TPVs de PA/NBR: Sistema de reticulación y propiedades

PA/NBR TPVs: Crosslink System and Properties

Se prepararon vulcanizados termoplásticos (TPV) a base de poliamida (PA6,6-6) y caucho nitrílico (NBR) mediante vulcanización dinámica en un mezclador interno basado en un sistema de curado mixto con peróxido de dicumilo como componente principal y bismaleimida y azufre como coagentes. Se estudió la proporción de los componentes, así como la influencia del contenido de azufre en las propiedades mecánicas y el juego de compresión. Las morfologías se determinaron mediante microscopía electrónica de barrido. Todos los TPV presentan mejores propiedades que la mezcla. Se obtuvieron dominios elastoméricos de ca. 5 μm para el sistema de curado peróxido de dicumilo/bismaleimida/azufre (DCP/BMI/S) en una proporción de 2,4/0,4/0,7 php, independientemente de la forma del NBR (miga o polvo). Estos materiales mostraron excelentes propiedades mecánicas, alcanzando una tensión de rotura de unos 20 MPa. El uso de azufre como coagente de curado confiere al material propiedades únicas. Todos los TPV mostraron una buena resistencia a los disolventes no polares (isooctano y aceite 20W50) y valores similares para el conjunto de compresión.

INTRODUCCIÓN

Los elastómeros termoplásticos (TPE) combinan las propiedades elásticas de los cauchos a las temperaturas de aplicación habituales con los polímeros termoplásticos a altas temperaturas[1-4]. Estas características son consecuencia de la morfología resultante de la diferente naturaleza química de los constituyentes y su proceso de producción. En el caso de copolímeros formados por bloques rígidos y flexibles y termoplásticos olefínicos (TPO), esta morfología se define durante el proceso de síntesis[5]. En el caso de los vulcanizados termoplásticos (TPV), la morfología se define durante el proceso de vulcanización[5-7]. Depende esencialmente de la naturaleza química, viscosidad, proporción de constituyentes (termoplástico/caucho), de los agentes reticulantes, de la presencia o ausencia de agentes compatibilizantes y el propio proceso de vulcanización dinámica[5-7]. Los agentes reticulantes deben actuar preferentemente sobre la fase elastomérica, provocando una rápida reticulación in situ. 

El aumento de la viscosidad de la fase elastomérica como resultado de la reticulación bajo altas velocidades de cizallamiento, provoca su fragmentación, generando dominios dispersos en la fase termoplástica continua, aunque esta última esté presente en menor proporción en masa. La reticulación aumenta la resistencia mecánica y química, además de reducir significativamente la deformación permanente a la compresión de estos materiales en comparación con las mezclas físicas simples[8-11]. Dadas las características impuestas por la matriz termoplástica, los TPV presentan las ventajas de procesabilidad y reciclabilidad de los termoplásticos respecto a los cauchos termoestables convencionales. Estos son los factores responsables de la elevada tasa de crecimiento anual de entre el 6 y el 7% alcanzado por los TPV en la última década, sustituyendo al caucho termoestable convencional en muchas aplicaciones donde se requieren perfiles complejos, como juntas de ventanas y puertas de automóviles, cubiertas de cables y mangueras, entre otros[12,13].