Resumen

Se estudió la variación de las propiedades mecánicas bajo compresión uniaxial y el desgaste abrasivo en la sección transversal de piezas gruesas de caucho acrilonitrilo (NBR) reforzadas con negro de humo, teniendo en consideración que en este tipo de piezas las propiedades obtenidas durante la vulcanización no son homogéneas, debido a la baja difusividad térmica de los cauchos. Se realizaron ensayos de desgaste abrasivo en seco, buscando identificar la relación entre la resistencia al desgaste abrasivo y las propiedades mecánicas en compresión, como el módulo elástico y la dureza. Se evaluaron muestras en estado de entrega tras el proceso de vulcanización, luego expuestas al ambiente durante tres meses y, posteriormente, envejecidas en una cámara UV. El envejecimiento ambiental rigidiza los materiales estudiados, pero disminuye la resistencia al desgaste del material proveniente del núcleo de las piezas. El envejecimiento UV disminuyó el módulo elástico, pero su efecto sobre la resistencia al desgaste depende del estado de envejecimiento previo. La dureza no presentó una relación directa ni con el módulo elástico ni con la resistencia al desgaste, por lo cual no puede usarse como propiedad para la selección de cauchos NBR sometidos a desgaste abrasivo. La información obtenida permite generar criterios para el diseño de componentes basados en este tipo de cauchos.

I. INTRODUCCIÓN

El caucho nitrilo (NBR, por sus siglas en inglés) es un elastómero copolímero sintético de butadieno y acrilonitrilo, ampliamente usado, gracias a su excelente relación costo/beneficio, en aplicaciones donde se requiere la combinación de propiedades como resistencia a aceites y grasas, bajo valor de compression-set, resistencia al desgaste y resistencia al desgarre [1-4]. El comportamiento de cauchos NBR en condiciones abrasivas ha sido objeto de estudio por su importancia para aplicaciones industriales [3-6], y existe un consenso sobre la dependencia de la resistencia al desgaste abrasivo con la heterogeneidad de la densidad de enlaces entrecruzados [1], la adición de cargas reforzantes nanoestructuradas [2], las propiedades viscoelásticas [3], la temperatura de trabajo [6-7], el sistema de vulcanización [8], la carga normal de contacto [9] y las cargas reforzantes [10-11]; sin embargo, el efecto del envejecimiento sobre la resistencia al desgaste del NBR es aún objeto de estudio.

Molnar et al. reportan que la resistencia al desgaste abrasivo de un NBR que estuvo expuesto al medioambiente durante el servicio en una mina se incrementó con el envejecimiento en condiciones oxidativas [4]. Degrange et al. sometieron a envejecimiento acelerado NBR con diferentes contenidos de acrilonitrilo y reforzados con negro de humo, y encontraron que el material con el mayor contenido de acrilonitrilo mejoró su resistencia al desgaste por deslizamiento con el envejecimiento, mientras que la otra formulación presentó el comportamiento opuesto; los autores afirman que no poder predecir la respuesta frente al desgaste de los NBR cuando se exponen a envejecimiento constituye un serio inconveniente [3].

• Materias:Propiedades mecánicas Desgaste de masas Caucho
• Subjects:Mechanical properties Mass-wasting Rubber
• Palabras claves:Caucho NBR; Pruebas de compresión uniaxial; Desgaste abrasivo.
• Keywords:NBR rubber; Uniaxial compression tests; Abrasive wear.