Volumen II - SAM

Congreso SAM/CONAMET 2009 Buenos Aires, 19 al 23 de Octubre de 2009
APLICACIÓN DE ESPECTROSCOPÍA DE RELAJACIÓN DIELÉCTRICA DE BANDA
ANCHA AL ESTUDIO DEL CURADO DE CAUCHOS POLIBUTADIENO
Ana Lucía Rodríguez Garraza [1], Patricio Aníbal Sorichetti[2], Claudia Leda Matteo [2] y
Angel Marzocca [1]
(1) Departamento de Física, LPMPyMC, Facultad de Cs. Exactas yNaturales, Universidad de Buenos Aires
Ciudad Universitaria, Pabellón 1, Buenos Aires (C1428EGA), Argentina
(2) Departamento de Física, LSL, Facultad de Ingeniería, Universidad de Buenos Aires
Av.Paseo Colón 850, Buenos Aires (C1063ACV), Argentina
RESUMEN
Se utilizó espectroscopia de relajación dieléctrica para estudiar la influencia del tiempo de vulcanización en
cauchos polibutadieno (BR) .Para muestras de distintos BR con diferentes tiempos de curado se obtuvieron
los espectros de relajación dieléctrica en el rango de 10 Hz a 1 GHz, a temperatura ambiente.
Se prepararon compuestos basados en el sistema de cura azufre/acelerante TBBS y cauchos cuya
composición tiene distintas proporciones de estructuras cis, trans y vini .
En primer lugar, se caracterizaron los compuestos a partir de curvas reométricas a una temperatura de 160
ºC . Con la información obtenida se prepararon probetas a esa temperatura (con distintos tiempos de
curado) a fin de obtener distintas estructuras de reticulación. Los compuestos de interés eran los
vulcanizados en el punto óptimo de sus propiedades reométricas y los sobrevulcanizados.
El equipo para mediciones consiste en una celda portamuestras coaxial, una interfaz de medición de banda
ancha (para el rango de 10 Hz a 20 MHz) y un reflectómetro coaxial (a frecuencias entre 10 MHz a 1 GHz).
El sistema de adquisición de datos es automático, basado en una computadora personal (PC).
Los resultados obtenidos muestran una clara correlación entre las propiedades dieléctricas y el grado de
avance del proceso de curado. Esto abre posibilidades interesantes para la aplicación de técnicas
dieléctricas en el control del proceso de cura.
Palabras clave: Polibutadieno, propiedades dieléctricas, cinética de reacción, tiempo de curado
1. INTRODUCCIÓN
El caucho polibutadieno, BR, presenta numerosas aplicaciones, en particular como componente de mezclas
elastoméricas vulcanizadas. Como ejemplos cabe mencionar la combinación de BR con caucho natural y/o
caucho estireno butadieno en neumáticos y las resinas ABS.
En compuestos elastoméricos con un sistema de cura basado en azufre y acelerante, la cantidad y tipos de
entrecruzamientos (crosslinks) formados es función no solamente del tiempo y temperatura del proceso de
vulcanización, sino también de la relación azufre/acelerante del compuesto. Los compuestos que contienen
TBBS (N-t-butyl-2-benzothiazole sulfenamide) como acelerante, presentan un largo tiempo de inducción en
comparación con otros acelerantes comerciales [1].
En este trabajo presentamos resultados de mediciones de propiedades dieléctricas para dos polibutadienos
con diferentes contenidos de estructura cis, trans y vinil en su cadena. Las muestras fueron curadas a una
temperatura de 433 K y el grado de avance de la reacción de vulcanización se analizó a partir de datos
reométricos.
2. PREPARACION DE LAS MUESTRAS Y DETERMINACION DEL GRADO DE CURADO
Para la preparación de las muestras se utilizaron dos tipos de polibutadieno comercial: Buna CB25,
denominado en este trabajo como BR1, y Buna CB55 NF, en adelante indicado como BR2 (ambos fueron
provistos por la firma Lanssex). El caucho Buna CB25 está catalizado por neodimio con un alto contenido de
estructura cis-1,4 y gran cantidad de cadenas ramificadas. Por otra parte, el caucho Buna CB55 NF está
catalizado por litio con una estructura de cadenas lineal, un bajo grado de ramificación y un contenido medio
de estructura cis-1,4. En la Tabla 1 se muestran las diferencias en la microestructura de los dos polímeros,
incluyendo el peso molecular en número Mn ; en ambos elastómeros la densidad es 0.91 g/cm 3 .
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