Vulcanización en baño de sal
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Vulcanización en baño de sal
La vulcanización en baño de sal es un método de curado líquido (LCM), un método común de vulcanización continua (CV). Los métodos CV son deseables para producir productos como tubos, mangueras y burletes. La sal es una buena opción para un método CV porque requiere unidades de curado de longitud relativamente corta; tiene buenas propiedades de intercambio de calor y se puede usar a las altas temperaturas necesarias (177 a 260°C). Además, la sal no oxida la superficie y es fácil de limpiar con agua. Toda la operación involucra al menos cuatro procesos principales: el caucho se alimenta a través de una extrusora ventilada (o al vacío) de alimentación en frío, se transporta a través del baño de sal, se enjuaga y enfría y luego se corta y procesa de acuerdo con las especificaciones. El extruido se sumerge o se rocía con la sal fundida, que es una mezcla eutéctica (fácilmente fundible) de nitrato y sales de nitrito, como 53% de nitrato de potasio, 40% de nitrito de sodio y 7% de nitrato de sodio. El baño de sal generalmente está cerrado con puertas de acceso en un lado y serpentines de calefacción eléctrica en el otro. Una desventaja del LCM en baño de sal es que se ha asociado con la formación de nitrosaminas, que se sospecha son cancerígenos humanos. Estos productos químicos se forman cuando un nitrógeno (N) y un oxígeno (O) de un compuesto "nitrosante" se unen al grupo amino nitrógeno (N) del compuesto de amina. Las sales de nitrato y nitrito utilizadas en el baño de sal sirven como agentes nitrosantes y se combinan con las aminas en el compuesto de caucho para formar nitrosaminas. Los compuestos de caucho que son precursores de las nitrosaminas incluyen: sulfenamidas, sulfenamidas secundarias, ditiocarbamatos, tiuramos y dietilhidroxilaminas. Algunos compuestos de caucho contienen en realidad una nitrosamina, como nitrosodifenilamina (NDPhA), un retardador, o dinitrosopentametilentetramina (DNPT), un agente espumante. Estas nitrosaminas son levemente cancerígenas, pero pueden “trans-nitrosato” o transferir sus grupos nitroso a otras aminas para formar nitrosaminas más cancerígenas. Las nitrosaminas que se han detectado en operaciones de baño de sal incluyen: nitrosodimetilamina (NDMA), nitrosopiperidina (NPIP), nitrosomorfolina (NMOR), nitrosodietilamina (NDEA) y nitrosopirrolidina (NPYR). En los Estados Unidos, tanto la Administración de Salud y Seguridad Ocupacional (OSHA) como el NIOSH consideran que la NDMA es un carcinógeno ocupacional, pero ninguna ha establecido un límite de exposición. En Alemania, existen regulaciones estrictas para la exposición ocupacional a las nitrosaminas: en la industria en general, la exposición total a las nitrosaminas no puede exceder 1 μg/m3. Para ciertos procesos, como la vulcanización del caucho, las exposiciones totales a nitrosaminas no pueden exceder los 2.5 μg/m3. La eliminación de la formación de nitrosamina de las operaciones de CV se puede hacer reformulando los compuestos de caucho o utilizando un método de CV que no sea un baño de sal, como aire caliente con perlas de vidrio o curado por microondas. Ambos cambios requieren investigación y desarrollo para garantizar que el producto final tenga las mismas propiedades deseables que el producto de caucho anterior. Otra opción para reducir las exposiciones es la ventilación por extracción local. No solo es necesario que el baño de sal esté cerrado y ventilado adecuadamente, sino que también otras áreas a lo largo de la línea, como los lugares donde se corta o perfora el producto, necesitan suficientes controles de ingeniería para garantizar que la exposición de los trabajadores se mantenga baja.
En esta tecnología, además de las sales respetuosas con el medio ambiente desarrolladas para los procesos de tratamiento termoquímico/térmico, se adopta una nueva planta de baños de sal que funciona sin que se produzcan efluentes. Esto significa que las piezas tratadas se enjuagan a fondo, utilizando un mínimo de agua dulce, en un sistema de lavado en cascada, y que la cantidad relativamente pequeña de agua de enjuague se puede procesar de manera muy económica. Las sales recicladas se pueden volver a utilizar. Si no es posible reciclarlo, las sales en cuestión deben eliminarse de acuerdo con las normativas locales. Para cumplir con los requisitos ecológicos actuales, hemos desarrollado una nueva tecnología de curado en baños de sal. En un horno separado de baño de sal calentado eléctricamente o con gas, la sal fundida se calienta a la temperatura de curado, que se encuentra entre 200°C y 280°C. Mediante una bomba de baño de sal electromotriz especialmente desarrollada para este propósito, el la sal se bombea al baño de curado a través de una tubería o también mediante una unidad de rociadores. Al final de la olla de baño de sal de curado, la sal fundida regresa al baño de sal de suministro a través de una salida. En este baño de sal de suministro central hay una zona de evacuación con una rejilla coladora a través de la cual la sal fluye de regreso a la olla. Al mismo tiempo, las partículas flotantes, los lodos y los carbonatos se separan del baño de sal de curado y se pueden eliminar fácilmente. La sal de curado realizada con los perfiles de caucho se concentra en la cascada de enjuague, las partículas sólidas se filtran y la espuma de reacción (por ejemplo, las estearitas) se elimina automáticamente. Por medio de una bomba controlada automáticamente, la solución de sal concentrada se bombea fuera del tanque de recolección de aguas residuales y se rocía sobre la superficie del baño de sal de regeneración y suministro separado.
El agua de enjuague se evapora y la sal recuperada está nuevamente en el ciclo de suministro. Ventajas del sistema en comparación con los baños de sal de curado convencionales > 1. El filtrado y la limpieza continuos del baño de sal de curado asegura resultados de alta calidad. 2. Casi toda la sal extraída del baño se recupera y reutiliza. 3. Alimentar la planta de curado con sal fundida asegura una temperatura uniforme. No se producen fluctuaciones de temperatura debido al llenado del baño de sal de curado con sal fresca sólida. 4. Debido a la entrada y salida continua de sal fundida, el nivel del baño de sal de curado permanece constante, por lo que la presión sobre los perfiles de caucho es siempre la misma. 5. El baño de sal de suministro y regeneración se puede calentar con gas y, por lo tanto, su funcionamiento es especialmente económico. 6. La eliminación continua de lodos garantiza que no haya riesgo de incendio debido a las partículas de caucho que flotan en la planta de curado.