Artículo técnico
Mayo de 2014
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Los aditivos que migran a la superficie,
como las amidas de ácido graso, suben a
la superficie formando un estrato cristalino
deslizante que reduce el coeficiente de
rozamiento por deslizamiento de los
estratos cristalinos uno sobre el otro
[7]
.
Los aditivos de baja energía superficial
también reducen el coeficiente de
rozamiento de las superficies plásticas
reduciendo su tendencia a adherirse
a otras superficies
[7-8]
. Otras técnicas
consisten en alterar la morfología
superficial con el objetivo de reducir
el área de contacto superficial y, por
consiguiente, reducir la fuerza de
rozamiento.
El
coeficiente
de
rozamiento
del
revestimiento de PE en los cables de
fibra óptica fue alterado modificando
la formulación del compuesto del
revestimiento para reducir el rozamiento
y obtener un sistema listo para usar,
evitando efectuar otras modificaciones
externas durante la instalación. Las
mediciones del coeficiente de roza-
miento de las placas mostraron que la
combinación de dos aditivos tenía un
efecto sinérgico en la reducción de dicho
coeficiente.
Las mediciones del coeficiente de
rozamiento de los cables realizados con
este compuesto, usando un modelo de
simulación, mostraron una duplicación de
las prestaciones en términos de distancia
de inyección en un conducto.
2 Experimentos
2.1 Materiales
La resina polimérica de base usada en este
estudio es un compuesto de revestimiento
de polietileno de alta densidad (HDPE)
DGDA-6318 BK (0,6 dg/min, densidad =
0,956 g/cc) producido por la americana
The Dow Chemical Co. de Midland,
en Michigan.
Estos tipos de revestimiento se usan
principalmente en aplicaciones de cable
de fibra óptica para telecomunicaciones.
Para este estudio se han utilizado dos
aditivos de deslizamiento (
SA - Slip
additives
).
Estos agentes de deslizamiento son
indicados como aditivos en un sistema
compatible con resina, para modificar
las características de la superficie,
comprendida la reducción del coeficiente
de rozamiento.
Para evaluar el efecto sinérgico de los
aditivos de deslizamiento, se prepararon
tres muestras, indicadas en la
Tabla 1
, cada
una con un contenido de aditivo total de
un 1,25% del peso.
La muestra A y la muestra B fueron
preparadas con un 1,25% de un solo
aditivo de deslizamiento, mientras que la
muestra C contenía un 1,25% de ambos
agentes de deslizamiento. Se usó la resina
pura (
neat resin
) DGDA-6318 BK como
material de control.
2.2 Mezclado con mezcladora
dosificadora Brabender
Las formulaciones fueron mezcladas en
una mezcladora dosificadora Brabender.
Se trata de una mezcladora de tres piezas,
con una cámara de mezclado de 420ml
de volumen y cuchillas de mezclado Cam.
Siguiendo las recomendaciones para
un buen mezclado con la mezcladora
Brabender, se usó un volumen total de
material de aproximadamente 294ml, que
corresponde a un 70% de la capacidad de
la mezcladora.
El dispositivo está provisto de tres
termopares que miden tres zonas de
temperatura distintas de la mezcladora. El
primer termopar mide la placa delantera,
el segundo termopar mide el centro de la
cámara de mezclado y el tercer termopar
llega hasta el centro de la cámara de
la cuba de la mezcladora, y mide la
temperatura actual de la muestra.
La cuba mezcladora fue precalentada a
180°C, y luego la resina y el aditivo de
deslizamiento 1 (SA1), si está previsto,
fueron agregados mientras las cuchillas
giraban a 20rpm. Nótese que, siendo
el aditivo SA1 una mezcla madre
(
masterbatch
) con un 50% de aditivo de
deslizamiento, fue necesario agregar un
2,5% de mezcla madre a la formulación
para obtener un 1,25% de contenido de
aditivo SA1.
El aditivo de deslizamiento 2 (SA2), si está
previsto, fue agregado por último a 10rpm
después de que todos los materiales
estuvieran fundidos. La velocidad de
las cuchillas fue aumentada a 20rpm
después de incorporar completamente
los aditivos de deslizamiento en el
compuesto
polimérico
fundido.
Se
continuó mezclando diez minutos; luego,
la muestra fue extraída invirtiendo el
movimiento de las cuchillas a 10rpm.
Lo que quedó de la muestra fue sacado
quitando la placa delantera y sacando
el material a mano con un cuchillo
Brabender. Luego, se pusieron los
materiales compuestos entre dos láminas
de Mylar y se prensaron hasta quedar
planos en una prensa para el tratamiento
siguiente.
2.3 Preparación de las placas
Primero, la cantidad de compuesto
deseada fue pesada y puesta entre dos
láminas de Mylar. Por fuera de las láminas
de Mylar se habían puesto dos láminas de
aluminio y las placas de moldeo de acero
inoxidable. El Mylar queda en contacto con
el material para evitar que se pegue a las
placas de metal. El molde lleno fue puesto
en la prensa a 180°C (+5°C ó – 5°C).
La prensa fue cerrada y accionada a una
presión de 500psi durante cinco minutos
y, luego, a 2.500psi durante cinco minutos.
Formulación del material de revestimiento
Muestras Descripción Resina Aditivo SA1 Aditivo SA2 Total SA%
A
Resina + SA2 98.75%
1.25%
1.25
B
Resina + SA1 97.50% 1.25%
1.25
C
Resina + SA1
+ SA2
97.75%
1%
0.25
1.25
Control
Resina
100%
▲
▲
Tabla 1
:
Descripción de las muestras
Coeficiente de rozamiento
Control
▲
▲
Figura 1
:
Coeficiente de rozamiento en placas con el mismo contenido de aditivo que muestran la sinergia entre los
dos aditivos
