Aspectos de la formulación del caucho
Por Anders G. Christensen, AVK GUMMI A / S
Los compuestos de caucho son mucho más complejos que las aleaciones plásticas o metálicas. No están estandarizados, pero están sujetos a formulación individual. Esto hace que sea imposible para los usuarios especificar los ingredientes y por lo tanto, el enfoque debe dirigirse a las propiedades y a las aprobaciones requeridas para la aplicación real.
Básicamente, cualquier formulación de caucho consiste en polímero, relleno, plastificante y un sistema de curado. Además, se pueden aplicar anti degradantes, auxiliares tecnológicos y otros componentes funcionales. El polímero proporciona las principales características del caucho, dependiendo de su diseño químico.
Polímeros
En este ejemplo, hemos elegido EPDM. Se pueden combinar tres monómeros en cadenas con longitud variable, ramas laterales, relación y secuencia. Todos estos parámetros son de importancia decisiva para características como la resistencia, deformación permanente, etc.
Rellenos
Después de haber elegido el polímero, es hora de mirar dentro de los rellenos. El grupo más importante es el carbono negro, que proporciona resistencia adicional, regula la fricción, la flexibilidad, las propiedades térmicas y conductoras. Dependiendo de la estructura, el negro de carbón puede alterar significativamente las propiedades.
Además del carbono negro, hay una serie de "rellenos blancos", p. sílice, tiza y caolín. En general, estos rellenos proporcionan menos refuerzo, y la mayoría de ellos tienen un efecto adverso sobre la resistencia química.
Plastificantes
Ahora es el momento de seleccionar los plastificantes. Regulan la dureza y actúan como homogeneizadores. Para EPDM hay una gama de plastificantes de los cuales el aceite mineral es el más común.
Sistema de curado
Finalmente, es hora de analizar el sistema de curado. Básicamente, dos sistemas son relevantes para EPDM: azufre y peróxido. Cuando se usa un sistema de azufre, el compuesto generalmente se curará rápidamente, mientras que un sistema de peróxido proporcionará un conjunto de baja compresión, bajo sabor y olor y una estabilidad térmica mucho mejor. En el lado negativo, uno debe ser consciente de que se requiere un paso de proceso adicional: Post curado. Esto es para eliminar los productos de descomposición que de otro modo causarían mal olor y sabor.
Otros ingredientes funcionales
Como se mencionó, se podrían agregar otros ingredientes funcionales. Las ayudas de procesamiento no solo proporcionarán un desmoldeo más fácil y mejores propiedades de flujo, sino que a menudo también cambiarán la superficie de la parte de caucho, lo que podría ser beneficioso para la fricción, la limpieza y la apariencia visual. Sin embargo, en particular para aplicaciones de agua potable, los auxiliares tecnológicos pueden hacer que los microorganismos colonicen la superficie del caucho y formen biopelículas, lo que nuevamente puede conducir a problemas de higiene.
Los anti degradantes se usan principalmente para evitar la escisión de la cadena principal del polímero donde contiene enlaces dobles, como en NBR. Generalmente no se requieren para EPDM ya que el polímero en sí está bien protegido. La gama de anti degradantes se puede dividir en antiozonantes y antioxidantes. Varían desde ceras simples hasta moléculas orgánicas muy complejas.
Programas de aprobaciones y certificación
En AVK GUMMI, por propia iniciativa, hemos emitido un certificado genérico de conformidad para todos nuestros compuestos de caucho, confirmando que solo usamos materias primas que cumplen con REACH y RoHS y que no contienen derivados animales, sustancias que agotan la capa de ozono, conflictos materiales, bisfenoles o ftalatos peligrosos, y que nuestros productos se fabrican de conformidad con la norma EN 1935/2004, que incluye las buenas prácticas de fabricación (GMP) y la trazabilidad completa.
Como en cualquier otra utilización de productos químicos hay que prestar mucha atención no solo a la funcionalidad sino también al impacto en la salud y el medio ambiente. Una gran cantidad de productos químicos de caucho para aplicaciones técnicas como neumáticos, mangueras y correas en la industria automotriz causarían un problema importante cuando se usan para aplicaciones de alimentos, atención médica y agua potable.
Por eso los reguladores han emitido listas positivas, listas negativas y programas de aprobación.