EoW May 2008

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2.3 Dieno Como el

más elevado, aumenta al aumentar el contenido de cloro del CPE. La presencia de cloro mejora la resistencia a los aceites y a los combustibles de hidrocarburos en compuestos a base de CPE; por lo tanto, normalmente se usa CPE con contenido de cloro más alto cuando la resistencia al aceite y a los combustibles constituye un factor crítico para las prestaciones del cable. 3. Compuestos La extrusión de un elastómero de etileno de alto peso molecular que contiene solamente etileno produce normalmente una pieza extruida con superficie áspera debido a la fractura de fusión. La agregación de material de relleno, mejora la tersura de la pieza extruida y la resistencia mecánica del compuesto. Otros ingredientes, como plastificantes, lubricantes, antioxidantes, agentes de reticulación, absorbentes de ultravioleta, retardantes de la llama, son usados a menudo para mejorar la funcionalidad del compuesto. La composición del compuesto elastomérico determina las prestaciones para el uso final del producto, pero las propiedades de la matriz del elastómero determinan el tipo y la cantidad de los ingredientes que se pueden o se deberían usar en el compuesto. Las mezcladoras continuas de tornillo ofrecen velocidades excelentes y una dispersión razonable para la producción de compuestos plásticos eficaces. Sin embargo, los ingredientes del compuesto deben tener forma de gránulos o polvo para alimentar debidamente las mezcladoras continuas. Normalmente, para preparar compuestos elastoméricos se usan mezcladores internos como el Banbury® (Farrel Corporation) o los molinos de dos rodillos. Los polímeros amorfos de baja viscosidad con amplia distribución de peso molecular (MWD) son más adecuados para el mezclado con molino, mientras que los compuestos basados en elastómeros de elevada viscosidad altamente cristalinos son muy difíciles de mezclar con molinos de dos rodillos y son más adecuados para el mezclador Banbury, que permite obtener una alta eficiencia de mezclado y un tiempo de ciclo razonable. Los elastómeros en forma de gránulos o aglomerados desmenuzables pueden ser mezclados fácilmente en un mezclador interno, porque los aglomerados desmenuzables son poco compactados y se rompen fácilmente en el mezclador Banbury bajo la acción de cizallamiento. Según la aplicación, los compuestos elastoméricos producidos con molino de rodillos o mezclador interno pueden ser elaborados con extrusoras con placa perforada ( strainer ) o alimentados directamente en la extrusora como se ilustra en la Figura 8 . 4. Extrusión del alambre Para la producción de alambre y cable, los compuestos a base de elastómeros amorfos se extruyen mejor con un tornillo de goma, mientras que los elastómeros semicristalinos se elaboran mejor con un tornillo de polietileno. Los compuestos elastoméricos amorfos suelen ser alimentados en forma de tiras, mientras que los elastómeros semicristalinos son alimentados normalmente en forma de gránulos o cubos. Los elastómeros de etileno pueden ser extruidos usando equipos de alimentación en frío y en caliente. Las extrusoras de tambor largo y alimentación en frío son alimentadas con tiras compuestas a temperatura ambiente y normalmente requieren un compuesto con alta resistencia mecánica en verde a temperatura

de polvo, independientemente de la cristalinidad. La cristalinidad tiene una fuerte influencia en las propiedades físicas. Por ejemplo, al aumentar la cristalinidad, aumentan también el módulo y la resistencia a la tracción, además de la dureza y resistencia al desgarro, pero el comportamiento ( set ) a bajas temperaturas, la recuperación elástica y la resistencia a la flexión disminuyen. Una mayor cristalinidad mejora también la resistencia mecánica en verde. Los polímeros con más peso molecular pueden aceptar una cantidad mayor de material de relleno y pueden tener propiedades físicas mejores, como una mayor resistencia a la tracción y al desgarro, pero deben ser optimizados para mejorar su procesabilidad. 2.2 Distribución de peso molecular La distribución de peso molecular (MWD) de los elastómeros de etileno influye en las características de procesamiento. Con una amplia distribución de peso molecular se mejora el mezclado con molino, la resistencia mecánica en verde, las características de extrusión y, en general, se obtiene un aspecto mejor de la superficie después de la extrusión. Sin embargo, las características de curado como la velocidad de curado y el estado de curado pueden ser inferiores para elastómeros con una amplia distribución de peso molecular. En general, los polímeros con distribución de peso molecular más amplia tienen capacidades de procesamiento mejores, pero características de curado peores respecto a polímeros con distribución de peso molecular más estrecha.

polietileno los elastómeros de poliolefina, EPDM y CM, pueden ser entrecruzados con peróxido. Para el EPDM, la adición de dienos permite el curado con azufre. Sin embargo, se prefiere el curado con peróxido para el aislamiento de cables de energía porque normalmente se obtienen características eléctricas mejores respecto al curado con azufre. Los termonómeros dieno más usados incluyen el etilideno norboneno (ENB) y el diciclopentadieno (DCPD). Para estos dienos, el ENB presenta la velocidad de curado más rápida, y el DCPD la más lenta. La presencia del dieno mejora la formación de ramificaciones del EPDM y produce unidades repetidas CH2 a partir de una cadena lateral del esqueleto principal del polímero. La ramificación reduce la viscosidad del polímero a velocidades de cizallamiento más altas pero mejora sus propiedades de extrusión y al contrario, aumenta la viscosidad del polímero a velocidades de cizallamiento más bajas pero mejora su resistencia a flexión. En general, el DCPD tiene mayor probabilidad de crear ramificaciones de cadena más largas respecto al ENB. 2.4 Contenido de cloro Al igual que la agregación de aditivos que contienen halógenos al polímero para mejorar su resistencia a la ignición, la presencia de cloro en el esqueleto del CM mejora la resistencia a la ignición y a la combustión del polímero. Como se muestra en la Figura 7 , la resistencia a la ignición, indicada por el índice de oxígeno (LOI) entrecruzado,

Figura 4 ▼ ▼ : Resistencia al calor y al aceite de varios elastómeros

Fluoroelastómero

Silicona

Fluorosilicona

Elastómero de poliolefina

Polietileno clorado

Polietileno clorosulforado

Caucho de etileno-propileno

Policloropreno

ASTM D2000

Nitrilo

Caucho de butilo Caucho de estireno butadieno

Resistencia al calor (°C)

Policloroprene

Caucho natural

ASTM #3 Aumento de volumen máx. del aceite

Figura 5 ▼ ▼ : Gama de flexibilidad de los elastómeros de etileno olefínicos

Aumento del módulo

Rígido

Flexible

Polímeros no polares (Co) polímeros polares

Elastómeros de poliolefina

100

EuroWire – Mayo de 2008