Vulcanización fenólica
Procesos > ► Vulcanización
Vulcanización fenólica
Resina fenólica
Las vulcanización fenólicas son los sistemas de reticulación más comúnmente utilizados para EPDM en TPV, a pesar de los inconvenientes de la decoloración y la formación de manchas negras. Proporcionan TPV con buenas propiedades mecánicas y características de procesamiento, y producen enlaces cruzados térmicamente estables. Las resinas fenólicas son los productos de policondensación de fenoles y aldehídos. Las resinas fenólicas principales utilizadas son los resols. Tienen diferentes estructuras químicas y reactividad, debido a las variaciones en la relación molar de fenol a aldehído y a los diferentes niveles de pH aplicados para su preparación. Los "resol" se caracterizan por la presencia de grupos metilol reactivos y unidades de dimetileno-éter. Los TPV curados con resinas fenólicas convencionales a menudo tienen superficies teñidas. Cuando el curativo de resina fenólica se esterifica (por ejemplo, acetilado, tosilado, sililado o fosforilado) antes de su uso como curativo, la tinción se reduce o elimina. El cloruro de estaño se usa generalmente como activador; el cloruro de estaño ácido activa la degradación de resol en unidades monofenólicas con cationes bencílicos, que conectarán dos cadenas de EPDM a través de metileno y / o enlaces cruzados.
Reticulación con fenólica
Agentes de reticulación
Se pueden usar varios agentes de reticulación para reticular la fase EPDM en una mezcla PP / EPDM, por ejemplo peróxidos, resinas de fenol-formaldehído (resol-resinas), hidrosiloxanos o haces de electrones. Cada sistema de reticulación tiene sus propios méritos y deméritos. La reticulan con una resina fenólica, conduce a altas densidades de reticulación y buenas propiedades mecánicas. En comparación con eso, se utiliza el peróxido para evitar amarilliamento y fuerte olor molesto, que es típico de la reticulación de resina fenólica. Cada sistema de reticulación tiene sus ventajas y desventajas.
Curados con fenólica
El sistema de resina fenólica produce TPV con un conjunto de compresión mejor (es decir, bajo) e hinchazón de aceite que la composición equivalente curada con otro sistema como hidrosilación con peróxido o azufre. El juego de baja compresión y el oleaje de aceite son muy importantes en el sector automotriz, tales como juntas y sellos. El rendimiento para TPV ha eclipsado el hecho de que el sistema de curado con resina solo puede producir TPV de color más oscuro (amarillento), que son sensibles a la absorción de humedad debido a los restos fenólicos en la red reticulada. Se encontró inesperadamente que los curativos de resina fenólica que tienen una mayoría de enlaces dibencil-éter son eficaces para reticular el caucho en una mezcla de una poliolefina cristalina y EPDM. Su efectividad excede la de las resinas fenólicas convencionales para muchas composiciones de TPV. La influencia de varios peróxidos que tienen diferentes estructuras químicas en los TPV de PP / EPDM a relaciones de mezcla fijas y variadas. Las propiedades físicas de los diferentes TPV de PP / EPDM curados con peróxido a diferentes proporciones de mezcla. Se han identificado tres parámetros principales que gobiernan principalmente las propiedades mecánicas finales del TPV: el parámetro de solubilidad de un peróxido en relación con los polímeros, PP y EPDM; el mecanismo de descomposición del peróxido; y los aspectos cinéticos de la fragmentación de peróxido. La variación del conjunto de resistencia a la tracción y compresión del TPV con los diversos peróxidos puede estar relacionada con el parámetro de solubilidad del peróxido y el caucho. Cuanto más cercano sea el parámetro de solubilidad del peróxido al del EPDM, mayor será la resistencia a la tracción y mejor será la propiedad del conjunto de compresión. Entre los diversos peróxidos tomados para la investigación, se encontró que el peróxido de dicumilo (DCP) en presencia de cianurato de trialilo (TAC) como coagente proporciona el mejor equilibrio general de las propiedades de recuperación físico-mecánicas y elásticas en los TPV PP / EPDM.
Reticulación con fenólica
La fase de EPDM dispersa en los TPV es responsable de las propiedades elásticas de las mezclas. El propósito de cambiar la cantidad de resina fenólica es alterar la densidad de reticulación de la fase EPDM y estudiar su influencia en las propiedades elásticas y de tracción. Otra consecuencia de variar la cantidad de resina fenólica sería alterar la relación de viscosidad entre EPDM y PP. Esto debería influir en la morfología de los TPV. De hecho, podemos ver que la distribución del tamaño de partícula EPDM se reduce al aumentar la densidad de reticulación de la fase EPDM. El aumento de la cantidad de resina fenólica da como resultado un aumento de la dureza, el módulo E, la resistencia a la tracción y una disminución del alargamiento a los valores de ruptura y al conjunto de tensión de los TPV. Los cambios en las propiedades mecánicas son los esperados sobre la base de una mayor densidad de reticulación de la fase EPDM.
Manchan con curados con fenólica
Los TPV curados con resinas fenólicas convencionales a menudo manchan las superficies pintadas cuando están en contacto. Esto ha resultado en la exclusión de los TPV curados con resinas fenólicas de muchas aplicaciones donde el elastómero tendrá un contacto prolongado con una superficie pintada, como la carrocería de los automóviles, molduras estructurales y laminados de vidrio a metal. Cuando los curativos de resina fenólica están esterificados (por ejemplo, acetilados, tosilados, sililados o fosforilados) antes de su uso como curativos, la cantidad de tinción se reduce o incluso se elimina. Además, debido al consiguiente color blanquecino y la formación de manchas negras en los TPV curados con resina fenólica, también se han desarrollado otros sistemas de reticulación, como el hidrosilano catalizado con platino y el peróxido / coagente.
Descripción del proceso
Agente de vulcanización
La fase de EPDM generalmente está reticulada con resinas alquilfenólicas reactivas (como dimetilol octilfenol) y compuestos que contienen halógeno. Los haluros metálicos de los complejos ácidos, como el cloruro de estaño hidratado se usan como catalizadores para este sistema de reticulación. Durante la reacción de reticulación, los primeros puentes de éter se dividen, produciendo unidades monofenólicas que tienen cationes bencílicos. Estos cationes bencílicos reaccionan luego con la insaturación del caucho de EPDM para lograr la reticulación.
Óxido de metal
En algunas realizaciones, se pueden añadir óxidos metálicos al proceso de vulcanización. El óxido metálico puede actuar como un retardador de quemaduras en el proceso de vulcanización. Los óxidos metálicos útiles incluyen óxidos de cinc que tienen un diámetro medio de partícula de aproximadamente 0,05 a aproximadamente 0,15 μ.
Bloqueador
Shelf life
En algunas realizaciones, el agente curativo, como resina fenólica, se usa junto con un eliminador bloqueador se puede agregar corriente abajo del agente curativo una vez que se haya alcanzado el nivel de cuidado deseado, para bloquear la reacion y evitar el post-curado y aumentar el almacenamiento.
Keywords
- Reticulación
- Vulcanización
- Curado
- Entrecruzamientoe
- Enlace cruzado