Caracterización térmica y reológica del caucho de neumático triturado devulcanizado por microondas

Thermal and Rheological Characterization of Ground Tire Rubber Devulcanized by Microwaves

Se sometió caucho de neumático molido a un tratamiento con microondas para promover su desvulcanización, es decir, la ruptura de los enlaces cruzados entre las cadenas. Se investigó la influencia de los parámetros de tratamiento, como el tiempo de exposición a las microondas y el número de etapas de tratamiento. Tras el tratamiento, se caracterizó el material en términos de sus propiedades térmicas, mediante DSC, dinámico-mecánicas, mediante DMA, y reológicas, mediante reometría capilar. Además, se realizó la extracción de fracciones solubles en soxhlet, para evaluar la cantidad de caucho que efectivamente se desvulcanizó durante el tratamiento con microondas. El tratamiento de desvulcanización demostró ser un método viable para producir un material que puede ser moldeado, de forma similar al caucho virgen. Sin embargo, la desvulcanización completa del material no fue posible en ninguna de las condiciones de desvulcanización utilizadas. El análisis térmico demostró que se inducían cambios significativos en la estructura química cuando el material se exponía a las microondas durante tiempos prolongados.

INTRODUCCIÓN

La reutilización de los cauchos vulcanizados es actualmente uno de los principales problemas en el ámbito del reciclado, porque son termo-rígidos, como resultado de los enlaces cruzados químicos entre las cadenas poliméricas, que impiden su fusión y reprocesamiento. Entre las alternativas para reutilizar estos materiales se encuentran la quema y utilización como fuente de energía y combustible, el uso como rellenos en materiales de construcción, en materiales termoplásticos o termoestables y en la producción de nuevos materiales. En este último caso, es necesario someterlo a algún tipo de tratamiento específico para permitir que se vuelva a moldear. Entre estos tratamientos se encuentra, por ejemplo, la ruptura de estos enlaces cruzados mediante procesos químicos y/o físicos. Esta técnica se denomina desvulcanización.

Contrariamente a lo que su nombre podría sugerir, la desvulcanización de un caucho no es simplemente la inversión del proceso de vulcanización, responsable de la formación de estos enlaces cruzados. Durante la desvulcanización, se imponen al material una serie de modificaciones que le confieren propiedades únicas, diferentes de la composición del caucho antes de la vulcanización. Entre estas modificaciones cabe mencionar: la ruptura de enlaces cruzados, normalmente formados por átomos de azufre; la ruptura de enlaces C-C y C=C en la cadena principal del polímero; la formación de estructuras secundarias en la cadena polimérica, debido a la ruptura de enlaces químicos y la consiguiente aparición de radicales libres; la formación de ramificaciones; y una disminución de la masa molar del polímero.