EuroWire July 2017

82 / 88

Artículo técnico
Julio de 2017 80
2.2 Análisis DSC
Para determinar la cantidad de peróxido
restante que no ha reaccionado en los
compuestos después del proceso de
curado, se realizó el análisis mediante
calorimetría diferencial de barrido (DSC).
Los espectros fueron medidos en un
Perkin-Elmer DSC 6000 en atmósfera
de nitrógeno inerte de 0°C a 230°C con
velocidad de calentamiento de 20°C/min;
después del calentamiento, las muestras
fueron enfriadas a 0°C a una velocidad de
10°C/min.
Este ciclo fue repetido tres veces. Sin
embargo, dado que el objetivo de este
estudio era cuantificar la relación entre el
peróxido inicial y final (después del curado
o vulcanización dinámica), a continuación
se presenta y examina solamente el primer
ciclo de calentamiento.
Primero, el MV IS79 no curado que
contenía 100% de peróxido que no había
reaccionado fue analizado y usado como
referencia. El análisis DSC ilustrado en
la Figura 3 muestra que la entalpía de
reacción calculada (ΔH) resultante de la
descomposición del peróxido era -8,97
J/g. En la misma figura está representado
el gráfico DSC del MV IS79 curado (10
minutos a 180°C). Se observó un ΔH de
-1,16 J/g que correspondía a un residuo
de aproximadamente un 13% del peróxido
que no había reaccionado. Esto indica que
el MV IS79 estaba casi completamente
vulcanizado. De la misma manera, se
calculó la cantidad de peróxido que no
había reaccionado en los compuestos
MV TPV considerando que el MV TP79
A, B y MV TP79 C fueron formulados
respectivamente con un 75% y 70% de MV
IS79 no curado.
De los datos recogidos e indicados en la
Figura 4, el peróxido residual detectado
en el MV TP79 A era aproximadamente
un 4% (ΔH = -0,27 J/g) y en el MV TP79
B era aproximadamente un 5% (ΔH =
-0,33 J/g). Para el MV TP79 C el peróxido
residual detectado era aproximadamente
un 11% (ΔH = -0,68 J/g). Estos resultados
confirman, sin duda alguna, la casi
completa descomposición del peróxido
inicial durante la vulcanización dinámica.
2.3 Reología
Los estudios reológicos son
fundamentales para predecir el
comportamiento de extrusión de los
compuestos. Por tanto, hemos examinado
la reología a velocidades de corte
aparentes de 200 s-1 a 1 s-1 en un reómetro
capilar Göttfert Rheograph 2002. La
razón longitud/diámetro (L/D) del capilar
era 30 y las medidas se efectuaron a
180°C. Se seleccionó dicha temperatura
para permitir la fusión completa del PP.
Normalmente, los compuestos estándares
como el MV IS79 se caracterizan a 125°C
antes de la fase de curado; sin embargo, a
esta temperatura el PP no está fundido y
esto lleva a resultados engañosos. Debido
a la alta temperatura, para prevenir la
descomposición del peróxido durante el
análisis, se estudió el MV IS79 sin peróxido.
Como se ha dicho antes, se incluyeron los
compuestos de referencia MV Ref AB y C
en este estudio para subrayar el cambio de
comportamiento reológico a consecuencia
de la vulcanización dinámica. Los gráficos
del esfuerzo de corte aparente en función
de la velocidad de corte se ilustran en la
Figura 5.
La respuesta del MV IS79 es típica de
los compuestos a base de EPDM/PE; el
esfuerzo de corte disminuye rápidamente
de manera casi lineal al disminuir la
velocidad de corte. Se pueden notar
ligeros desvíos respecto a una linealidad
perfecta, que normalmente son
atribuidos a los cauchos EPDM. MV Ref
AB y C muestran el mismo modelo con el
esfuerzo de corte trasladado hacia valores
más bajos. Este efecto es causado por
la fase termoplástica que muestra una
viscosidad más baja a esta temperatura.
De la misma manera, aumentando el
contenido de PP, el esfuerzo de corte
disminuye. Debido a la diversidad de los
compuestos MV TPV, su comportamiento
reológico es bastante diferente [6,7].
Esencialmente, este carácter distinto se
origina a consecuencia de la respuesta
elástica de las partículas elastoméricas
reticuladas que es dominante sometidas
a bajos esfuerzos de corte. Al contrario,
con altos esfuerzos de corte, el
comportamiento de los compuestos TPV
es determinado por la fase termoplástica.
Por consiguiente, los tres compuestos MV
TPV tienen comportamientos similares
al de los compuestos de referencia a
altas velocidades de corte. Al contrario, a
velocidades de corte bajos, las curvas son
claramente divergentes.
Si se centra la atención en los compuestos
MV TPV, como se ha notado antes para
el MFI en la sección 2.1, equilibrando
atentamente los componentes y
seleccionando correctamente el PP, es
posible „regular“ el comportamiento
reológico de los compuestos MV TPV
manteniendo e incluso mejorando las
características termomecánicas. En ese
sentido, el MV TP79 C manifiesta esfuerzos
más bajos, es decir, viscosidad, hasta
velocidades de corte muy bajas junto con
las mejores propiedades termomecánicas
de entre los compuestos MV TPV
estudiados.
2.4 Pruebas mecánicas
Se midieron las propiedades de esfuerzo y
deformación de los compuestos aislantes
de media tensión según el método ASTM
D412, haciendo la media de los resultados
de cinco muestras de tipo „dumb-bell“
obtenidos en un Gibitre Tensor Check
Profile (dinamómetro electrónico para
pruebas en tracción y compresión).
Las muestras fueron troqueladas en la
dirección longitudinal a partir de placas
obtenidas en una máquina de moldeo
por compresión a 180°C. El MV IS79
fue prensado durante 10 minutos para
▲ ▲ Figura 4: Análisis DSC del MV TP79 A (arriba), MV
TP79 B (centro) y MV TP79 C (abajo)
▲
▲ Figura 5: Esfuerzo de corte aparente en función de
la velocidad de corte aparente medido a 180ºC de
los compuestos aislantes de media tensión. Líneas
punteadas: compuestos de referencia
MV
TP79 A
MV
TP79 B
MV
TP79 C
Prueba de presión a alta
temperatura1 [%] n.a.2 27 3
Contracción longitudinal1 [%] 14 11 2
▼ ▼ Tabla 3: Prueba de presión a alta temperatura y contracción longitudinal a 130ºC de los compuestos MV TPV
▼ ▼ Figura 6: Esquemas de esfuerzo-deformación de
los compuestos aislantes de media tensión. Líneas
punteadas: compuestos de referencia
TS [N/mm
2 ]
EB [%]
Temperatura [ºC] Flujo de calor Endo Up
El esfuerzo de cizallamiento
aparente [Pa]
Tasa de cizallamiento aparente [S-1]
1CEI 20-86; 2No aplicable