La formulación de caucho es un oficio maduro. Un buen formulador puede decirle cómo se comportará una receta solo con ver la curva de mezcla. Por eso, cuando aparece una nueva carga, las preguntas son prácticas: ¿qué hace en mi compuesto, cómo entra en mi mezclador y qué le hará al curado y al procesamiento? Este artículo responde a esas preguntas para el grafeno, y en particular para nuestro aditivo de grafeno para caucho (Graphene Rubber Additive).
Por qué los formuladores se fijan en el grafeno
Los compuestos de caucho dependen de cargas reforzantes para resistir la abrasión, el desgarro y la acumulación de calor. El grafeno resulta interesante por varias razones:
- Refuerzo: el grafeno es uno de los materiales más resistentes medidos (Lee et al., Science, 2008), y sus escamas delgadas y de alta relación de aspecto pueden interactuar con una gran superficie de polímero.
- Disipación de calor: el grafeno conduce muy bien el calor, lo que interesa en piezas que acumulan calor al flexionarse, como bandas y compuestos para llantas.
- Barrera: las escamas planas pueden frenar la permeación de gases, algo relevante para revestimientos interiores, mangueras y sellos.
- Control de estática: con cargas adecuadas, el grafeno puede contribuir a la conductividad eléctrica.
Estas son cosas en las que el grafeno está pensado para ayudar. No publicamos cifras de rendimiento para caucho. Cada compuesto se compara con el compuesto actual del cliente.
Qué es el aditivo
- Portador: predisperso en un portador ajustado a su compuesto, para que no haya grafeno en polvo seco en el molino ni en el mezclador interno.
- Aplicaciones: bandas, mangueras, sellos, juntas, artículos moldeados y extruidos y compuestos para llantas.
- Dosis: del 1 % al 7 % en peso, según la aplicación, con una tasa inicial sugerida para cada prueba.
- Estado: no contiene negro de humo, patente en trámite (patent pending), fabricado en EE. UU. en Charlotte, NC.
Para que quede claro: nuestro aditivo no contiene negro de humo. Eso no significa que sustituya al negro de humo de su receta. Si el grafeno puede reducir, complementar o acompañar su sistema de cargas actual es exactamente el tipo de pregunta que responde una prueba.
Cómo incorporarlo al compuesto
Los nanomateriales secos son difíciles en el caucho. Flotan, generan polvo y necesitan mucho cizallamiento para romperse. Un aditivo predisperso entra más bien como un aceite de proceso o un componente líquido de masterbatch. Indíquenos su polímero (caucho natural, SBR, NBR, EPDM u otros), su equipo de mezcla y su secuencia de mezcla, y ajustaremos el portador y le sugeriremos en qué momento del ciclo añadirlo.
Un plan de prueba de compuesto
- Elija un compuesto de referencia con un conjunto de datos completo: viscosidad Mooney, curva de curado, propiedades físicas y cualquier prueba de aplicación.
- Defina el experimento. Grafeno añadido sobre la receta actual, o grafeno con una cantidad reducida de una carga existente. Hágalos como series separadas.
- Mezcle en paralelo. El mismo tamaño de lote, factor de llenado y secuencia de mezcla. Registre la energía de mezcla y la temperatura de descarga.
- Revise el procesamiento. Viscosidad Mooney y prevulcanización (scorch), y luego la curva de curado en un reómetro. El grafeno puede afectar el curado, así que compare los tiempos de curado antes de comparar propiedades.
- Pruebe las propiedades físicas. Tracción, elongación, módulo y dureza, y después desgarro y abrasión. Use la misma preparación de probetas que en su referencia.
- Pruebe lo que necesita la pieza. Acumulación de calor, deformación permanente por compresión, resistencia a fluidos, permeación o conductividad, según la aplicación.
- Observe la dispersión. Corte una muestra curada y busque puntos o aglomerados.
Errores que conviene evitar
- Cambiar dos cosas a la vez. Si añade grafeno y cambia el paquete de curado en la misma prueba, no sabrá qué movió el resultado.
- Muy pocas cargas. Una sola carga dice poco. Dos o tres alrededor de la tasa inicial muestran una tendencia.
- Ignorar el curado. Compare propiedades con estados de curado equivalentes, no con el mismo tiempo y temperatura si las curvas de curado difieren.
Lo que no afirmamos
No afirmamos cifras de abrasión, desgarro, resistencia a la rodadura ni durabilidad para compuestos de caucho elaborados con nuestro aditivo, y no tenemos casos de clientes que compartir. Su reómetro y su laboratorio de pruebas le dirán si se gana un lugar en la receta.
«La gente del caucho mezcla un lote, lo cura y lo estira hasta romperlo. Esa es la forma correcta de juzgar cualquier carga, incluida la nuestra». — Frans Alkemade
Manejo en la sala de mezclado
Remueva o agite los envases antes de usarlos, pese las adiciones de cada lote y registre el número de lote en la tarjeta del lote. Como el aditivo es líquido, no hay polvo fino que escape durante la carga, lo que además mantiene más limpia la sala de mezclado.
Lecturas relacionadas
Vea cómo elegir el portador de una dispersión de grafeno, nuestra guía para compounders de plásticos y el grafeno en la industria automotriz.
Lea el comunicado de prensa del aditivo para caucho, vea la página de polímeros y elastómeros con grafeno o solicite una cotización y muestras.
Preguntas frecuentes
¿Qué hace el grafeno en el caucho?
Se estudia como aditivo reforzante que puede ayudar con la abrasión, el desgarro, la disipación de calor y la barrera. Los resultados dependen del compuesto; no publicamos cifras para caucho.
¿El aditivo contiene negro de humo?
No. No contiene negro de humo y viene predisperso en un portador ajustado a su compuesto.
¿Cuánto aditivo de grafeno para caucho debo usar?
Del 1 % al 7 % en peso, según la aplicación. Sugerimos una tasa inicial para cada compuesto.
¿Cambiará el grafeno mi curado?
Puede hacerlo. Obtenga una curva de curado en reómetro del compuesto tratado y compare propiedades con un curado equivalente.
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