Manual del Caucho - Struktol

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La compatibilidad de los plastificantes con el elastómero es de gran importancia para su óptima efectividad. Está determinada en gran medida por la polaridad relativa del polímero y del plastificante. Una mezcla homogénea y estable del plastificante y el elastómero se logra cuando sus polaridades son casi la misma. En cualquier caso, se requiere una compatibilidad suficiente para lograr la procesabilidad y las propiedades físicas requeridas sin problemas de separación, que pueden ser observados en forma de exudación o eflorescencia o volatilidad o esfumado durante el procesamiento. La Figura 39 lista diferentes elastómeros y plastificantes de éster de acuerdo a su polaridad, que facilita la selección del plastificante adecuado. No se incluyen los aceites minerales. Entre ellos los productos aromáticos tienen una polaridad más alta mientras que los parafínicos son prácticamente no polares. Elastómero Plastificante NBR, ACN muy alto AU, EU NBR ACNalto NBR, ACN medio ACM, AEM CO, ECO CSM CR NBR, ACN bajo CM HNBR SBR BR NR Halo-IIR EPDM EPM IIR FKM Q Figura 39 ALTO BAJO Fosfato Esteres aromáticos de dialquiléter Diésteres de dialquiléter Esteres tricarboxílicos Plastificantes poliméricos Diésteres de poliglicol Diésteres de alquil alquiléter Diésteres aromáticos Triésteres aromáticos Diésteres alifáticos Esteres epoxidizados Monoésteres de alquiléter Monoésteres alquilo Los elastómeros líquidos son plastificantes que pueden ser vistos como aditivos de procesamiento. Ellos se reticulan durante la vulcanización y no pueden extraerse. Las propiedades del vulcanizado tienen una variación insignificante. Entre los plastificantes sintéticos, los ésteres son del tipo más ampliamente usado. Por razones de costo y de compatibilidad se usan principalmente en cauchos polares. Su función principal es modificar las propiedades, más que mejorar el procesamiento. En muchos casos mejoran la flexibilidad a baja temperatura y la elasticidad de los vulcanizados. Son usados preferentemente en NBR, CR y CSM. 36
Los plastificantes de éster pueden dividirse en plastificantes para propósito general y plastificantes especializados que, con la más reciente modificación de propiedades se han vuelto más importantes. Tales propiedades son: • Flexibilidad en frío • Resistencia al calor • Resistencia a la extracción • Retardante de la llama • Comportamiento antiestático De los plastificantes de éster monoméricos, los ésteres de ácido ftálico representan al grupo más grande, ya que son relativamente económicos. La longitud de la cadena de carbono de los componentes alcohol va desde C4 a C11, y a menudo se usan mezclas de alcoholes en el proceso de esterificación. El número de átomos de C y el grado de ramificación determinan las propiedades de los ésteres. Un número grande de átomos de C reduce la compatibilidad, volatilidad y solubilidad en agua. Empeora la procesabilidad y mejora la solubilidad en aceite, la viscosidad y la flexibilidad en frío. Un alto grado de ramificación conduce a un comportamiento pobre a baja temperatura, volatilidad más alta, oxidación más simple y resistividad más alta. Los plastificantes que mejoran, en particular, el comportamiento a baja temperatura y la elasticidad de los vulcanizados, son los diésteres alifáticos de ácidos glutárico, adípico, azeládico y sebácico. Ellos son mayormente esterificados con alcoholes que tienen cadenas ramificadas, tales como 2-Etilhexanol o isodecanol. Los oleatos y tioésteres son usados comúnmente en CR. Los ésteres a base de trietilénglicol y tetraetilénglicol o éteres de glicol de ácidos adípico y sebácico y tioéteres, son usados como plastificantes de baja temperatura en NBR y CR. Se dispone de una amplia variedad de plastificantes de baja temperatura, mientras que las diferencias en efectividad a menudo son insignificantes. La elección se determina finalmente por propiedades como la volatilidad o la compatibilidad. Los vulcanizados resistentes al calor requieren plastificantes que tengan una volatilidad baja. Debe notarse que la volatilidad del producto puro no es decisiva, sino que lo es la volatilidad del vulcanizado, que depende de la compatibilidad y la migración. Los plastificantes particularmente adecuados para elastómeros polares son, por ejemplo, los trimelitatos o ésteres de pentaeritritol, ésteres poliméricos y poliéteres aromáticos, que actúan también como agentes de pegajosidad. En comparación con los plastificantes de ésteres comunes, su procesabilidad es más dificultosa. Los ésteres poliméricos exhiben, especialmente, una notable resistencia a la extracción con aceites y solventes alifáticos. Este grupo de plastificantes ha probado su uso en vulcanizados resistentes al calor a base de elastómeros térmicamente estables como HNBR, ACM y CSM. Los plastificantes de ésteres retardantes de la llama juegan un papel relativamente importante, ya que los productos que contienen halógenos, como las parafinas cloradas, no están permitidas para su uso. Los ésteres de fosfato se usan a menudo. Varios grupos están 37
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