Evaluación de formulaciones de caucho natural con cargas orgánicas e inorgánicas

Abstract

El presente trabajo se realiza con el fin de evaluar formulaciones de caucho natural (NR) cargado con aserrín, sílice, negro de humo y carbonato de calcio, para lograr determinar que tan bueno es el aserrín como carga para el caucho natural (NR). Para hacer esta evaluación se estudió la influencia del contenido de aserrín y del tamaño de partícula del mismo, en las propiedades reométricas y mecánicas del caucho natural, y se comparó con la influencia que producen las demás cargas. También se estudió el proceso de envejecimiento acelerado en las mezclas cargadas con aserrín y el efecto que produce el agente de acoplamiento Silano , en la mezcla óptima de caucho natural/aserrín. Además se analizó la interacción elastómero-carga de las diferentes formulaciones. Para obtener los resultados necesarios para hacer el análisis de las propiedades de las mezclas envejecidas y no envejecidas, primero se realizó un proceso de mezclado en dos etapas: la primera se realizó en un mezclador interno y la segunda en un molino de rodillos. Después del mezclado se realizaron las curvas reométricas, y luego se procedió a vulcanizar las bandas de las distintas formulaciones mediante la técnica de moldeo por compresión. Después de la vulcanización se prepararon las probetas de los diferentes ensayos (dureza, deformación remanente, resistencia al desgarre, tracción), para así proceder a determinar las propiedades mecánicas respectivas. Además se estudió la interacción elastómero-carga mediante la ecuación de Lorenz y Parks. De los resultados obtenidos se encuentra que, en general el aserrín no mejora significativamente las propiedades del caucho natural, así que se puede decir que este es una excelente carga de relleno, y por su bajo costo es ideal para producir artículos de caucho con un costo de producción bajo. En cuanto a las propiedades mecánicas obtenidas, se encontró que el módulo al 300 %, la resistencia al desgarre y la dureza aumentan con la adición de la carga orgánica. El aserrín de menor tamaño de partícula (50 mesh) imparte una mejor resistencia a la tracción, módulo al 300 %, elongación, dureza y deformación remanente que el aserrín de mayor tamaño de partícula (40 mesh). La mezcla óptima de caucho natural/aserrín fue la de caucho natural cargado con aserrín de 50 mesh con un porcentaje de carga de 30 ppc, y por otra parte se demostró que, el agente de acoplamiento tipo silano afecta el comportamiento reométrico de esta mezcla, pero no afecta sus propiedades mecánicas. Respecto a las propiedades reométricas, se encontró que el torque máximo, el torque mínimo y el tiempo de curado aumentan con el aumento en la proporción de la carga orgánica. También se determinó que el proceso de envejecimiento acelerado produjo un aumento en la rigidez del caucho aparentemente debido a un incremento en el grado de entrecruzamiento.