Propiedades mecánicas y resistencia a la llama de los compuestos de SBR/negro de carbono/hidróxido de aluminio

Mechanical Properties and Flame Resistance of SBR/Carbon Black/Aluminun Hydroxide Composites

Se desarrollaron formulaciones vulcanizables de SBR (copolímero de butadieno-estireno) con el objetivo de obtener materiales de alto rendimiento mecánico con resistencia a la llama y bajo coste. Se utilizó hidróxido de aluminio (ATH) como agente supresor de la llama y del humo, además de los aditivos convencionales empleados en los elastómeros de dieno, como óxido de zinc, ácido esteárico, azufre, negro de humo (NF) y acelerador TBBS (N-t-butil-2-benzotiazol sulfenamida). Para alcanzar el objetivo propuesto, se utilizaron diferentes cantidades de relación ATH/NF en estas formulaciones. Los compuestos resultantes se caracterizaron mediante los siguientes ensayos: resistencia a la tracción, resistencia al desgarro, dureza, compresión, resistencia a la llama e índice de oxígeno limitante (LOI). En base a los resultados obtenidos con las formulaciones empleadas para SBR, se pudo concluir que el negro de humo en el rango de 25-50 phr y el hidróxido de aluminio en cantidades superiores a 125 phr, caracterizan a los composites finales por tener altas prestaciones mecánicas, resistencia a la llama y bajo coste, como consecuencia de la gran cantidad de carga incorporada.

INTRODUCCIÓN

Las composiciones elastoméricas utilizan una amplia variedad de aditivos para modificar o alterar determinadas propiedades específicas del caucho. Estos aditivos incluyen, por ejemplo, agentes espumantes, odorantes, fungicidas y retardantes de llama[1-3].

El objetivo de este trabajo es desarrollar formulaciones de SBR vulcanizables con altas prestaciones mecánicas, resistencia a la llama y bajo coste.

Para alcanzar el objetivo propuesto, se utilizó hidróxido de aluminio (ATH) como retardante de llama y supresor de humos[2,3], además de los componentes tradicionales de un compuesto de caucho[1] como son: activadores (óxido de zinc y ácido esteárico), sistema de vulcanización (azufre y el acelerador TBBS, N-t-butil-2-benzotiazol-sulfenamida), y carga de refuerzo (negro de humo - NF).

Así, se añadieron cantidades variables de la relación ATH/NF a las formulaciones vulcanizables de SBR y se llevaron a cabo las siguientes pruebas: análisis reométrico[4a], resistencia a la tracción[4b], resistencia al desgarro[4c], dureza[4d], deformación compresiva permanente (PCD)[4e], resiliencia[4f], índice de oxígeno límite (LOI)[4g] y quemado vertical[5].

Se eligió el SBR porque es el elastómero de menor coste y muy versátil para la transformación de artículos. La elección de un agente ignífugo se debe a la necesidad de tener propiedades de no inflamabilidad, incluso en artefactos domésticos.