Influencia de la mica en las propiedades mecánicas y dinámicas de los compuestos de caucho natural

Influence of Mica on Mechanical and Dynamic Mechanical Properties of Natural Rubber Compositions

En este trabajo se estudió la influencia de la mica en las propiedades mecánicas y mecánicas dinámicas de composiciones de caucho natural vulcanizado. También se determinó la densidad de reticulación de las composiciones. Los datos se compararon con los de la composición sin relleno. Los resultados indican un aumento del módulo, la dureza, la densidad de reticulación y el juego de compresión, así como una disminución de la resiliencia y la resistencia a la abrasión de las composiciones de caucho natural al aumentar el contenido de mica. El mejor rendimiento para la resistencia al desgarro y la tensión a la rotura se alcanzó con 30 phr de mica. El comportamiento mecánico dinámico de los compuestos (DMTA) concuerda con sus propiedades mecánicas.

INTRODUCCIÓN

El caucho natural (NR) es uno de los polímeros más consumidos en todo el mundo debido a su combinación de propiedades, como la elevada resistencia a la tracción y al desgarro, así como sus excelentes propiedades dinámicas. La competencia entre el NR y los elastómeros sintéticos se centra en las propiedades que ofrecen, así como en el precio y la disponibilidad.

Al diseñar un compuesto elastomérico para una aplicación específica, es crucial considerar el costo del artefacto final y las propiedades deseadas. Las propiedades finales del NR dependen del grado de vulcanización, la formulación elegida, el tipo y la cantidad de relleno, y, en ocasiones, del color, la transparencia o la opacidad del material. La elección de cargas es fundamental para mejorar las prestaciones mecánicas y reducir el costo, especialmente en elastómeros con un módulo bajo.

El negro de humo es la carga más utilizada para aumentar el rendimiento mecánico de los compuestos elastoméricos. Aunque no es barato, su precio es inferior al de la sílice, que también se utiliza para mejorar las propiedades mecánicas de los elastómeros. La sílice tiene la ventaja de permitir que el artefacto tenga diferentes colores debido a su color claro, a diferencia de otros materiales de carga de color claro como arcillas o carbonatos, que ofrecen un rendimiento tecnológico inferior.

La mica, por otro lado, ha sido ampliamente utilizada como relleno en termoplásticos y termoestables, aunque su uso en elastómeros está menos estudiado. La importancia de la mica en los polímeros radica en su bajo costo, abundancia en Brasil, y excelentes propiedades de aislamiento eléctrico y térmico. La mica es un grupo de minerales filosilicatos con la fórmula general KM(AlSi3O10)(OH)2, donde M puede ser Al, Fe, Mg, o combinaciones de estos metales. Los tres miembros comercialmente importantes del grupo de mica son muscovita, flogopita y biotita.