Los aceleradores y ultra-aceleradores para vulcanización

En 1839, Charles Goodyear, descubrió el proceso de vulcanización, al volcar por accidente un recipiente de azufre en una sartén que contenía látex.

En el proceso de vulcanización (también llamado proceso de curado, entrecruzamiento, o reticulación), se calienta el caucho crudo en presencia de azufre, con el fin de volverlo más duro y resistente al calor. Este proceso irreversible define a los cauchos como materiales termorígidos (no se derriten con el calor) y los saca de la categoría de los termoplásticos (como el polietileno y el polipropileno).

Durante la vulcanización, se forma un caucho más estable, duro, mucho más durable, más resistente al ataque químico y sin perder la elasticidad natural. También transforma la superficie pegajosa del material a una superficie suave que no se adhiere al metal o a los sustratos plásticos.

Los agentes vulcanizantes son sustancias que llevan a cabo el proceso de vulcanización. Los más importantes agentes son azufre, donadores de azufre, como son los sulfuros de tiuramio, tetrasulfuros de tiuramio, peroxidos y algunos óxidos metálicos.

El principal agente vulcanizante sigue siendo el azufre. El selenio y el teluro también se emplean, pero generalmente con una elevada proporción de azufre. En la fase de calentamiento del proceso de vulcanización, se mezcla el azufre con el caucho a la vez que con el resto de aditivos. La vulcanización en frío, que se utiliza para fabricar artículos de caucho blando como guantes y artículos de lencería, se lleva a cabo por exposición al vapor de cloruro de azufre (S2Cl2). Los agentes aceleradores de la vulcanización que se empleaban en un principio eran solamente óxidos metálicos como el blanco de plomo y la cal.

Los productos químicos que actúan como aceleradores se incorporan para acortar el tiempo de vulcanización y para proteger el caucho acabado del envejecimiento por la acción de la luz y del aire.

Los aceleradores de la vulcanización juegan un papel importante debido a que por ejemplo el caucho natural solo con azufre requiere de tiempos largos y temperaturas altas para su vulcanización además que las propiedades de los compuestos vulcanizados no son las mejores que se pudieran obtener por lo que los aceleradores de vulcanización nos dan menores tiempos y temperaturas de vulcanización, además la cantidad de azufre necesaria para la vulcanización se reducen y las propiedades se mejoran.

Micro S. A. de C. V., es una empresa que produce y comercializa hulequímicos, insumos químicos y otros productos para satisfacer las necesidades de materias primas para la industria del hule/caucho, agroquímicos, pinturas y farmacéuticas. Su gama de productos incluyen los aceleradores y ultra-aceleradores para la vulcanización, necesarios en la elaboración de productos como llantas, mangueras, recubrimientos de cables, globos, suelas, sellos y empaques, entre otros. Tanto en hules naturales, sintéticos y látex.

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Los aceleradores de vulcanización

El proceso de vulcanización es un proceso mediante el cual se calienta el caucho crudo en presencia de azufre, con el fin de volverlo más duro y resistente al calor. El resultado final es que las moléculas elásticas de caucho quedan unidas entre sí a una mayor o menor extensión. Esto forma un caucho más estable, duro, mucho más durable, más resistente al ataque químico y sin perder la elasticidad natural.

Los agentes vulcanizantes son sustancias que llevan a cabo el proceso de vulcanización (también llamado proceso de curado, entrecruzamiento, o reticulación). Los más importantes agentes son azufre, donadores de azufre como son los sulfuros de tiuramio, tetrasulfuros de tiuramio, peróxidos y algunos óxidos metálicos.

La vulcanización modifica de manera más o menos considerable las propiedades de un hule. Este proceso es posible, porque la estructura del caucho tiene lo que se llama dobles enlaces situados a intervalos a lo largo de la cadena, en lugar de enlaces simples normales, entre átomos de carbono. La mitad de un enlace doble es puede romper para aportar un punto de enlace para el azufre, quedando la otra mitad todavía para preservar la continuidad de la cadena.

Algunos cauchos sintéticos no tienen dobles enlaces y por lo tanto no pueden ser vulcanizados solamente con azufre. Estos se conocen como cauchos saturados y en ellos el enlace cruzado tiene que ser provocado mediante utilización de otros productos químicos más reactivos como son los peróxidos

Los aceleradores de la vulcanización juegan un papel importante debido a que el caucho natural solo con azufre requiere de tiempos largos y temperaturas altas para su vulcanización, por lo que los aceleradores de vulcanización nos dan menores tiempos y temperaturas de vulcanización, además la cantidad de azufre necesaria para la vulcanización se reduce y las propiedades mejoran.

Los aceleradores de vulcanización se clasifican de acuerdo al grupo químico al que pertenecen en:

Micro es una empresa que produce y comercializa hulequímicos, insumos químicos y otros productos para satisfacer las necesidades de los mercados nacionales e internacionales. Sus productos destacados incluyen los aceleradores y ultraaceleradores para la vulcanización, necesarios en la elaboración de productos como llantas, mangueras, recubrimientos de cables, globos, suelas, sellos y empaques, entre otros. Tanto en hules naturales, sintéticos y látex.

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Las resinas de poliéster y viniléster

El progreso en el campo de los plásticos reforzados ha sido muy grande debido al continuo desarrollo de las resinas de poliéster y de las resinas de viniléster.

Básicamente, la popularidad de estos materiales se debe a su excelente resistencia a la corrosión y a las bondades de sus propiedades mecánicas.

Sus principales características son:

Resinas de Poliéster no Saturado Polex®

Los poliésteres representan una familia de resinas líquidas y transparentes. Son polímeros no saturados disueltos en monómeros reactivos capaces de hacer copolimerizaciones entrecruzadas para formar una masa sólida termofija. La transición de líquido a sólido es lenta y controlable, lo que hace a este tipo de resinas fáciles de manejar y de una gran versatilidad para la fabricación de una amplia variedad de productos que requieran poco peso y una gran resistencia mecánica. 

Las resinas Polex® pueden ser convertidas en una masa sólida y plástica a temperatura ambiente, sin la ayuda de prensas ni calor, sino tan sólo con agregar peróxido de metil-etil-ketona como catalizador y octoato de cobalto como acelerante. Aunque el curado aparentemente sea completo, las resinas catalizadas en esta forma desarrollan su verdadero curado después de 2 a 3 días, a temperatura ambiente, y es por este motivo que muchas veces se sugiere un tratamiento entre 80ºC – 90ºC para completar su curado total en menor tiempo.

También, en casos necesarios, se utiliza como catalizador peróxido de ciclo-hexano o hidroperóxido de cumeno. Ahora bien, en casos donde se necesita un tiempo de gelado extremadamente rápido puede utilizarse el peróxido de benzolilo, pero como acelerante se tendrá que usar alguna amina, ya sea dimetil-anillina (DMA) o dieteil-anilina (DEA) y la concentración varía de 2% a 3% de peróxido de benzolio (pasta al 50%) y aproximadamente entre un 0,5% al 2% de amina (al 100%).

El curado a alta temperatura de las resinas Polex®, se lleva a cabo con adición exclusiva de peróxido de benzoilo en una concentración del uno por ciento sobre el peso de la resina. Dicho curado a alta temperatura se usa principalmente cuando se va a moldear por compresión.

Estas resinas han sido desarrolladas especialmente para la fabricación de estanques, tuberías, revestimientos industriales, parrillas de pisos, portacables y piezas especiales industriales.

Resinas Viniléster Polex®

El ataque químico a las resinas de poliéster y viniléster en ambientes agresivos se concentran básicamente en los dobles enlaces carbono-carbono. Por oxidación, halogenación o hidrólisis esos enlaces se ven atacados y destruidos.

La buena resistencia química de las resinas viniléster se basa en que los dobles enlaces de las extremidades de la cadena son extremadamente reactivos, reaccionando casi completamente  durante el proceso de polimerización. Por consecuencia sólo un número mínimo de doble enlaces queda expuesto al ataque químico.

Si bien las resinas de poliéster polimerizadas presentan dobles enlaces carbono-carbono, estos están expuestos aleatoriamente a lo largo de toda la cadena, permitiendo que numerosos enlaces no participen en el proceso de polimerización y queden severamente expuestos al ataque químico. Además en las resina viniléster polimerizada sólo intervienen las extremidades de la cadena molecular permitiendo que la cadena se alargue y absorba más fácilmente los impactos mecánicos y térmicos.

Lo anterior explica que las resinas viniléster tengan un mejor comportamiento que las resinas de poliéster no saturado ante la resistencia a la tracción y alargamiento a la ruptura. Además las resinas de viniléster presentan una muy buena compatibilidad y una excelente resistencia cohesiva a las fibras de refuerzo dándole al laminado una resistencia más sólida con respecto a las resinas de poliéster tradicionales. Las resinas viniléster Polex® son recomendadas para la fabricación de estanques, tuberías, revestimientos industriales y de pisos, celdas electrolíticas, parrillas de pisos, portacables y piezas especiales que requieran una máxima resistencia química combinada con una alta resistencia mecánica.

Proveedores de resinas de poliéster y viniléster

A continuación le presentamos a Härting, proveedor de resinas de poliéster y viniléster:

Härting es una empresa líder en el campo de la química aplicada, destacándose en la fabricación de resinas para plástico reforzado y concreto polimérico, resinas para pinturas y tintas, aromas terpénicos, derivados del tall oil, especialidades para papel y celulosa, cueros, textiles, cosméticos y minería.

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