Aditivos
Se añaden varios ingredientes tanto al caucho natural como al sintético para obtener ciertas propiedades deseables. Por convención, las formulaciones de mezcla comienzan con la cantidad de elastómero designado, por ejemplo, caucho natural (NR), caucho de butadieno (BR) o caucho de estireno-butadieno (SBR), dado como 100 partes en peso. La cantidad de cada otro ingrediente se expresa en partes en peso agregadas por 100 partes en peso del elastómero. Si se usan dos o más elastómeros, se muestran en la receta como fracciones de 100 partes, por ejemplo, “NR, 60 partes; BR, 40 partes. ”Cuando el elastómero contiene aceite ya agregado por el productor, se tiene en cuenta esta dilución en la receta. Por ejemplo, si se usa SBR 1702, la formulación de mezcla puede comenzar “SBR 1702, 137.5 partes en peso”, porque esa cantidad de SBR 1702 contiene 37.5 partes en peso de aceite y 100 partes en peso de elastómero SBR.
El paquete de cura
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Los ingredientes más importantes son aquellos, conocidos como el paquete de curado, que provocan reacciones de interconexión cuando la mezcla se “cura”. Para minimizar el riesgo de curación prematura, generalmente se agregan al final de la mezcla. El paquete de curado generalmente consiste en azufre y uno o más “aceleradores” (por ejemplo, sulfenamidas, tiurams o tiazoles), que hacen que la reacción de entrelazamiento de azufre ocurra más rápido y más eficientemente. Cuando la relación de azufre a acelerador es menor que uno, la receta se conoce como un sistema de “vulcanización eficiente” (EV) y proporciona productos con enlaces de azufre de menor longitud. Los productos EV tienen una resistencia mejorada pero menor resistencia.
Otros dos ingredientes que juegan un papel importante en la química de vulcanización se conocen como “activadores”, comúnmente óxido de zinc y ácido esteárico. Estos compuestos reaccionan juntos y con aceleradores para formar un compuesto sulfurante de zinc, que a su vez es el intermediario clave para agregar azufre a un elastómero de dieno y crear enlaces de azufre.
Otros reactivos de interconexión menos utilizados son los compuestos de azufre conocidos como donantes de azufre, por ejemplo, disulfuro de tetrametiltiuram, que introducen enlaces monosulfuro entre las moléculas de polímero y los peróxidos, especialmente el peróxido de dicumilo. Los peróxidos se descomponen al calentarse para formar radicales, que abstraen el hidrógeno de los grupos en las moléculas de polímero. Los radicales de carbono formados de esta manera en diferentes moléculas se combinan para crear enlaces de carbono-carbono. Aunque los productos con enlaces C-C son más resistentes al calor y al ataque oxidativo, su resistencia es menor que los productos con enlaces de azufre. Además, los enlaces monosulfuro dan productos más débiles que los enlaces polisulfuro. Este resultado paradójico (que los enlaces C-C inherentemente fuertes dan los productos más débiles, mientras que los enlaces de polisulfuro inherentemente débiles dan los productos más fuertes) se atribuye al hecho de que los enlaces débiles se romperán bajo tensión antes de que lo haga la cadena principal, por lo que el fallo de la molécula de elastómero en sí se retrasa.
