Caracterización FT-IR de la superficie de caucho EPDM tratada con plasma de microondas

FT-IR Characterization of EPDM Rubber Surface Treated By Microwave Plasma

Se modificó la superficie de un caucho vulcanizado de monómero de etileno propileno dieno (EPDM) mediante plasma de microondas en Ar, Ar/O₂, N₂/O₂ y N₂/H₂ con el fin de mejorar las propiedades de adhesión. La modificación de la superficie se caracterizó mediante FT-IR/UATR, ya que esta técnica mostró una menor interferencia de los ingredientes de la formulación de EPDM en comparación con otras técnicas utilizadas (ATR KRS-5 y Ge). Se introdujeron grupos oxigenados en la superficie del EPDM tras el tratamiento, incluso en tratamientos sin oxígeno. Estos grupos se formaron cuando la superficie activada se expuso a la atmósfera. En los tratamientos con nitrógeno, se identificaron grupos oxigenados y posibles grupos nitrogenados mediante FT-IR. Se observó una reducción del ángulo de contacto, un aumento del trabajo de adhesión y un aumento de la resistencia al pelado (EPDM × Poliuretano) tras el tratamiento con Ar y N2/H2, lo que se tradujo en una mejora de las propiedades de adhesión de la superficie modificada.

INTRODUCCIÓN

El caucho etileno-propileno-dieno (EPDM) es un elastómero que se destaca por su excelente resistencia a la oxidación, al ozono y a las inclemencias del tiempo. Una de sus principales características es mantener sus propiedades incluso cuando se expone a bajas temperaturas, lo que lo hace especialmente atractivo para aplicaciones en el sector aeroespacial. Además, el EPDM tiene una durabilidad prácticamente indefinida bajo condiciones adecuadas . Este elastómero se obtiene mediante la copolimerización estereoespecífica de etileno, propileno y un dieno no conjugado .

En la industria aeroespacial, el EPDM se ha convertido en una alternativa interesante como material de protección térmica para motores de cohetes, debido a su baja densidad, bajos costos de procesamiento y la ventaja de no liberar productos tóxicos durante su combustión. Esto lo hace preferible frente al caucho de nitrilo (NBR), un copolímero de butadieno y acrilonitrilo, que generalmente se utiliza para este propósito . Sin embargo, los elastómeros de etileno-propileno son básicamente apolares debido a la presencia de grupos metileno (CH2) y metilo (CH3) en su cadena principal, lo que resulta en escasas propiedades adhesivas.

Para mejorar estas propiedades adhesivas, es necesario un tratamiento superficial que introduzca grupos funcionales polares, como los grupos oxigenados y nitrogenados, sin interferir en las características intrínsecas del polímero   . El tratamiento con plasma es una técnica efectiva que cumple con estas características y, además, es inocua para el medio ambiente.