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Ing. Nelson Castaño

HHIISSTTOORRIIAA DDEELL CCAAUUCCHHOO

México. Tenochtitlan, capital del imperioAzteca.Año de 1500, o 7 Acatl en el calendarioAzteca. Juego llamado tlachtli.Colocar una pelota en un anillo hecho depiedra colocada al final el campo.

Grabado de los jugadores depelota Maya de Guatemala

Caricatura de unapelota tlachtli

Los jugadores son prisioneros de guerra, losenemigos de los aztecas quienes participan enel juego.Esta pelota fue hecha de caucho natural.

Botas de caucho, impermeables de algodónrecubiertas con caucho, y envases de aguafueron producidas por esta gente.

Tlauixcalpantecuhtli, dios aztecaquemando una pelota de caucho

Campo de pelota Mesoamericano enMonte lbán, México

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Cristobal Colón examinando unamuestra de caucho

EL DESCUBRIMIENTO DELCAUCHO

Es probable que Cristóbal Colón fuera elprimer europeo que manipulara el caucho(1493-1496).En la obra titulada De la monarquíaIndiana se describen algunas aplicacionesútiles del caucho.

Dibujo del árbol delcaucho, según Fresneau

La Condamine envió a la Academia deCiencias (en Francia 1736 a 1744),algunos trozos de una masa parduscasemejante a la resina; procedían estostrozos de un árbol que los indígenasllamaban «hévé», y que los indios mainasllamaban a la materia obtenida «caucho»(Caa, madera, y o-chu, fluir o llorar).

El árbol que más rendimiento ofrece esel Hevea brasiliensis.De este árbol proviene actualmente la casitotalidad del caucho puesto sobre elmercado.

De La Condamine en la expedición(1701-1774)

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PROGRESOS CIENTIFICOS E INDUSTRIALES

El látex no podía ser transportadotal como es; Sólo la materiacoagulada bruta podía ser enviada aEuropa. Pero, bajo esta forma, elcaucho no presentaba muchasposibilidades de utilización: no podíaser ni modelado ni trabajado.Era necesario encontrar un líquidoque disolviera el caucho bajo suforma sólida

Sangrado del Látex

El problema de la disolución fue resuelto en 1761, diecisiete añosdespués del retorno de La Condamine, por los químicos francesesHérissant y Macquer utilizando trementina y el éter.

En 1823 Macintosh utilizó la nafta como disolvente.Fue en esta época cuando la industria del caucho iba a progresar de

una manera notable, gracias a Thomas Hancock, quien se ocupó desde elprincipio en el cauchetado de tejidos valiéndose de soluciones de caucho.

MASTICACIÓN

Hancock desarrolló un cilindroerizado de puntas, girando sobreotro cilindro hueco, igualmenteprovisto de puntas, al cual llamó«pickle» para poder masticar elcaucho

Thomas Hancock (1786-1865).

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Parte interna de la picadora“Pickle”

Por la acción de la luz y el calor losproductos de caucho se hacíanpegajosos, así como duros yfrágiles cuando estaban expuestosal frío.

El caucho masticado sevolvía inutilizable en eltranscurso de un brevetiempo.

Trabajadores operando una máquina de masticación

Primeros Zapatos de Caucho

En esta plastificación, en efecto,el caucho es degradado; se lequitan más o menos suspropiedades primitivas.

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La masticación no tuvo su plenoefecto hasta veinte años más tarde,después de haberse realizado eldescubrimiento complementarioindispensable: el de la vulcanización.

Aviso de ropa impermeable de losaños 1800

VULCANIZACIÓN

Charles Goodyear estuvo intentandopor varios años de vender la idea dehacer del caucho un compuestoestable a la temperatura.

Debido a esto Charles Goodyear,incurrió en deudas llevándolo a laruina.

Sus hijos sobrevivieron sólo porquelos granjeros de esas regiones lesdejaban recoger patatas para comer.

Charles Goodyear (1800-1860).

En 1839 en Masachusets, Goodyear hizo una mezcla de caucho conazufre y un óxido metálico y pinto una pieza de tela con esta mezcla.

Accidentalmente alguien dejó esta pieza en la parte superior de unaestufa caliente.

Goodyear observó lo que estaba pasando, el material pudo habersecarbonizado, pero no lo hizo porque se chorreo con todo el calor.Tal vez el calentamiento de la mezcla de caucho, azufre y el óxidometálico hizo que la mezcla se fundiera, no sabiendo que el mismo habíajustamente descubierto la reticulación.

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Por al menos esta vez el estabaen lo correcto. En esta ocasión,para obtener un buen resultadoél calentaría esta mezcla decaucho de cuatro a seis horas a132 oC con vapor a presión,para lo cual él se endeudaríaaun mas.Goodyear envió a su agenteStephen Moulton a Inglaterrapara intentar venderles la ideaa Thomas Hancock y CharlesMacintosh. Descripción de la vulcanización

Hancock analizó entonces el cauchoen su laboratorio y encontró que elazufre había sido el causante de laestabilidad a la temperatura delcaucho y sacó como propia su patenteen Inglaterra.

Caucho Goodyear y catálogode proveedores de 1901.

El nombre de vulcanización se ledio a este proceso en honor aVulcano, el dios Romano delfuego y de la metalurgia.

Gracias a los descubrimientosde Hancock y de Goodyear, elinmenso campo de lasaplicaciones del caucho quedóabierto al futuro.

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PROCESO DE VULCANIZACION

∗ LA VULCANIZACION ES UN PROCESO QUIMICO QUE:

Requiere de un incremento en la temperatura.

⇓Abastecimiento de calor

Requiere de un aumento en la presión (en la mayoría de loscasos).

∗ MEDIOS DE TRANSMISION DE CALOR PARA LAVULCANIZACION:

Conducción. Convección. Radiación.

∗ LA CANTIDAD DE CALOR TRANSMITIDA DEPENDE DE:

La superficie. Conductividad térmica (λ, W/m . °K). Gradiente de temperatura. Coeficiente de transferencia de calor (α, W/m2 . °K). Tiempo de permanencia o exposición.

“Es un proceso irreversible durante el cual un compuesto de caucho,a través de un cambio en su estructura química (por ejemplo, “cross-linking”), se hace menos plástico y más resistente al hinchamientopor líquidos orgánicos; mientras que las propiedades elásticasconferidas son mejoradas y extendidas sobre un amplio rango detemperatura”

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Torque

TTiieemmppoo ddee VVuullccaanniizzaacciióónn

TTiieemmppoo ddee sseegguurriiddaaddamplio

Curva estable con latemperatura

Vulcanizacióninstantánea luego deiniciado el proceso

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CRONOLOGIA

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CURVA REOMETRICA

OPTIMIZACIÓN DE PROPIEDADES EN DIFERENTESESTADOS DE CURA

- Ligeramente inferior a la cura óptima:- Resistencia a la abrasión- Resistencia al crecimiento de grietas- Resistencia al desgarre dinámico

- En la vulcanización óptima- Resistencia a la tensión- Resistencia al envejecimiento.

- Ligeramente superior a la cura óptima- Elasticidad- Compression Set- Generación de calor- Amortiguamiento dinámico- Flexibilidad a baja temperatura

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SISTEMAS DE VULCANIZACION CON AZUFRE

1. Azufre solo.

2. Sistema convencional de azufre y acelerantes.

3. Baja concentración de azufre.

4. Sistemas “donantes” de azufre.

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CAUCHO VULCANIZADO Y SIN VULCANIZAR

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LOS CAUCHOS DIENOS (ELASTOMEROS CON INSATURACION) COMOEL NR, SBR, NBR, BR, ETC. PUEDEN SER VULCANIZADOS CON

AZUFRE Y CON PEROXIDOS

AZUFRE

∗ Fácil balance entre el “onset”y el “plateau”.

∗ Mayor flexibilidad.

∗ Posibilidad de aire caliente.

∗ Mejores propiedadesmecánicas.

∗ Más económico

PEROXIDOS

∗ Mejor estabilidad al calor.

∗ Mejor resistencia a lareversión.

∗ Mejor compression set a altastemperaturas.

∗ Ausencia de azufre corrosivoen metales.

∗ Elastómeros saturados einsaturados.

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QUE IMPLICA LA OPTIMIZACION DE UN SISTEMA DEVULCANIZACION

Seguridad en el proceso.

Tiempo de cura y temperatura.

Tipo de vulcanización

Logro de unas propiedades tecnológicas necesarias.

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SISTEMAS DE VULCANIZACION CON AZUFRE

AZUFRE ACELERANTES

PHR

Convencional 2.0 - 3.5 0.3 - 1

Semi-EV(a) 1.0 - 2.0 1.0 - 2.5

EV(a) 0.25 - 0.7 2.5 - 5

(a) Vulcanización eficiente

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PARALELO AZUFRE-PEROXIDO

VARIABLE AZUFRE PEROXIDO

Rata de vulcanización Varias alternativas,activadores, acelerantes,retardantes, etc.

Básicamente latemperatura

Interferencias oreacciones con otrosingredientes

Pocas- Uso restringido de

antidegradantes, comoel IPPD o 6PPD.

- Cargas y plastificantes.Propiedades físicas Buenas AceptablesCompression Set Buena Muy buenaResistencia al calor Buena Regular Muy Buena

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NOMENCLATURA Y CLASIFICACIÓN DE LOSELASTOMEROS

a) Clase M:Formados por monómeros de etileno o vinílicosque contienen un enlace doble.ACM = Caucho acrílico.CM = Polietileno clorado.CSM = Polietileno clorosulfonado.EPDM = Copolímero de etileno y propileno.FKM = Caucho fluorado.

b) Clase O:Cauchos tienen oxígeno en la cadena principal.CO = Epiclorhidrina (homopolímero).ECO = Epiclorhidrina (copolímero).ETER = Epiclorhidrina (terpolímero)..

c) Clase R:Poseen cadenas insaturadas de carbono (doblesenlaces)IIR = Caucho butilo.BR = Caucho Polibutadieno.CR = Caucho Cloropreno.IR = Caucho Poliisopreno sintético.NBR = Acrilonitrilo butadieno (Nitrilo).NR = Caucho natural.SBR = Copolímero de estireno butadieno

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d) Clase Q:La cadena principal compuesta por el gruposiloxano y con otros sustituyentes.M = metiloV = viniloP = feniloF = flúorCombinaciones

VMQ: Grupos Metil y VinilPMQ: Grupos Metil y FenilPVMQ: Grupos Metil, Fenil y VinilFVMQ: Grupos Vinil, Metil y Flúor

e) Clase U:Elastómeros con carbono, nitrógeno y oxígeno enla cadena principal. Se trata de los cauchos depoliuretano.AU = Poliuretano sobre la base depoliéster.EU = Poliuretano sobre la base depoliéter.

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CAUCHO NATURAL (NR)

PROPIEDADES

1. Densidad a 20°C es de 0,934 g/cm3

2. Calor de combustión a volumen constante es de44,16 KJ/g

3. Se disuelve en hidrocarburos alifáticos, aromáticosy clorados.

4. Puede ser precipitado en solución con alcoholes,cetonas, etc.

5. Debido a que es una sustancia insaturada,reacciona con muchos productos químicos.

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PROPIEDADES DE LOS VULCANIZADOS

1. Alto esfuerzo de tensión sobre un amplio rango dedurezas.

2. Muy alta resiliencia y baja generación de calor.

3. Bajo “Compression Set”.

4. Buenas propiedades de aislamiento eléctrico.

5. Buena resistencia a la abrasión, al desgarre yfatiga.

6. Trabajo continuo hasta 90°C por períodos de 100horas.

7. Permanecen flexibles hasta -55°C sin adición deplastificantes.

8. Son susceptibles al ataque por ozono.

9. No son resistentes a los hidrocarburos.

10. Pueden ser usados con un amplio rango deproductos químicos (glicoles, alcoholes, agua,etc.).

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DISTRIBUCIÓN PORCENTUAL DEL NR DESDE EL PUNTO DEVISTA DE SUS APLICACIONES

PRODUCTOS PORCENTAJE

Llantas 70 -72Artículos mecánicos (productos industriales) 9 – 10Productos de látex 7 – 8Calzado 4 - 5Productos de ingeniería 3 – 4Adhesivos 1 – 2Otros 2 – 3

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CAUCHO ESTIRENO BUTADIENO.

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RESUMEN DE LAS PRINCIPALES DIFERENCIASENTRE SBR Y NR

DIFERENCIA SBR NREn abastecimiento dematerial

• Productos con una granuniformidad

• Poca cantidad de materialesindeseables

• Pocas fluctuaciones de preciosEn procesabilidad - Masticaciones mas

ineficientes- Requieren de sistemas de cura

mas fuertes para mantener lasvelocidades de vulcanización

- Mucho mejor “Tack”- Mejor “green strength

En propiedades de losvulcanizados

- Los SBR reforzados con negrode humo poseen mejorabrasión.

- Mejor agarre en húmedo.- Buena resistencia al

rodamiento.

- Cristalinizable- Mejor resistencia al

desgarre y a la flexión- Alta resiliencia.

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ELABORACION DE COMPUESTOS

1. Por su baja polaridad puede ser mezclado contodos los cauchos NO POLARES en un amplioconcentraciones.

2. Mezclas con BR y NR tienen gran importanciaen la industria de las llantas.

3. Requiere menos Azufre y más acelerantes.

4. Agentes de protección.

- Excelente estabilidad al almacenamiento.

- Mejorar estabilidad a la oxidación P-Fenilendiaminas u otras aminas aromáticas.

- Mejorar resistencia a la fatiga dinámica P-Fenilendiaminas.

- Mejorar resistencia al envejecimiento conTMQ, ODPA, y MBI.

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CLASIFICACIÓN DE LOS ELASTÓMEROS DE ACUERDOA SU POLARIDAD

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1. Esfuerzos de tensión bajos.

2. Resiliencia y comportamiento a bajastemperaturas inferiores a los del NR.

3. Mejor resistencia al envejecimiento por calorque el NR.

4. Pobre resistencia al ozono.

5. No son resistentes a los hidrocarburos.

6. Pueden ser usados con un amplio rango deproductos químicos (glicoles, alcoholes, agua,soluciones acuosas no oxidantes de ácidos,bases y sales).

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APLICACIONES

Cubiertas de neumáticos 67,9 %Aislamiento de cables 0,8 %Artículos técnicos moldeados 3,8 %Calzado 4,7 %Correas 0,6 %Mangueras 1,3 %Artículos celulares 3,8 %Impermeabilizaciones 0,8 %Adhesivos 0,8 %Usos varios 15,4 %

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CAUCHO POLIBUTADIENO (BR)


1. Alta resistencia a la abrasión.2. Alta resiliencia3. Flexibilidad a baja temperatura. Con

excepción d e la silicona, posee la más bajaTg.

4. Pobre resistencia al deslizamiento enhúmedo.

5. Las características de envejecimiento sonsimilares a la de los vulcanizados con SBRy NR.

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LIMITACIONES

1. Poco “Tack”

2. Poca resistencia al desgarre y poca tensión,comparado con SBR y NR.

APLICACIONES

1. Más del 90 % del total de la producción deBR es utilizada en la industria de las llantas.

2. Otros usos son:- Calzado- Bandas transportadoras.- Correas de transmisión

3. Mezclado con NBR mejora la resiliencia, laflexibilidad en frío y reduce la generación decalor en flexión.

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Tg PARA DIFERENTES ELASTÓMEROS.

ELASTOMERO (Tg) ºC

Caucho acrílico -22 a -40Caucho Poliuretano Poliéster -35Caucho Butilo Bromado -66Caucho Cis-1,4 Polibutadieno -112Caucho Butilo Clorado -66Caucho Polietileno Clorado 25Caucho Policloropreno -45Caucho Epicloridrina -45Caucho EPDM -55Caucho Fluorado -18 a -50Caucho Silicona-Fluorado -70Caucho Silicona (VMQ) -120Caucho Nitrilo Hidrogenado -30Caucho Butilo -56Caucho Nitrilo:

-Bajo contenido de ACN-Contenido medio de ACN-Alto contenido de ACN

-45-3420

Caucho Natural -72Caucho SBR -50

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CAUCHO NITRILO (NBR)


1. Excelente resistencia a hidrocarburos y aceitesalifáticos, combustibles y grasas.

2. Muy buena resistencia al calor en ausencia deaire.

3. Buena resistencia al aire caliente (< 90°C).4. Moderada flexibilidad a bajas temperaturas.5. Moderada resistencia al ozono y poca resistencia

al envejecimiento por luz ultravioleta.6. Pobres propiedades de aislamiento eléctrico.7. Moderada resistencia al desgarre y a la abrasión.

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CLASIFICACIÓN DE LOS NBR DE ACUERDO AL CONTENIDODE ACRILONITRILO (ACN)

Contenido de ACN % ACN Volumen dehinchamiento* (%)

Bajo 20 80 a 90Medio bajo 25 50 a 60

Medio 30 40 a 50Medio alto 35 33 a 40

Alto 40 25 a 33Muy alto > 40 < 25

* Mezcla de petróleo-benceno (3:1) después de 72 h a 23°C.

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VARIACIÓN DE LAS PROPIEDADES CON LA VARIACIÓN DELCONTENIDO DE ACRILONITRILO (ACN)

PROPIEDAD % ACN15 50

Mejora la resistencia al aceiteIncrementa la resistencia a los combustiblesIncrementa la resistencia a la tensiónIncrementa la durezaMejora la resistencia a la abrasiónIncrementa la permeabilidad a los gasesIncrementa la resistencia al calorMejora la flexibilidad a bajas temperaturasMejora la resilienciaIncrementa la compatibilidad con los plastificantesDisminuye el “compression set”

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APLICACIONES

• Sellos estáticos• O´rings• Membranas• Rodillos• Calzado• Bandas transportadoras

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CAUCHO ISOBUTILENO-ISOPRENO (IIR)(CAUCHO BUTILO)


1. Muy baja permeabilidad a los gases2. Muy baja absorción de agua3. Muy buena resistencia al oxigeno4. Muy buena resistencia al ozono5. Muy buena resistencia a la intemperie6. Muy buena resistencia al calor7. Muy buenas propiedades de aislamiento eléctrico8. Buenos esfuerzos de tensión, desgarre y resistencia a

la abrasión en compuestos cargados.9. Buena flexibilidad a bajas temperaturas.10. Alto “compression set” (¡malo!)11. Pobre resiliencia.

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APLICACIONES

1. Fabricación de neumáticos.

2. Cámaras y vejigas (“Air Bags” y“bladders”).

3. Aislamiento de cables de alto voltaje

4. Amortiguadores de choque.

5. Impermeabilización para cubiertas yembalses.

6. En la industria farmacéutica.

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CAUCHO EPDM - EPM

formula estructural de un EPDM con ENB (Etildien Nornorneno)


1. alta resistencia al ozono y a la intemperie.2. Buena resistencia al calor seco (125°C en forma

continua).3. Bajo “compression set” a altas temperaturas.4. Poca resistencia al aceite.5. Moderadas propiedades de aislamiento eléctrico.6. Poca flexibilidad a baja temperatura.

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APLICACIONES

1. Cubiertas laterales en llantas.

2. Industria automotriz• Limpiaparabrisas• Mangueras de radiador.• Mangueras para emisión de aire.• Tubos• Monturas.

3. Industria de la construcción.• Perfiles para ventanas.• Impermeabilizantes.

4. Equipos para agricultura.• Mangueras para riego.• Tubos.

5. Otros.• Recubrimiento de cables.• Bandas transportadoras.• O´rings.• Membranas

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CAUCHO SILICONA (Q)

CARACTERISTICAS IMPORTANTES

• Amplio rango de temperatura de servicio (-100°C a250°C aproximadamente).

• Excelente resistencia al ataque por oxígeno, ozono y luzsolar.

• Baja toxicidad.• Posibilidad de obtener una transparencia óptica.• Buenas propiedades de aislamiento eléctrico.• Baja reactividad química.Posibles limitaciones.• Bajos esfuerzos de tensión de los vulcanizados.• Pobre resistencia a aceites y solventes (excepto FVMQ).• Alta permeabilidad a los gases.• Relativo alto costo.

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APLICACIONES

Amplio uso debido a sus excelentes propiedades térmicas yeléctricas, su inocuidad fisiológica, su alta permeabilidad y subajo compression set.

En ingeniería mecánica:• Anillos de sellado• Capuchones de bujías• Mangueras de radiador• O´rings• Recubrimiento de rodillos y empaquetaduras

En ingeniería eléctrica• Cables, tubos aislantes• Teclados y materiales de contacto• Terminales de cables• Perfiles de sellos conductores

En medicina• Tubos de transfusión y diálisis• Aparatos de respiración artificial• Cáteres• Chupones para bebés

En la industria de la construcción• Perfiles de sellos de puertas y ventanas• Perfiles de juntas de expansión.

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OBJETIVOS GENERALES DE UN COMPUESTO DE CAUCHO

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TIPOS DE FORMULAS - DENOMINACIONES

Fórmula teórica

Es el primer tipo de fórmula que es considerada para eldesarrollo de un compuesto. Se toma como base 100partes de resina (caucho).

PHR: Parts per Hundred of Rubber

Fórmula de planta.

Es la receta o fórmula con base en la cual se elaboranlos compuestos de la “planta”. Es proporcional a lafórmula teórica anteriormente calculada. Se expresa enkilogramos.

Para su cálculo se deben de tener en cuenta:Capacidad del mezclador de cilindrosFactor de carga.Densidad de los diferentes componentes.

Fórmula en porcentaje en peso.

Con base en la fórmula de planta se determina en formaporcentual la cantidad de cada uno de los diferentescomponentes.

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COMPONENTE PHR DENSIDAD VOLUMEN

SBR 1502 80,0 0,93 86,02BR 20,0 0,91 21,98Plastificante 12,0 0,94 12,77Antioxidante 1,5 1,17 1,28Cera parafínica 1,5 0,91 1,65N-220 60,0 1,84 32,61Acido esteárico 2,0 0,92 2,17Oxido de zinc 3,0 5,60 0,54CBS 1,2 1,30 0,92Azufre 1,8 2,07 0,87

Total 183,0 160,81

Densidad de la mezcla = masa de la mezcla / volumen de la mezcla.Densidad = 183,0 / 160,81 = 1,138 g/cm3

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Procedimiento para el cálculo de la fórmula de planta.

Mezclador abierto de 25 kg.Factor de carga = 0,8 (80% de la capacidad del molino).Cantidad de mezcla = 25,0 kg x 0,8 = 20,0 kg.

La cantidad de cada ingrediente se calcula con base en el siguiente ejemplo:

Para el SBR 1502: kg de SBR 1502 = (80,0 x 20,0) / 183,0 = 8,743 kg

Procedimiento para el cálculo de la fórmula en % peso.

Para cada ingrediente se divide la cantidad en kg por el peso total de la mezcla y a lacantidad resultante se multiplica por 100.

Ejemplo: SBR 1502% en peso para el SBR 1502 = (8,743 / 20,0) x 100 = 43,72 %

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PROBLEMAS EN EL MOLDEO Y ACCIONESCORRECTIVAS

1. Dimensiones y apariencia.

— Depósitos de los lubricantes del molde— Compuesto especial de limpieza en el molde

sucio.— Consideraciones dimensionales en el molde para

piezas críticas como o´rings.— Rebaba: recorte manual o por el pulimento de los

artículos o por tamboreo o por medios criogénicos.— Moldes demasiado pequeños para la prensa

causan distorsiones (deben ocupar al menos el 80%del área disponible).

— Las prensas con platos no paralelos

2. Porosidad.

• Ocurre tanto en materiales líquidos como losaltamente viscosos.

• Hay dos fuentes: el aire atrapado y la humedad.• Las temperaturas altas de moldeo convierten la

humedad en vapor.• Se puede minimizar la porosidad curando

(incrementando la reticulación) por un período detiempo suficiente antes de abrir nuevamente la prensa.

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• La incorporación del óxido de calcio reduce laporosidad.

• Almacene las materias primas en condiciones secas ydeseche o expele cualquier humedad presente.

• En el moldeo por inyección es difícil la remoción delaire, debido a que el caucho entra en la cavidadrápidamente. La entrada rápida del caucho comprimeel aire en la cavidad y rápidamente incrementa latemperatura del aire.

• Emplear sistemas de venteo.• En algunas ocasiones se utilizan fuentes de vacío que

se acoplan a los venteos del molde

3. Despegue.

Factores:• Material que está siendo procesado.• Superficie del molde.• Forma y complejidad de la pieza moldeada.

4. Encogimiento.

Factores:• Temperatura de curado (mas alta, mayor

encogimiento)• Nivel de carga en la composición.

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5. Defecto de borde ("Backriding").

El defecto de borde describe el contorno o la aparienciade algunos vulcanizados en la línea de partición delmolde.

El defecto de borde es causado por la continuaexpansión térmica del caucho en un molde después deque ocurre la reticulación en la línea de partición. Estaexpansión fuerza al caucho reticulado hacia la aberturade la línea de partición y causa la ruptura del cauchoreticulado.

Tanto la geometría de la pieza moldeada como lacomposición del caucho afectan el defecto de borde. Eldefecto de borde se vuelve más severo mientras en lapieza moldeada disminuye la relación áreasuperficial/masa. Entonces, el defecto de borde es mássevero para esferas o pelotas en donde esta relación esmínima.

Disminuyendo la temperatura de curado se reduce eldefecto de borde, como también precalentando elcompuesto de caucho antes de colocarlo en el molde dela cavidad. También pesando la cantidad mínimanecesaria para obtener la pieza, se reduce el defecto deborde.

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Principales problemas de mezclado.

a) Dispersión.b) Prevulcanización.c) Contaminación.d) Pobre procesabilidad en el molino alimentador ye) Variación de lote a lote.

A. Procedimiento de mezclado.• Tiempo insuficiente de mezclado.• Temperatura de descarga demasiado alta o

demasiado baja.• Adición simultánea de los materiales ácidos y

básicos (como el ácido esteárico y los retardantes oel oxido de zinc y el magnesio).

• Insuficiente plasticidad del elastómero.• Orden de adición inapropiado de los ingredientes.• Cargas adicionadas demasiado tarde en el ciclo de

mezclado.• Adición simultánea de negro de humo de tamaño

de partícula pequeña y resinas o aceites viscosos.• Tiempo insuficiente para dispersar los óxidos

metálicos.• Tamaño del lote demasiado grande o demasiado

pequeño.

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B. Operador.• Falta de seguimiento del procedimiento de

mezclado establecido.• Remoción del compuesto demasiado pronto del

molino.

C. Equipo.• Desgaste excesivo de las partes del armazón del

molino.• Control inefectivo de la temperatura de las masas

del molino.• Funcionamiento inapropiado del molino.

D. Materiales.• Elastómero envejecido y parcialmente gelificado.• Caucho EPDM y butilo fríos.• NR no masticado suficientemente.• Humedad excesiva en las cargas.• Adición de ingredientes viscosos a temperatura por

debajo de su punto de fusión.• Uso de ingredientes erróneos.

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E. Diseño del compuesto.• Uso de elastómeros con una diferencia

considerable en las viscosidades.• Plastificantes incompatibles con los elastómeros.• Demasiados ingredientes en formas de gránulos

duros.• Gran cantidad de cargas con tamaño de partícula

pequeño.• Uso de resinas con puntos de fusión demasiado

altos.• Insuficientes plastificantes líquidos.• Excesiva cantidad de plastificantes y cargas.

2. Posibles causas de la prevulcanización.

• Insuficiente enfriamiento del mezclador• El sistema de cura actúa demasiado rápido.• Temperatura de descarga demasiado alta.• Acelerantes adicionados en el mezclador en

tiempos inapropiados.• Pobre dispersión de los acelerantes y/o agentes de

vulcanización.• Omisión de retardantes.• Pesado incorrecto de ingredientes.• Temperatura inicial de carga demasiado alta.• Gran cantidad de partículas pequeñas en la carga.• Insuficientes plastificantes líquidos.

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3. Causas comunes de contaminación.

• Contaminación física de los elastómeros yquímicos del caucho por polvo, cenizas, astillas yotros materiales.

• Contaminación química del IIR y del EPDM porotros elastómeros, tales como el NR y el NBR.

• Usar indistintamente un recipiente para todos losingredientes.

• Usar ingredientes inapropiados.• Empaques o sellos en el mezclador que dan lugar a

fugas de aceite.• Descargar los ingredientes sobre las láminas ya

elaboradas.• Compuesto residual adherido a las guías, a la

bandeja y el mezclador sobrecargado.• Generación de residuos o acumulación en partes

del equipo.• Pobre limpieza general en las áreas alrededor del

molino.

4. Posibles causas de la pobre procesabilidad en elmolino.

• Falla en el uso de las temperaturas especificadas enel molino.

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• Control inefectivo de las temperaturas de las masasy de las relaciones de velocidad y de fricción.

• Viscosidad Mooney del compuesto demasiadobaja.

• Excesiva cantidad de tactificantes.• Demasiada cantidad de cargas pegajosas (caolín,

talco).• Demasiada cantidad de plastificantes viscosos.• Falta de las ayudas de procesamiento en la

formulación.• Cargas insuficientes o excesivas.• Escogencia errónea de la viscosidad de los

elastómeros.• Pobre dispersión.• Compuesto propenso a la prevulcanización.• Compuesto dejado en el molino demasiado tiempo.

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3. Causas comunes de la variación entre lotes.

• Variación en la temperatura inicial de la carga.• Variación en la temperatura y/o flujo del agua de

enfriamiento.• Error en el pesado de los ingredientes.• Diferencias en los ingredientes del compuesto lote

a lote.• Uso de ingredientes sustitutos.• Variación en el tiempo de descarga y/o

temperatura.• Formas diferentes de manejar los compuestos en el

molino por operadores diferentes.• Variación en el tiempo de mezclado.• Diferentes niveles de dispersión.

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