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EuroWire – Marzo de 2010
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artículo técnico
La resistencia a las bajas temperaturas
y al aceite de las calidades Therban
®
está estrictamente relacionada con el
contenido de acrilonitrilo (ACN), que va
aproximadamente de un 20% a un 50%.
En una serie homóloga de polímeros HNBR
no hay una correlación estrictamente lineal
entre la temperatura de transición vítrea (T
g
)
y el contenido de ACN, básicamente porque
el proceso de vitrificación se ve influenciado
también por la cristalización de secuencias
etilénicas de más de 8-12 grupos de CH
2
.
Los copolímeros con contenido inferior
al 37% de acrilonitrilo son parcialmente
cristalinos a baja temperatura
[7]
.
2 Experimentación
2.1 Compuestos para cables de
plataformas en altamar de las
regiones árticas
La
Tabla 2
muestra formulaciones de
compuestos preparados con un tipo de
HNBR (ACN = 21%, RDB= 0,9%; ML1+4/100°C
= 72±4 MU) y tipos de EVM (contenido de VA
= 50±5 % y 70±5 % ; ML1+4100°C= 27±4 y
27±4 MU).
3 Resultados y
discusión
3.1 Propiedades mecánicas
Las propiedades principales han sido
analizadas según las normas descritas en
la especificación NEK 606. El compuesto 5,
preparado con EVM con 70% de VA, da el valor
más bajo de resistencia a la tracción de todos
los compuestos. Este valor se encuentra en el
límite y es mejor evitarlo, porque se necesita
un cierto margen para la variación de las
propiedades después del envejecimiento
e inmersión. Los valores de resistencia a la
tracción de los otros cuatro compuestos son
similares y están en el mismo rango (11MPa).
El compuesto 1 muestra buenas propiedades
de resistencia a esfuerzo-deformación con
un valor de alargamiento a la rotura alto y el
valor de dureza más bajo, shore A, de todo el
estudio (
tabla 3
).
Los compuestos 2 y 3, a base de mezclas de
polímeros, muestran valores de resistencia
a la tracción similares, pero valores de
alargamiento a la rotura de hasta un 100%
más bajos que los compuestos a base de
HNBR. Los valores de dureza y de los módulos
son más elevados respecto al compuesto 1. Si
se comparan los compuestos 2 y 3, se puede
notar mayor densidad de entrecruzamiento
(mayor dureza) y módulos más altos (M50 y
M100) respecto al compuesto 3, que ha sido
preparado con Silquest RC-1.
Los compuestos 4 y 5 son difíciles de
comparar, dado que el contenido de
rellenador y plastificante no son iguales.
Inicialmente, un compuesto con la misma
cantidad de rellenador y plastificante como
en las otras formulaciones, había mostrado
una resistencia a esfuerzo-deformación muy
baja (6.4 MPa y un 290% de alargamiento a
la rotura), además de valores de dureza y de
resistencia al desgarro bajos.
Por esta razón se han optimizado los
compuestos aumentando la cantidad de
rellenador y reduciendo la de plastificante (30
partes por cien (phr) de caucho ATH más y 5
phr menos de plastificante DOS).
Propiedades
Unidades
Requisitos
Resistencia a la tracción
[MPa]
11±2
Alargamiento a la rotura
[%]
200±15
Dureza
Shore A
75±5
Resistencia al desgarro
[N/mm]
4-6
Prueba de doblado en frío
[ºC]
@-40ºC Sin grietas
Índice limite de oxygeno (LOI)
[%]
32
Envejecimiento en aire caliente
[%]
TS/EB ±30
Immersión en
[MPa]/[%]
TS/EB ±40 V: 15
Inmersión en lodo a base de aceite
[MPa]/[%]
TS/EB ±30 W/V: 30
Inmersión en lodo a base de agua
[MPa]/[%]
TS/EB ±25 W/V: 20/15
Inmersión en lodo a base de éster
[MPa]/[%]
TS/EB ±25 W/V: 20/15
Mooney
ML
40=60
Prueba de llama vertical
[cm]
20cm
Tabla 1
:
Propiedades principales descritas en normas para compuestos de cables en alta mar
Composición
1
2
3
4
5
THERBAN® LT 2007 (HNBR (ACN= 21%)
100
50
50
LEVAPREN® 500 HV (EVM (VA=50%)
50
50
100
LEVAPREN® 700 HV (EVM (VA=70%)
APYRAL® 120 E (ATH BET= 12 m
2
/g)
80
80
80
80
100
APYRAL® SM 200 (ATH BET= 22 m
2
/g)
60
60
60
60
70
BORATO DE CINC
10
10
10
10
10
SILQUEST® RC-1 SILANO
2
GENIOSIL® XL 33
2
2
2
2
EDENOL® 888 (DOS)
10
10
10
10
10
DIPLAST® TM 8-10/ST (TOTM)
10
10
10
10
5
RHENOFIT DDA-70
1,4
1,4
1,4
1,4
1,4
STABAXOL® P-
Polvo
(PCD)
1
1
1
1
1
MAGLITE® DE (MgO)
3
3
3
3
3
ESTEARATO DE CINC
1
1
1
1
1
ESTEARATO DE CALCIO
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
EDENOR® C 18 98-100
1
1
1
1
1
CORAX® N 550/30 (
Negro de Carbón
)
5
5
5
5
5
RHENOFIT® TRIM/S
2
2
2
2
2
PERKADOX® 14-40 B-PD
6,5
6,5
6,5
6,5
6,5
Total
294,4
294,4 294,40 294,40 319,40
Densidad
1,453
1,468
1,560
1,484
1,609
Tabla 2
▼
▼
:
Formulaciones con base de elastómeros EVM y HNBR especiales
Propiedades mecánicas
1
2
3
4
5
Resistencia a la tracción (MPa)
11,1
11,0
11,7
11,5
8,5
Alargamiento a la rotura (%)
384
270
236
251
265
M 50 (MPa)
1,8
2,5
3,1
2,8
3,0
M 100 (MPa)
4,0
5,9
7,3
6,4
6,2
Dureza Shore A at 23˚
65
69
76
73
76
Resistencia al desgarro ASTM D-470
6,4
3,2
3,2
4,1
3,9
Tabla 3
▼
▼
:
Propiedades mecánicas de los compuestos desarrollados