EoW May 2008

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prueba de fragilidad a baja temperatura) durante 2 minutos a 200ºC. Los datos de proceso y curado están ilustrados en la Tabla 2 . Las muestras han sido probadas según apropiadas especificaciones ASTM: Resistencia a la tracción ASTM D412 • Inmersión IRM 902 ASTM D471 • Envejecimiento al calor ASTM D573 • Fragilidad a baja temperatura ASTM D746 • Las propiedades físicas están ilustradas en la • Tabla 3 5.2 Consideraciones sobre la viscosidad El CM-d, cuando es sustituido directamente por una resina de polietileno clorado en un compuesto existente, suele dar una viscosidad más alta respecto al compuesto original. Sin embargo, con la agregación de cantidades mayores de plastificante y/o el añadido de EO-b a 10–15 phr, la viscosidad del compuesto puede ser reducida como se ilustra en la Tabla 2 . El compuesto carga “alta” con elastómero EO tiene características de proceso comparables a las del compuesto CM-a con carga “normal”. 5.3 Propiedades físicas Cuando se aumentan los niveles de material de relleno de “normales” a “altos” en el compuesto basado en CM-a, se produce una pérdida de propiedades físicas (véase la Tabla 3 ). En concreto, la resistencia a tracción, y la retención de elongación después del envejecimiento muestran una significativa reducción. Sin embargo, cuando se usa un nivel de carga de material de relleno “alto” con el CM-d (o una mezcla de CM-d y EO-b), las propiedades físicas pueden ser comparadas con las obtenidas usando el nivel de carga “normal”en el CM-a. 5.4 Importancia del diseño de la estructura de la cadena del elastómero El CM-d permite modificar una receta con “carga normal” aumentando los niveles de materiales de

compuesto. Por lo tanto, el diseño correcto de la estructura de la cadena representa una de las fases más críticas en el diseño del compuesto para las aplicaciones de alambre y cable. Sin embargo, son las propiedades de la matriz del elastómero las que determinan el tipo y la cantidad de los ingredientes que se pueden o se deberían usar en el compuesto para controlar las prestaciones para el uso final del producto. Por ejemplo, el CM-d es una calidad amorfa evolucionada del polietileno clorado (CM), que ha sido diseñada para aceptar altas cargas de material de relleno con propiedades físicas comparables o mejores respecto a los productos estándares CM. El CM-d presenta un equilibrio excelente de resistencia al calor y a los agentes químicos que lo hacen apto para aplicaciones específicas de alambre y cable. Los datos en las Tablas 1-3 ilustran las ventajas potenciales del CM-d. 5.1 Cargas mayores de material de relleno El CM-d ha sido diseñado para aceptar mayores cargas de material de relleno manteniendo las propiedades físicas. Para ilustrarlo, el CM-d ha sido comparado con el CM-a en una aplicación de revestimiento de conductor flexible según la norma 62 de los Underwriters Laboratories (UL®). Una fórmula típica de CM-a con carga “normal” de materiales de relleno y plastificantes ha sido comparada con compuestos con carga “alta”. Los compuestos con carga alta contenían un phr total de aproximadamente un 34% más alto que el compuesto “normal”(véase la Tabla 1 ). Los compuestos han sido extruidos como cubierta de 0,76mm sobre un alambre de aluminio macizo de 14 AWG (1,63mm de diámetro) usando una extrusora de tornillo de 38.1mm con una relación longitud-diámetro (L/D) de 15. El alambre ha sido curado en un tubo de vulcanización continua (CV) por 2 minutos en 1,72 MPa de vapor. Se han curado muestras en forma de losa (para la

extensibilidad

resistencia a la tracción resistencia al desgarro resistencia mecánica en verdeTA

enverde

elongación dureza

Resistenciamecánica

wt% del etileno flexibilidad a baja temperatura % cristalinidad

Peso molecular

Figura 6: ▲ ▲ Relación estructura-propiedades de los elastómeros olefínicos

Índice de oxígeno (LOI)

Contenido de cloro (%)

ambiente. Los elastómeros con una suficiente cristalinidad deberían ser usados en compuestos con alimentación en frío para evitar que el tornillo de la extrusora corte la tira y cause una alimentación no uniforme. Las extrusoras de tambor corto con alimentación en caliente son alimentadas con tiras de material previamente calentado en un molino. Estos materiales deberían contener elastómeros de amplia distribución de peso molecular para proporcionar resistencia mecánica en verde a temperaturas elevadas. Las tiras de alimentación deberían estar lo más frías posible para reducir al mínimo el apelotonamiento del material alimentado en la tolva. La reducción al mínimo de adyuvantes, además de la selección apropiada de aceites aromáticos, puede mejorar el contacto de la tira con la superficie del tornillo, y la alimentación. Se pueden necesitar algunos polímeros de alta viscosidad o cristalinos para mejorar la resistencia al colapso del material extruido. Con una alimentación adecuada de tiras o gránulos, los compuestos elastoméricos pueden ser extruidos rápidamente y con facilidad sobre conductores usando tornillos o hileras de presión con de cabezal inyector de goma o plástico, como se ilustra en la Figura 9 . El cabezal suele ser puesto a temperaturas bastante altas para suavizar el polímero y permitir un flujo correcto, pero manteniéndolo por debajo de la temperatura de descomposición del peróxido para evitar quemaduras. La mayor parte del alambre aislado con elastómeros es curada luego en un tubo de vulcanización continua (CV). El alambre bobinado puede ser vendido o usado en operaciones de cableado sucesivas. 5. Optimización de la estructura de la cadena para aplicaciones de cable y alambre Las prestaciones de los compuestos para alambre y cable dependen de las combinaciones de las características de los ingredientes usados y del tipo de polímero seleccionado. La matriz elastomérica y su compatibilidad con los ingredientes que se agregan al elastómero influencian fuertemente el éxito de un Figura 7 ▲ ▲ : Índice de oxígeno frente a contenido de cloro del CM

Figura 8 ▼ ▼ : Producción de un compuesto elastomérico

M a n e j o alternativo por medio de molino de rodillos

Mezcladora Banbury Ponderación del compuesto

rodillos

Corte de la tira

Refrigeración y transporte

Recogida de la tira

Placa perforada / extrusora

Aditivos refrigerantes

Figura 9 ▼ ▼ : Extrusión de elastómeros sobre alambre

Vulcanizador continuo (normalmente 300-500 pies de longitud)

Tira de compuesto

Alambre revestido

Extrusora

Conductor individual

Zona de enfriamiento

Enrollador

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EuroWire – Mayo de 2008