Resinas
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Resinas
Las resinas de fuentes naturales, y una cantidad derivada de una base de petróleo, se han utilizado durante muchos años. Estos normalmente se agregan al compuesto de caucho en pequeñas dosis para conferir alguna ventaja de procesamiento o propiedad. La solubilidad de cualquier resina en el sistema de caucho es un factor importante para determinar el efecto sobre las propiedades del compuesto de caucho. Mucho depende de la polaridad de la resina y el polímero en el grado de compatibilidad que logran. Mezclas de resinas no especificadas de polaridad diferente y, por lo tanto, compatibilidad diferente se mezclan y comercializan como aditivos de procesamiento diseñados para ayudar a mezclar elastómeros normalmente incompatibles (resinas de homogeneización).
Pinos
Los pinos proporcionan la materia prima para producir colofonia de goma, colofonia de madera, colofonia de aceite de resina y alquitrán de pino, todos utilizados en compuestos de caucho. Como grupo, estos productos químicos se conocen comúnmente como "almacenes navales" porque históricamente se necesitaban en la construcción y el mantenimiento de barcos de madera. La colofonia de goma se obtiene de la resina de pino extraída de pinos vivos. Los pinos “sangran” resina cruda cuando se cortan. En una operación bastante laboriosa, esta resina cruda se recolecta de los árboles extraídos y se procesa. De esta resina cruda se obtienen colofonia y trementina. A veces, las colofonias de goma, que están compuestas de ácido abiético, se usan directamente en compuestos de caucho como agentes de pegajosidad. Estas colofonias de goma a veces se modifican químicamente mediante hidrogenación (para mejorar sus propiedades de envejecimiento) o esterificación para su uso en caucho. La trementina a veces se procesa aún más para separar el β-pineno para la polimerización en resinas de politerpeno para su uso como agente de pegajosidad del caucho. La colofonia de madera, por otro lado, se obtiene de la extracción con solvente de tocones de pino muertos. Las colofonias de madera también se pueden usar como agentes de pegajosidad, aunque pueden funcionar de manera algo diferente en un compuesto de caucho en comparación con las colofonias de goma.
Resinas Coumarone y Coumarone-Indene
Generalmente se usan como adhesivos y plastificantes, estas resinas se agregan a los compuestos de caucho en dosis de 1-5 phr. Aunque se usan hasta cierto punto en NR que inherentemente tiene buena pegajosidad, estas resinas se usan en muchos cauchos sintéticos que son muy deficientes o carecen totalmente de pegajosidad para la construcción. Las resinas de cumarona / indeno se usan solas o en combinación con otros materiales que imparten pegajosidad. Las calidades líquidas, aunque son difíciles de manejar a menos que se conviertan en polvo seco, dan una mayor adherencia que las calidades sólidas. Los compuestos SBR no negros requieren la adición de estas resinas si se desean obtener propiedades óptimas, pero se debe tener cuidado al elegir el grado si el color compuesto es importante.
Resinas de petróleo
Las resinas de petróleo de los tipos aromáticos y no aromáticos son una gran familia de materiales en continuo crecimiento que encuentran un uso considerable en la industria del caucho. Las resinas anteriores eran materiales de color oscuro altamente insaturados que se originaban del tratamiento de aceites en la producción de gasolina. A medida que los subproductos de la industria petrolera se han explotado progresivamente, muchas más resinas han estado disponibles con buen color y puntos de fusión de hasta aproximadamente 130 ° C. Los tipos de resina varían desde un bajo contenido de insaturación hasta materiales altamente aromáticos. El tipo de resina producida depende de la fuente del aceite y los tipos de olefina presentes en la materia prima. Las resinas de petróleo suelen ser copolímeros, a menudo con segmentos de una amplia gama de monómeros diferentes. El color y el punto de reblandecimiento de la resina pueden controlarse mediante la procesabilidad de fabricación. Las resinas altamente aromáticas a menudo se usan como sustitutos de cumarona / resina de indeno. Se encuentra disponible una gama de resinas aromáticas blandas, producidas a partir de la alquilación de xileno y otros hidrocarburos aromáticos con diciclopentadieno. Estos son excelentes suavizantes para una amplia gama de gomas. Al igual que otros materiales aromáticos derivados de fuentes de petróleo, algunas de las resinas utilizadas en la industria del caucho se consideran cancerígenas.
Resinas Terpénicas
Las resinas de terpeno se usan más comúnmente en la producción de adhesivos, donde confieren propiedades adhesivas muy fuertes. Las resinas terpénicas mejoran la resistencia de los adhesivos a la degradación oxidativa. Estas resinas se producen normalmente a partir de β-pineno y son de color amarillo claro. Los polímeros de dipenteno y limoneno también están disponibles como resinas.
Resinas Vegetales
Muchos tipos, como el alquitrán de pino, son destilados del cultivo de pinos en Escandinavia. El alquitrán de pino es un líquido viscoso oscuro que se usa a un nivel de dosificación de aproximadamente 3-7 phr. No afecta los niveles de dureza en la misma medida que la cantidad igual de aceite de petróleo. Por la naturaleza de sus fuentes, puede variar en acidez y, por lo tanto, ha tendido a ser reemplazado por alternativas más predecibles y más baratas que están disponibles a partir de los residuos de la destilación del petróleo. La mejora de la pegajosidad de los compuestos de caucho se deriva de la presencia de derivados de resina de colofonía.
Colofonias Naturales
Las colofonias naturales se derivan de fuentes vegetales en forma de exudados, es decir, gomas. La colofonia y los ésteres de colofonia han encontrado una serie de aplicaciones dentro de la industria del caucho. Los ácidos de colofonia se oxidan fácilmente y, por lo tanto, es más habitual encontrar colofonia presentada en la industria del caucho en forma hidrogenada o desproporcionada. Los jabones de colofonia desproporcionados encuentran una amplia aplicación en los procesos de polimerización de SBR.
Gutta Percha
Una sustancia termoplástica resinosa dura de la misma composición química que el hidrocarburo de caucho pero que tiene la transestructura. Anteriormente utilizado ampliamente para el aislamiento de cables submarinos (ahora reemplazado por polietileno) y en la fabricación temprana de pelotas de golf (ahora reemplazado por ionómeros), pero ahora casi ha desaparecido del mercado mundial. El caucho natural (poliisopreno) tiene la forma cis dando un material altamente elástico, mientras que la gutapercha tiene la forma trans y es relativamente no elástica y más cristalina.
Resinas de formaldehído de fenol
Tanto las resinas de fenol formaldehído termoplásticas como las termoestables encuentran aplicación en compuestos de caucho. Las resinas termoplásticas actúan como excelentes adhesivos, mientras que las resinas termoestables actúan como plastificantes durante el procesamiento y luego se reticulan para dar una estructura de refuerzo al compuesto. Las resinas adecuadas para muchas aplicaciones se pueden adaptar por variación en el tipo de fenol y la proporción de formaldehído. Los niveles más bajos de formaldehído producen propiedades adherentes, mientras que los niveles más altos de formaldehído contribuyen, en presencia de hexametilen tetramina durante el curado del caucho, a un mayor grado de polimerización de resina dentro de la red de caucho creando una estructura reticulada que contribuye a las propiedades de dureza y abrasión del compuestos. Los diversos tipos de resina se han discutido anteriormente. Sin embargo, los listados de estos materiales se han categorizado para indicar su uso principal en la industria y se han asignado de acuerdo con la clasificación de los fabricantes:
• resinas homogeneizadoras
• resinas de petróleo y mezclas patentadas
• resinas de refuerzo / unión
• resinas para adhesivos
• resinas adhesivas y dispersantes
• Resinas vulcanizantes.