Mezclas NR/SBR: Influencia de la secuencia de adición de aditivos y del tipo de relleno en las propiedades mecánicas

NR/SBR Mixtures: Influence of the Additives Addition Sequence and Filler Type on Mechanical Properties

En este trabajo se prepararon mezclas de caucho natural (NR) y copolímero estireno-butadieno (SBR) en proporción 1/1. Se evaluó la secuencia de incorporación de los aditivos y la influencia de las cargas, como la mica y el negro de humo, en las propiedades físico-mecánicas. Las mezclas se prepararon en un molino de dos cilindros, según la norma ASTM D 3182, utilizando cuatro estrategias para la incorporación de los aditivos. Se investigaron las propiedades reométricas y mecánicas de resistencia a la tracción y al desgarro, elongación a la rotura, dureza (Shore A) y densidad de reticulación de los vulcanizados, de acuerdo con la norma ASTM correspondiente. Los resultados mostraron que el mejor rendimiento mecánico se conseguía cuando los aditivos se incorporaban a la matriz de SBR. El negro de humo fue más eficaz en la mejora de la mayoría de las propiedades mecánicas de los compuestos de caucho, tanto en los compuestos con uno solo de los cauchos como en sus mezclas.

INTRODUCCIÓN

La síntesis de nuevos materiales elastoméricos ha sido reemplazada por mezclas que involucran dos o más matrices elastoméricas conocidas y/o la incorporación de aditivos en estas composiciones[1]. La elección de cauchos, así como los aditivos a incorporar, se realiza según las propiedades deseadas a alcanzar. Hay varias razones por las cuales se mezclan los cauchos: para mejorar propiedades en comparación con el elastómero original[2], para mejorar el procesamiento o reducir costos. La mayoría de los cauchos no son compatibles entre sí, por lo que se forman sistemas heterogéneos en los que se preservan las estructuras de cada fase, permitiendo mantener propiedades importantes en las mezclas.

La mayor dificultad presentada por las mezclas elastoméricas radica en obtener una vulcanización homogénea en todas las fases, dado que los aditivos incorporados tienen diferentes solubilidades en relación con cada uno de los elastómeros, y estarán en mayor cantidad en la fase con la que tienen mayor afinidad. Se ha reportado que en sistemas complejos como composiciones elastoméricas, donde se incorpora una amplia variedad de aditivos, la manera en que estos se incorporan en la matriz elastomérica puede resultar en materiales con propiedades diferentes, sin necesidad de desarrollar nuevas formulaciones[3,4].

Otra forma de intentar mejorar ciertas propiedades de los cauchos y sus mezclas es mediante el uso de aditivos especiales, denominados cargas, que incluyen negro de carbono y mica.