Efecto del acelerador sobre el caucho vulcanizado

Efecto del acelerador sobre el caucho vulcanizado

El caucho se ha convertido en una parte indispensable del mundo moderno. Ya sea que se necesiten cojinetes mecánicos y de motor, o transmisión de potencia y líquidos, o sellos de contenedores y ejes giratorios, son inseparables de este material.

El caucho generalmente se vulcaniza con azufre para producir neumáticos o productos de caucho. La reacción química entre el azufre y el caucho es lenta e ineficiente. Después de la medición, la reacción tarda unas 6 horas a 140 °C y el exceso de tiempo de reacción no es económico en ninguna condición de producción. Los productos de caucho producidos por esta reacción son susceptibles de degradación oxidativa y no pueden tener las propiedades mecánicas requeridas para la aplicación práctica. Además, si la cantidad de azufre añadida es insuficiente, la goma se ablandará y la adición de exceso de azufre hará que la goma sea más dura. Podemos superar estas restricciones desarrollando promotores. El acelerador puede aumentar la tasa de reacción química, por ejemplo, solo 10 minutos a 170 ° C para producir productos de caucho.

La función del acelerador es primero activar el azufre, por ejemplo, abriendo la estructura molecular cíclica (S8) y formando un monómero de átomo de azufre. Luego, el monómero de azufre se convierte en una molécula de caucho junto con el residuo promotor agregado. Este grupo inestable reacciona aún más con la cadena molecular de caucho, acelerando el resto de la molécula, lo que da como resultado un entrecruzamiento químico real.

Por lo tanto, la reacción de azufre y acelerador es muy importante para la industria del caucho. En este artículo, se investigó un sistema basado en caucho natural (NR) vulcanizado con alto contenido de azufre y se investigó el impacto del sistema de vulcanización con azufre en las características de la red.

En general, los catalizadores de sulfenamida se usan más comúnmente en la industria del caucho debido a su reacción relativamente retardada y la eficiencia de vulcanización más rápida en la vulcanización de compuestos de caucho que contienen negro de humo. Seleccionamos dos aceleradores basados en sulfenamidas para investigar: N-ciclohexil-2-benzotiazolsulfenamida (CBS) y N, N-diciclohexil-2 benzotiazolsulfenamida (DCBS). Comparamos estos dos promotores con referencia a solo compuestos NR que contienen azufre y usamos una formulación común de compuesto para neumáticos de camiones.

Como se muestra en la Fig. 1, el azufre que contiene solo azufre a 180 ° C es muy largo. Como se muestra en la Figura 2, solo se requiere un bajo nivel de azufre para observar esto. Además, la línea plana de vulcanización no se alcanzó después de 40 minutos de reacción.

Después de la adición de CBS o DCBS al compuesto NR, los tiempos de chamuscado y vulcanización de los dos sistemas de vulcanización se redujeron rápidamente. La curva CBS muestra un tiempo de quemado más corto que DCBS. En contraste con la Figura 1 y la Figura 2, el aumento de la dosis de CBS o DCBS mejoró el retraso del chamuscado, la eficiencia de curado y el grado de curado.

Por lo general, dos curvas se elevarán bruscamente antes de alcanzar el punto de curado. Después de alcanzar el par máximo, la curva comienza a descender (ver Figura 1). Esta parte de la curva muestra la degradación del polímero debido a la rotura de la cadena (de vuelta al azufre). En la Fig. 2, las dos curvas muestran una buena línea plana vulcanizada (que mantiene una curva estable después de alcanzar el par máximo), proporcionando así buenas características de resistencia al envejecimiento y compresión.

Los compuestos de CBS tienen un par mayor en comparación con DCBS, y los valores de par representan densidades de reticulación. La densidad de reticulación de DCBS es baja, lo que se debe a su estructura química y su velocidad de reacción es más larga que la de CBS.

CBS y DCBS son los dos únicos catalizadores a base de sulfenamida. Hay muchos otros aceleradores disponibles para la vulcanización del caucho, que producen caucho vulcanizado de diversas propiedades.