Potential of the application of the modified polysaccharides water solutions as binders of moulding sands

Aplicación potencial de las soluciones acuosas de polisacáridos modificados como aglutinantes de arenas de moldeo

En este estudio se presentan los resultados de las pruebas preliminares de determinadas propiedades de las arenas de moldeo con el aglutinante en forma de solución acuosa al 5 % de sal sódica de carboximetilalmidón (con un grado de sustitución (DS) de 0,2 y 0,87). Las propiedades de la arena de moldeo, como la permeabilidad, la resistencia a la abrasión y la resistencia a la tracción y a la flexión, tras el curado, se muestran en una serie de ensayos. El proceso de curado se llevó a cabo en un campo de radiación electromagnética dentro de la gama de las microondas. El efecto del tratamiento con microondas sobre la arena de moldeo fue la evaporación del agua (disolvente del aglutinante) y la reticulación del aglutinante polimérico. Como resultado se obtuvieron arenas de moldeo curadas con propiedades particulares, esenciales en el contexto de su aplicación en la tecnología de moldes en la industria de la fundición.

INTRODUCCIÓN

Actualmente, la tecnología de las arenas de moldeo está dominada por los ligantes orgánicos sintéticos, a menudo tóxicos. Por razones ecológicas, el objetivo de las investigaciones es desarrollar nuevos aglutinantes para arenas de moldeo con biopolímeros, originados a partir de recursos naturales renovables, con un impacto reducido en el medio ambiente [1-8]. En el ciclo de investigación destinado a desarrollar nuevos aglutinantes y determinar la capacidad de aglutinar arenas de moldeo mediante biopolímeros, se realizaron exámenes de las propiedades fisicoquímicas [9], la estabilidad térmica [10] y la posibilidad de recuperación de arenas usadas [11, 12]. La elección del agente endurecedor y la determinación del mecanismo de reticulación del polímero en la arena de moldeo son muy importantes. El conocimiento de las propiedades del aglutinante permite predecir la calidad de la colada [13].

El ejemplo de tal biopolímero ecológico es el almidón modificado en forma de sal sódica del carboximetilalmidón (CMS - Na), comúnmente utilizado como adhesivo en las industrias textil, papelera, farmacéutica, etc. También hay indicios de que el CMS - Na es un material aglutinante de matriz adecuado en arenas de moldeo utilizadas para la fundición [14, 15].

El CMS - Na es un derivado del almidón obtenido en la reacción de eterificación del ácido monocloroacético. Dependiendo de las condiciones de reacción en la preparación del carboximetilalmidón, se obtienen sustancias de diferentes propiedades. Los cambios en la molécula de almidón vienen determinados por el grado de sustitución (DS), que se define como el número medio de grupos hidroxilo sustituidos en cada anillo de glucopiranosa. Tales propiedades del CMS como la solubilidad en agua y la higroscopicidad aumentan en proporción al grado de sustitución [16, 17].