Floración
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Migración
La "floración" es causada por la migración de materiales compuestos sólidos o líquidos que tienen una solubilidad limitada en la matriz polimérica.
La floración incluye floración seca y floración húmeda, que también se conoce como "exudación", "sangrado" o "floración oleosa". Muy común, la floración se refiere a la formación inicial de racimos en forma de estrella cuando los materiales compuestos sólidos se recristalizan en la superficie del vulcanizado. Esto se debe al hecho de que muchos de los materiales compuestos de caucho tienen una compatibilidad limitada con el elastómero y se separan a más tardar después de la vulcanización y posterior enfriamiento a temperatura ambiente. La floración es un proceso de difusión controlada. El desarrollo de la floración puede ser estimulado mecánicamente o químicamente. p.ej. Una estimulación química es la aparición de huellas digitales blanquecinas o grisáceas en el vulcanizado. Esto es causado por el ácido acético contenido en la transpiración.
Floración de sustancias cristalinas
La solubilidad limitada en un elastómero dado y un nivel de dosificación por encima del límite de solubilidad son las causas principales para que una sustancia desarrolle floración. La mayoría de los químicos son más solubles en el caucho caliente que en el frío. Además, son más solubles en caucho no vulcanizado que el caucho vulcanizado. Una sustancia completamente soluble en el caucho a temperaturas de mezcla es principalmente compatible con el elastómero en estado no curado. Después de la vulcanización y tan pronto como el vulcanizado se enfríe, la sustancia comenzará a cristalizarse. El crecimiento cristalino dentro de la sección transversal del caucho está limitado por el desarrollo de deformación alrededor de los cristales. En la superficie vulcanizada, el crecimiento de los cristales continuará debido a una tensión mucho menor. El gradiente de concentración hará que la sustancia del soluto en la masa migre a la superficie y que el cristal en la masa se disuelva. La migración terminará cuando todo el material por encima del límite de solubilidad haya formado cristales en la superficie.
Floración de sustancias cristalinas como ceras de parafina o azufre
La capa de cera actúa como una barrera física para proteger el vulcanizado. contra el ataque de ozono.
Ceras de parafina
- Consisten principalmente en n-parafina (n-alquenos) con una pequeña cantidad de parafina ramificada (isoalquenos).
- Fórmula genérica CnH2n + 2 donde n = 18 a 50.
Ceras Microcristalinas
- Cadena principalmente ramificada con cierto contenido nafténico.
- H / Cs tienen aprox. 34 a> 70 átomos de carbono. Por lo tanto, mayor MW promedio y mayor Mpt. en comparación con la cera de parafina.
Azufre
- Suele ocurrir cuando los vulcanizados no están curados. Además, el nivel utilizado está significativamente por encima de su límite de solubilidad dentro de los polímeros basados. El tamaño de partícula de azufre es crítico. Un 10% de retención en la pantalla de malla 200 es esencial. La alta rugosidad proporciona concentraciones desiguales y una floración irregular que da lugar a manchas o manchas en el vulcanizado. El azufre insoluble se recomienda para prevenir la floración. Teniendo en cuenta que la temperatura de procesamiento y las condiciones de almacenamiento deben tenerse cuidado.
Aceleradores
El TMTD (disulfuro de tetrametil tiuram) es conocido por causar floración, particularmente cuando se usa como sistema de curado sin azufre. Se forma una floración blanquecina que consiste en su producto de reacción ZDMC (esto se aplica de manera similar para TMTM que proporciona un mayor rendimiento de ZDMC). La floración puede ocurrir a solo 0.5 phr, aunque en ocasiones se usa a 3 phr sin ningún problema de floración en algunos casos. Reemplazar parte de TMTD con TETD y / o DDTS (Dimetil difenilo tiuramdisulfuro) podría evitar la floración. Simultáneamente, el uso de aceleradores de tipo mercapto o sulfenamida puede ser útil. TBTD es totalmente soluble en la mayoría de los cauchos y también se forma el producto de reacción ZDBC. Entonces no florece.
Peróxidos
La floración no ocurre con la mayoría de los peróxidos. Pero dos productos de descomposición del bis- (terc-butilperoxiisopropil) benceno pueden causar floración. Los productos químicos responsables de una floración seca blanquecina son los alcoholes de alto peso molecular m- y p-dihidroxil diisopropilbenceno. Los otros productos de descomposición son solubles en caucho o volátiles, como la acetona y el metano.
Plastificantes
La compatibilidad entre el plastificante / aceite y los elastómeros rige principalmente la tendencia a la floración. p.ej. El aceite parafínico de 2 phr en el vulcanizado de NBR puede dar como resultado una superficie grasa indeseable debido al sangrado excesivo del plastificante. De manera similar, el aceite parafínico de 5 phr puede florecer (exudar) fuertemente del vulcanizado de CR. El aceite nafténico se puede usar en CR a 20-25 phr sin problemas de floración. Los aceites aromáticos son muy compatibles con CR. Sin embargo, el alto nivel de Ar.Oil puede causar adherencia al equipo. La adherencia se reduce mucho al agregar un poco de aceite nafténico que tiene un cierto efecto lubricante. Las ceras, vaselina, asfalto soplado y alquitrán de hulla pueden reducir la compatibilidad del petróleo en CR. Se sabe que los plastificantes antiestáticos causan una fuerte floración cuando se usan por encima de su límite de solubilidad. En el caso del compuesto relleno de sílice con plastificante antiestático, se puede evitar el sangrado indeseable eliminando el DEG, que a menudo se usa como activador en la formulación.
Anti-ozonantes
- Debe reaccionar con ozono más rápido que el elastómero
- Debe estar disponible en la superficie de vulcanizado
- El producto de reacción con ozono (ozonuro) debe formarse continuamente película protectora contra nuevos ataques de ozono
Cuando se usa material totalmente soluble, la concentración de la superficie será proporcional al nivel de dosificación y no cambiará durante el almacenamiento. Cuanto más rápida y más alta sea la concentración de la superficie, más efectivos serán los anti-ozonantes. La clasificación de la siguiente manera:
- IPPD (N-isopropil-N'-fenil-p-fenilendiamina)
- DTPD (N, N'-Ditolil-p-fenilendiamina)
- 6PPD (N-1,3-dimetilbutil-N'-p-fenilendiamina)
- 77PD (N, N’-Bis- (1,4-dimetil pentil) -p-fenilendiamina
Antioxidantes
La floración generalmente no ocurre con antioxidantes fenólicos y fosfitos que tienen un límite de solubilidad alto en el caucho. PBN, que fue ampliamente utilizado en tiempos anteriores, causó la floración a más de 1.5 - 2phr. PAN puede usarse hasta 5 phr sin floración. La 2,2,4-trimetil-1,2-dihidroquinolina (TMQ) polimerizada migra a la superficie del compuesto relleno de negro de carbón sin curar y provoca un cambio de color de negro a azul oscuro después de almacenarse durante un período de varios días. Los oligómeros presentes en TMQ a concentraciones que dependen del proceso de producción tienen una mayor solubilidad en el caucho que la sustancia polimérica. La tasa de floración se muestra a continuación:
TMQ polimérico> Tetramer> Trimer> Dimer> Monómero
Se han detectado más de 1000 componentes en TMQ. Las impurezas de ese tipo tienen la tendencia a revertir el azufre insoluble a un tipo soluble y para la posterior floración de azufre.
Retardadores
Retardadores de tipo ácido como anhídrido ftálico (PTA) y ácido salicílico o N-fenil-N- (triclorometil-sulfenil) -bencenosulfonamida no florece hasta ahora. El ácido benzoico (no solo como retardador sino también como reductor de la viscosidad, y en dosis altas para aumentar la dureza) puede migrar a la superficie vulcanizada.
- Cristales transparentes a blanquecinos como el patrón de escarcha en el cristal de la ventana en vulcanizado curado al vapor
La ciclohexiltioftalimida (CTP) puede causar una floración grisácea por encima de 0.4 a 0.5 phr.
Rellenos - Fillers
Los rellenos son insolubles y no pueden migrar. En algunos casos, la exposición de los rellenos en la superficie vulcanizada se denomina en realidad "Glaseado". El glaseado es causado por el ataque de ozono y también la degradación ultravioleta en vulcanizados relajados que contienen rellenos blancos. Por lo general, la escarcha es de color blanco o gris. Muy a menudo, el glaseado se confunde con la floración por los aceleradores sin reacción, etc. Pero la glaseación se confirma porque el lavado o calentamiento con solvente no eliminaría la "capa de floración". La dispersión óptima del relleno ayudará a evitar el glaseado.
Colorantes
Los colorantes orgánicos que no son completamente solubles pueden causar la floración cristalina. Los colorantes inorgánicos son insolubles y, por lo tanto, no se genera floración. El "procesamiento de plástico" de los colorantes es conocido por la compatibilidad insuficiente de ciertos aditivos, como plastificantes o lubricantes. La exudación de estos aditivos tiene lugar durante el procesamiento y el aditivo transporta parte del colorante a la superficie. La placa también puede ocurrir con rellenos. Coloque los depósitos en platos de calandria y troqueles de extrusora.
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