Contrario a los procesos de producción de productos en plástico en los cuales la mayoría de las empresas obtienen una materia prima, o receta especifica estándar que pocas veces conocen, en forma de pellets que adicionan a un equipo de proceso para obtener una pieza final; en el proceso de elaboración de una pieza de caucho es más frecuente encontrar los proceso de elaboración del compuesto, desde sus materias primas fundamentales, hasta la obtención del producto final por medio de procesos de extrusión, inyección, calandrado, prensado, etc. Durante mucho tiempo, y aun en la actualidad, muchas personas consideran que los compuestos de caucho son un arte y una ciencia porque el polímero base es altamente personalizable.
Hay 6 ingredientes principales en una fórmula de compuesto de caucho:
1. Elastómero: Es el primer ítem a seleccionar para el desarrollo de un compuesto, en donde es importante saber con qué sustancias puede entrar en contacto el componente de caucho terminado (por ejemplo, aceites, grasas, sustancias químicas, ozono, etc.) pues algunos elastómeros tienen propiedades más adecuadas para ciertas aplicaciones que otras. También es importante comprender la aplicación general prevista (condiciones a las que se encontrará expuesto el producto final) y las propiedades físicas deseadas. Los elastómeros pueden ser naturales tales como el Caucho Natural o sintéticos dentro de los que se encuentran: SBR, NBR, EPDM, VMQ, entre otros
2. Cargas: estos son componentes generalmente sólidos de origen petroquímico o mineral que se adicionan para modificar las propiedades deseadas del componente terminado. Los rellenos más comunes son Negro de Humo, Sílices, Caolines, Carbonatos y Talcos. Es importante tener en cuenta que no existe una fórmula compuesta de caucho que le otorgue todas las propiedades “ideales” al mismo tiempo. Usualmente una propiedad tendrá que ser comprometida para que otra se destaque.
3. Plastificante: la adición de este tipo de materiales al compuesto permite la integración y dispersión de las partículas sólidas a la matriz del compuesto, además aporta suavidad y disminuye la dureza de las piezas finales. Estos pueden ser de origen vegetal (aceite de palma, de coco, etc.), sintético (como ftalatos) o petroquímico (bases parafínicas, naftenicas o aromáticas).
4. Agentes de Protección: pueden ser tipo antioxidantes, antiozonantes o ceras que ayudan a crear una barrera física o química para mejorar su rendimiento en el tiempo. En ocasiones esta protección puede lograrse mediante mezclas de elastómeros siempre y cuando su compatibilidad lo permita.
5. Ayudas de proceso: son materias primas que ayudan a mejorar alguna característica de procesamiento del compuesto (jabones metálicos, ayudas de homogenización, lubricantes internos) o le otorgan al producto final un atributo diferencial (pigmentos, olor, brillo)
6. Sistema de curado: Esta es posiblemente la más importante puesto que influye también en las propiedades finales del compuesto y en las condiciones de procesabilidad y eficiencia en planta; también son los más sensibles a las cantidades, pudiendo modificar significativamente los atributos finales. Existen diferentes tipos de sistemas de curado, como el curado con azufre en donde intervienen diferentes familias de acelerantes especiales para cada aplicación dentro de los que se encuentran: thiurams, ditiocarbamatos, guanidinas, sulfenamidas, ditiofosfatos, entre otros; y el curado con peróxidos los cuales se especifican de acuerdo con su temperatura de descomposición, peligrosidad y pureza.
Adicional a lo anterior, existen otras variables a considerar en el mezclado del compuesto, los cuales influyen en el resultado final del compuesto a obtener, estas variables son:
1. Orden de adición de los productos
2. Tiempo de mezclado
3. Condiciones de mezclado
4. Manejo del material en el molino
5. Enfriamiento posterior del compuesto mezclado
6. Almacenamiento del compuesto
En Extrusiones estamos en la capacidad de desarrollar diferentes compuestos de acuerdo a necesidades específicas de cada cliente, desde las aplicaciones mas sencillas hasta los entornos más exigentes.
Por:
Sandro Alcaráz
Ingeniero Químico
Director de Materiales