CONTENIDO• DEFINICIONES

• HISTORIA DEL HULE

• COMPONENTES Y CARACTERISTICAS DE UN COMPUESTO

• VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL EPDM

• VULCANIZACION DEL HULE

• REACTIVOS Y FORMULAS

• RHEOLOGIA DEL COMPUESTO

• Viscosidad (MU), T90, Ts2, T5 • Recomendaciones

Tecnología del hule

Curso Básico 1

HISTORIA

¿Origen del Hule ?

¿¿Cuál es el origen de la palabra HuleCuál es el origen de la palabra Hule??

– Una de las primeras aplicaciones del hule natural, fue la de borrar marcas hechas con lápiz. El término “rubber” (hule en español) viene del movimiento que que tuvo que hacer la persona (rub=frotar en español) hacia delante y hacia atrás para borrar lo escrito.

– Este término fue inventado por John Priestly en 1770.

HULE NATURAL

¿De dónde viene el hule natural?¿De dónde viene el hule natural?

– El material base ó “latex” usado para hacer hule natural se obtiene de un árbol llamado el árbol del “ cau-uchu” ó árbol de “madera que llora”.

– El proceso utilizado para recolectar el latex del hule natural es igual al empleado para recolectar la savia del árbol de miel de maple. El procedimiento fue desarrollado en 1890 por Henry R. Riley.

HULE LATEX

• El hule como el látex pueden ser en realidad obtenidos de mas de 2000 especies de árboles, arbustos y otros tipos de vegetación.

• En Norte América, dos fuentes comunes para obtener el material “látex” son el diente de león y las plantas de hierba lechosa.

Vulcanización con Azufre.

• En 1839, Charles Goodyear trabajando en su cocina, descubrió que cuando al hule natural se le agrega azufre y luego se calienta, el producto resultante tenía unas propiedades físicas mejoradas considerablemente.

Cruce de eslabones durante la

vulcanización

Que significa PHR ?

PP = PARTES= PARTES

PORPOR

HH = CIENTO= CIENTO

DEDE

R R = HULE = HULE

Que significa EPDM ?

“E” - Etileno

“P” - Propileno

“D” - Dieno

“M” - Monómero

FORMULAS E INGREDIENTES

Tecnología Tecnología del hule del hule

LOS CINCO COMPONENTES DE UN COMPUESTO

HULEHULE

• Natural, Estireno, Butadieno, Butyl, EPDM

RELLENOSRELLENOS

• Aumentan las propiedades físicas y disminuyen el costo del compuesto.

PLASTIFICADORESPLASTIFICADORES

• Ayudan en los procesos de mezclado y extrusión y mejoran las propiedades físicas del compuesto curado.

AYUDAS DE PROCESOAYUDAS DE PROCESO

Se utilizan para ayudar en el proceso de mezclado, así como en otras aplicaciones especiales.

CURATIVOSCURATIVOS

Permite que el compuesto se vulcanice en tiempos que son comercialmente viables.

LOS CINCO COMPONENTES DE UN COMPUESTO

ATRIBUTOS FISICOS DEL EPDM

LOS HULES EPDM SE EMPLEAN EN LA INDUSTRIA AUTOMOTRIZ POR:

Excelente resistencia a la luz solar y a la contaminación por ozono.

Propiedades favorables a bajas temperaturas.

Buenas características de proceso.

Un costo favorable y un buen índice de rendimiento.

DESVENTAJAS EN EL USO DEL EPDM

- Deficiente resistencia física.

- Deficiente resistencia a los solventes y al aceite.

Desempeño del EPDM durante el Mezclado

Características principales de los rellenos.

* Tamaño de la partícula o del área de la superficie.Generalmente entre menor sea el tamaño de la partícula, mayor será el aumento en las propiedades mecánicas, viscosidad del compuesto y resistencia a la abrasión.

* Estructura o forma de las partículas de un relleno.Aumentando la estructura o forma de un relleno, generalmente se contribuye a disminuir el encogimiento de la parte, se aumentan las propiedades mecánicas, la viscosidad y el costo del compuesto.

* Química de la superficieLos cambios en la química de la superficie generalmente afectan las propiedades mecánicas, el índice de curado y la resistencia a la abrasión.

Plastificadores

1.- Disminuyen la dureza del compuesto.

2.- Modifican la viscosidad del compuesto.

3.- También funcionan como agentes compatibilizadores entre dos materiales no

compatibles.

AYUDAS DE PROCESO

Otros aditivos en una fórmula.

•Ácidos grasos: - Ayudan en el proceso de mezclado.

•Oxido de Calcio - Absorbe el exceso de humedad.

•Glicol de polietileno - Neutraliza los componentes ácidos presentes.

Aceleradores

Aumentan el índice de reacción entre el azufre y el hule.

Disminuyen el tiempo requerido para curar una parte de hule.

Pueden mejorar las propiedades físicas de una parte de hule curado.

ACTIVADORES

Hacen que las condiciones dentro del compuesto sean las

“apropiadas” para que los aceleradores hagan su trabajo.

Un “buen” compuesto de denso:

Es fácil de mezclar y de extruir.

Tiene viscosidad consistente y propiedades curativas.

Tiene suficiente margen de seguridad para el scorch.

Esta vulcanizado antes de salir de los hornos de curado.

Fórmulas de denso

FORMULA TIPICA DE DENSO

Ingrediente Químico PHRHule 100Relleno 1 (Negro de Carbón) 125 a 175Relleno 2 (Talco) 20 a 40Relleno 3 (Carbonato de calcio) 5 a 25Plastificador (Aceite naftenico) 50 a 100Ayuda de proceso 1 (Glicol de polietileno) 0 a 4Ayuda de proceso 2 (Ácidos grasos) 0 a 4Ayuda de proceso 3 (Oxido de calcio) 5 a 10Activador de curado (Oxido de cinc) 5 a 25Activador de curado (Acido esteárico) 0 a 5

Curativos (Azufre + Aceleradores) 6 a 10

FORMULAS DE ESPONJA

Un buen compuesto de esponja, debe:

Ser fácil de mezclar y extruirse.

Tener una estructura celular uniforme.

Tener propiedades de deformación de acuerdo con los requerimientos del cliente.

Tener margen suficiente para el Scorch.

Estar totalmente curado antes de salir del horno.

Formulas típicas para esponjaIngrediente Químico PHR

Hule 100Relleno 1 (Negro de Carbón) 50 a 125Relleno 2 (Talco) 20 a 40Relleno 3 (Carbonato de Calcio) 5 a 25Plastificador (Aceite naftenico) 80 a 100Ayuda de proceso 1 (Glicol de polietileno) 0 a 4Ayuda de proceso 2 (Ácidos Grasos) 0 a 4Ayuda de Proceso 3 (Oxido de Calcio) 5 a 15Activador de curado (Oxido de Zinc) 5 a 25Activador de curado (Acido Esteárico) 0 a 5Curativos (Azufre+Aceleradores) 6 a 15

Curso Básico 3Curso Básico 3Reología del Reología del CompuestoCompuesto

Tecnología delTecnología del HuleHule ?

Métodos Originales de Pruebas

Históricamente se determinaba el curado del Históricamente se determinaba el curado del hule mediantehule mediante : :

El Sentir Estirándolo

Mordiéndolo

Métodos Modernos de pruebas:* Viscosímetro

ALTA TECNOLOGIA

* Rheometro

Viscosímetro Mooney

RotorRotor

Dado inferiorDado inferior

CompuestoCompuesto

Dado Dado superiorsuperior

Medidas claves del Viscosímetro

Los parámetros de mas interés de la curva Los parámetros de mas interés de la curva curativa de Mooney son:curativa de Mooney son:

Viscosidad mínima o MVViscosidad mínima o MV punto mas bajo en la curva curativa , los puntos en

cuales el compuesto tiene menos resistencia para fluir (las unidades de medición son las unidades Mooney)

Tiempo de quemado o t5Tiempo de quemado o t5 El tiempo requerido para que la viscosidad del

compuesto se eleve a 5 unidades Mooney sobre la medida mínima(Unidades de medición son en minutos)

Curva Curativa Mooney

TiempoTiempo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

MooneyMooney

Viscosidad minimaViscosidad minima

t5t5

Curva Curativa Mooney

Moo

ney

Moo

ney

MVMV

t5t5

MVMV

t5t5

MVMV

Tiempo (Tiempo (min)min)

t5t5

Rheometro de dado móvil (MDR)

Dado Dado oscilanteoscilante inferior inferior

Dado estacionario Dado estacionario superiorsuperior

compuestocompuesto

ts2 ts2 - - EsEs el punto donde la viscosidad del compuesto ha subido 2 unidades arriba del valor mínimo (ts2 se mide en minutos)

t50 t50 -- Es el punto cuando el Es el punto cuando el 50 % del proceso de vulcanización se considera terminado. (t50 se mide en minutos)

Parametros de Interes MDR

t90t90 - - Es el punto donde elEs el punto donde el 90% de la vulcanización se considera terminado. (t90 se mide en minutos)

Proceso curativo

Antes de Antes de vulcanizaciónvulcanización

Durante la Durante la vulcanizaciónvulcanización

Terminado de Terminado de vulcanizaciónvulcanización

TIEMPO

LB -IN

Curva Curativa MDR

Tiempo Tiempo ((min)min)

TorqueTorque(lb-in)(lb-in)

ts2t50

t90

Curva de Curado en el MDR

Time (Time (min)min)

TorqueTorque(lb-in)(lb-in)

5 10 15 20 25 30

ts2 = 6.5ts2 = 6.5

t90 = 12t90 = 12

ts2 = 13ts2 = 13

t90 = 27t90 = 27

ts2 = 10ts2 = 10

t90 = 20t90 = 20

Pruebas de Propiedades Físicas

Tecnología del Tecnología del HuleHule

Curso Básico 4 Curso Básico 4

Propiedades Físicas del Compuesto Curado

Algunas propiedades claves para el compuesto Algunas propiedades claves para el compuesto curado son:curado son:

Dureza

Resistencia elástica

Elongación

Resistencia de ruptura

Compresión (CLD)

Resistencia a la abrasión.Pruebas de Ozono y a temperaturas frías.

Dureza

Es la resistencia de la superficie del hule a ser penetrado por una aguja.

Resistencia elástica

Resistencia Elástica:Resistencia Elástica:

Es la resistencia que presenta el hule a ser estirado.

Elongación de rupturaElongación de ruptura

Es el % de cambio en la longitud del espécimen de prueba al inicio de la prueba hasta el punto de ruptura .

Resistencia de Ruptura

Resistencia de rupturaResistencia de rupturaEs la resistencia del compuesto a la ruptura, cuando se encuentra bajo una alta concentración de tensión, como en Angulo alto.

Compresión

Compresión (CLD)Compresión (CLD)

Mide la habilidad del compuesto de regresar a sus dimensiones originales después de ser comprimido. Una postura del 100% significa que la muestra permaneció comprimida y un 0% significa que la muestra regreso completamente a su dimensiones originales después de ser probada.

Resistencia a la abrasión

Resistencia a la abrasiónResistencia a la abrasión

Es la capacidad del hule curado de resistir el daño de diferentes materiales con los que tiene contacto la superficie del perfil (ventanas, puertas)

Pruebas de ozono y a Temperaturas Frías

Resistencia al Ozono y al EnvejecimientoResistencia al Ozono y al Envejecimiento

La habilidad del hule para resistir un daño permanente después de haber sido expuesto por un largo tiempo al ozono, calor y humedad y otros factores ambientales

Flexibilidad a temperaturas Frías

Determina la flexibilidad del compuesto a temperaturas bajas (i.e. menos de -20 oC)

Recomendaciones

Tecnología del Tecnología del HuleHule

Curso Básico 5 Curso Básico 5

Consideraciones Generales

Cuando se están teniendo problemas con el Cuando se están teniendo problemas con el compuesto, se debe llevar a cabo una revisión compuesto, se debe llevar a cabo una revisión

inicial con los siguientes puntos:inicial con los siguientes puntos:

El tipo de compuesto y Master Batch utilizado Fecha de mezclado (Caducidad)

Propiedades Rheológicas Curativos

Funcionamiento de Equipos (Calentadores, Agua enfriadora, Dado, etc.. )