En la industria del caucho, la resistencia máxima a la tracción es una propiedad mecánica fundamental. Este parámetro experimental mide la resistencia máxima de un compuesto de caucho vulcanizado. Incluso si un producto de caucho nunca se acerca a su resistencia máxima a la tracción, muchos usuarios de productos de caucho todavía lo consideran un indicador importante de la calidad general del compuesto. Por lo tanto, la resistencia a la tracción es una especificación muy general y, aunque el uso final de un producto específico tiene poco que ver con ella, los formuladores a menudo tienen que hacer todo lo posible para cumplirla.

1. Principios generales

Para obtener la mayor resistencia a la tracción, normalmente se debería empezar con elastómeros en los que puede producirse cristalización inducida por deformación, por ejemplo, NR, CR, IR, HNBR.

2. Caucho natural NR

Los adhesivos a base de caucho natural suelen tener una mayor resistencia a la tracción que los adhesivos de neopreno. De los diversos grados de caucho natural, la película de humo n.° 1 tiene la mayor resistencia a la tracción. Se ha informado que, al menos en el caso de compuestos cargados con negro de carbón, la película de humo No. 3 proporciona una mejor resistencia a la tracción que la película de humo No. 1. En el caso de compuestos de caucho natural, se deben evitar los plastificantes químicos (plastisol), como el bifenilamidotiofenol o el pentaclorotiofenol (PCTP), ya que reducen la resistencia a la tracción del compuesto.

3. Cloropreno CR

El cloropreno (CR) es un caucho cristalino inducido por deformación que proporciona una alta resistencia a la tracción en ausencia de cargas. De hecho, a veces se puede aumentar la resistencia a la tracción reduciendo la cantidad de relleno. Los pesos moleculares más altos de CR dan mayores resistencias a la tracción.

4. Caucho de nitrilo NBR

El NBR con un alto contenido de acrilonitrilo (ACN) proporciona una mayor resistencia a la tracción. El NBR con una distribución estrecha de pesos moleculares proporciona una mayor resistencia a la tracción.

5. Influencia del peso molecular

Mediante optimización, el uso de NBR con alta viscosidad de menisco y alto peso molecular proporciona mayores resistencias a la tracción.

6. Elastómeros carboxilados

Considere reemplazar el NBR no carboxilado por XNBR carboxilado y el HNBR no carboxilado por XHNBR carboxilado para mejorar la resistencia a la tracción del compuesto.

El NBR carboxilado con una cantidad adecuada de óxido de zinc proporciona una resistencia a la tracción mayor que el NBR convencional.

7. EPDM

El uso de EPDM semicristalino (alto contenido de etileno) proporciona mayores resistencias a la tracción.

8. EPDM reactivo

Reemplazar EPDM sin modificar con EPDM modificado con anhídrido maleico al 2 % (fracción de masa) en mezclas con NR aumenta la resistencia a la tracción de los compuestos de NR/EPDM.

9. geles

Los geles sintéticos como el SBR generalmente contienen estabilizadores. Sin embargo, cuando se mezclan compuestos SBR a temperaturas superiores a 163 °C, se pueden producir tanto geles sueltos (que se pueden mezclar) como geles compactos (que no se pueden mezclar y son insolubles en ciertos disolventes). Ambos tipos de gel reducen la resistencia a la tracción del compuesto. Por lo tanto, la temperatura de mezcla del SBR debe tratarse con cuidado.

10. Vulcanización

Una forma importante de obtener una alta resistencia a la tracción es optimizar la densidad de reticulación, evitar la subsulfuración, la posvulcanización y evitar la formación de ampollas en el caucho durante la vulcanización debido a una presión insuficiente o al uso de componentes volátiles.

11. Vulcanización por caída de presión

Para los productos vulcanizados en autoclaves, la formación de ampollas y la consiguiente reducción de la resistencia a la tracción se pueden evitar reduciendo gradualmente la presión hasta el final de la vulcanización, esto se conoce como 'vulcanización por caída de presión'.

12. Tiempo y temperatura de vulcanización.

Tiempos de vulcanización más prolongados a temperaturas más bajas dan como resultado la formación de redes de enlaces de azufre múltiples, una mayor densidad de reticulación de azufre y, en consecuencia, una mayor resistencia a la tracción.

13. La resistencia a la tracción puede mejorarse mediante mejores técnicas de mezcla para mejorar la dispersión de cargas de refuerzo como el negro de humo, evitando al mismo tiempo la mezcla de impurezas o componentes grandes no dispersos.

14. Rellenos

Para cargas como el negro de humo o la sílice, la elección de un tamaño de partícula pequeño con una superficie específica grande puede ser eficaz para mejorar la resistencia a la tracción. Se deben evitar cargas no reforzantes o de relleno como arcilla, carbonato cálcico, talco, arena de cuarzo, etc.

15. Negro de humo

Para garantizar que el negro de humo esté bien disperso, se debe aumentar su relleno hasta el nivel óptimo para mejorar la resistencia a la tracción. El negro de humo con un tamaño de partícula pequeño tendrá una cantidad de relleno óptima baja. Aumentar el área superficial específica del negro de humo y mejorar la dispersión del negro de humo extendiendo el ciclo de mezcla puede mejorar la resistencia a la tracción del caucho.

16. Negro de humo blanco

El uso de sílice precipitada con una superficie específica alta puede mejorar eficazmente la resistencia a la tracción del compuesto.

17. Plastificantes

Se deben evitar los plastificantes si se desea una alta resistencia a la tracción.

18. Al vulcanizar compuestos de NBR, la vulcanización convencional es más difícil de dispersar uniformemente, por lo tanto, el azufre tratado con carbonato de magnesio se dispersará mejor en compuestos polares como el NBR. Si el agente vulcanizante no está bien disperso, la resistencia a la tracción puede verse seriamente afectada.

19. Red de reticulación con enlaces de azufre múltiple

En los sistemas de vulcanización convencionales, la red de reticulación está dominada por enlaces polisulfuro; con EV, la red de reticulación está dominada por enlaces de sulfuro simples y dobles; el primero da como resultado una mayor resistencia a la tracción.

20. Redes de reticulación iónica

Los compuestos iónicos reticulados tienen una mayor resistencia a la tracción porque los puntos reticulados pueden deslizarse y, por tanto, moverse sin romperse.

21. Cristalización bajo tensión

La combinación de caucho natural y neopreno que contienen cristales de tensión en el adhesivo ayudará a aumentar la resistencia a la tracción.