A la indústria del cautxú, la resistència a la tracció màxima és una propietat mecànica fonamental. Aquest paràmetre experimental mesura la resistència final d'un compost de cautxú vulcanitzat. Fins i tot si un producte de cautxú mai s'apropa a la seva màxima resistència a la tracció, molts usuaris de productes de cautxú encara el consideren un indicador important de la qualitat global del compost. La resistència a la tracció és, per tant, una especificació molt general i, tot i que l'ús final d'un producte específic té poc a veure, els formuladors sovint s'han de fer tot el possible per complir-lo.

1. Principis generals

Per obtenir la màxima resistència a la tracció, normalment s'ha de començar amb elastòmers on es pot produir la cristal·lització induïda per la deformació, per exemple NR, CR, IR, HNBR.

2. Cautxú natural NR

Els adhesius basats en cautxú natural solen tenir una resistència a la tracció més alta que els adhesius de neoprè. Dels diferents graus de cautxú natural, la pel·lícula de fum núm. 1 té la resistència a la tracció més alta. S'ha informat que, almenys en el cas dels compostos farcits de negre de carboni, la pel·lícula de fum núm. 3 ofereix una millor resistència a la tracció que la pel·lícula de fum núm. 1. Per als compostos de cautxú natural, s'han d'evitar plastificants químics (plastisol) com el bifenil amidotiofenol o el pentaclorotiofenol (PCTP), ja que redueixen la resistència a la tracció del compost.

3. Cloropré CR

El cloropré (CR) és un cautxú cristal·lí induït per tensió que ofereix una alta resistència a la tracció en absència de farcits. De fet, de vegades es pot augmentar la resistència a la tracció reduint la quantitat de farciment. Els pesos moleculars més alts de CR donen una major resistència a la tracció.

4. Cautxú nitril NBR

NBR amb un alt contingut d'acrilonitril (ACN) dóna una major resistència a la tracció. El NBR amb una distribució de pes molecular estreta proporciona una major resistència a la tracció.

5. Influència del pes molecular

Mitjançant l'optimització, l'ús de NBR amb una alta viscositat de menisc i un alt pes molecular proporciona majors resistències a la tracció.

6. Elastòmers carboxilats

Penseu en substituir NBR no carboxilat per XNBR carboxilat i HNBR no carboxilat per XHNBR carboxilat per millorar la resistència a la tracció del compost.

El NBR carboxilat amb una quantitat adequada d'òxid de zinc ofereix una resistència a la tracció més alta que el NBR convencional.

7. EPDM

L'ús d'EPDM semicristal·lí (alt contingut d'etilè) dóna major resistència a la tracció.

8. EPDM reactiu

La substitució de l'EPDM no modificat amb EPDM modificat amb anhídrid maleic al 2% (fracció de massa) en barreges amb NR augmenta la resistència a la tracció dels compostos NR/EPDM.

9. Gels

Els gels sintètics com SBR contenen generalment estabilitzadors. Tanmateix, quan es barregen compostos SBR a temperatures superiors a 163 °C, es poden produir tant gels solts (que es poden barrejar) com gels ajustats (que no es poden barrejar i són insolubles en certs dissolvents). Tots dos tipus de gel redueixen la resistència a la tracció del compost. Per tant, la temperatura de mescla de SBR s'ha de tractar amb cura.

10. Vulcanització

Una manera important d'obtenir una alta resistència a la tracció és optimitzar la densitat de reticulació, evitar la subsulfuració, la postvulcanització i evitar la formació de butllofes del cautxú durant la vulcanització a causa de la pressió insuficient o l'ús de components volàtils.

11. Vulcanització per caiguda de pressió

Per als productes vulcanitzats en autoclau, es pot evitar la formació de butllofes i la consegüent reducció de la resistència a la tracció reduint gradualment la pressió fins al final de la vulcanització, que es coneix com a 'vulcanització per caiguda de pressió'.

12. Temps i temperatura de vulcanització

Temps de vulcanització més llargs a temperatures més baixes donen lloc a la formació de xarxes d'enllaç multi-sofre, una densitat de reticulació de sofre més alta i, en conseqüència, una major resistència a la tracció.

13. La resistència a la tracció es pot millorar amb millors tècniques de barreja per millorar la dispersió de farciments de reforç com el negre de carboni, evitant alhora la barreja d'impureses o components grans no dispersos.

14. Farciments

Per a farcits com el negre de carboni o la sílice, l'elecció d'una mida de partícula petita amb una gran superfície específica pot ser eficaç per millorar la resistència a la tracció. S'han d'evitar els farcits no reforçants o de farciment com ara argila, carbonat càlcic, talc, sorra de quars, etc.

15. Negre de carbó

Per garantir que el negre de carboni estigui ben dispers, el seu farcit s'ha d'augmentar al nivell òptim per millorar la resistència a la tracció. El negre de carboni amb una mida de partícula petita tindrà una quantitat d'ompliment òptima baixa. Augmentar la superfície específica del negre de carboni i millorar la dispersió del negre de carboni ampliant el cicle de mescla pot millorar la resistència a la tracció del cautxú.

16. Negre de carbó blanc

L'ús de sílice precipitada amb una gran superfície específica pot millorar eficaçment la resistència a la tracció del compost.

17. Plastificants

S'han d'evitar plastificants si es desitja una alta resistència a la tracció.

18. En vulcanitzar compostos NBR, la vulcanització convencional és més difícil de dispersar uniformement, per tant, el sofre tractat amb carbonat de magnesi es dispersarà millor en compostos polars com el NBR. Si l'agent vulcanitzant no està ben dispers, la resistència a la tracció es pot veure greument afectada.

19. Xarxa de reticulació multi-sofre

Amb els sistemes de vulcanització convencionals, la xarxa de reticulació està dominada per enllaços de polisulfur; amb EV, la xarxa de reticulació està dominada per enllaços sulfur simples i dobles, els primers resultant en una resistència a la tracció més alta.

20. Xarxes d'enllaç iònic

Els compostos reticulats iònics tenen una major resistència a la tracció perquè els punts reticulats poden lliscar i, per tant, moure's sense trencar-se.

21. Cristal·lització d'estrès

La combinació de cautxú natural i neoprè que contenen cristalls d'estrès a l'adhesiu ajudarà a augmentar la resistència a la tracció.