compuestos que añadidos en pequeñas cantidades apresuran notablemente la reacción entre el elastómero y el azufre, y permiten reducir el tiempo de vulcanización.
y durante el cual las propiedades de los vulcanizados no varían. Al hablar de acelerantes hay que considerar el fenómeno de sinergia. Se trata de
potenciar los efectos de dos o más sustancias, en este caso los acelerantes, de forma que su combinación sea más vigorosa que cualquiera de ellas por separado.
Respecto a la primera característica, la velocidad de vulcanización es el mayor o menor grado de activación entre el caucho y el azufre. En referencia a la precosidad, es la tendencia a vulcanizar antes del tiempo deseado. Y por último, la meseta es el período de tiempo desde que se consigue el punto óptimo,
Par de torsión
Acelerante ideal
Al seleccionar un acelerante hay que considerar tres características principales: • Velocidad de vulcanización • Precosidad • Meseta (en francés, Plateau)
Tiempo
Gráfico 1. Reograma teórico de un acelerante ideal.
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