Tecnología de preparación de compuestos de goma

Los elastómeros representan el tercer grupo principal en el que se clasifican los plásticos: termoplásticos, termoestables y elastómeros. Los elastómeros mantienen intacta su forma a la vez que son plásticos elásticamente moldeables, cuyo punto de transición vítrea se encuentra por debajo de la temperatura ambiente. Los plásticos pueden deformarse ante fuerzas de tracción, cargas de cizallamiento o de presión, pero después vuelven a su forma original.

Desde el punto de vista químico, los elastómeros son macromoléculas que están unidas por unos pocos puentes de reticulación de malla ancha de manera irreversible. En el caso de los elastómeros termoplásticos, se puede deshacer la unión de estos puentes de reticulación bajo la influencia del calor, de manera que muestren un comportamiento termoplástico (ver documento/descripción anexo/a). Mediante modificaciones, los elastómeros pueden producirse con diferentes grados de dureza, densidades de reticulación y temperaturas de aplicación a medida.

Juntas tóricas negras de compuestos de goma

Pellets negros procedentes de un proceso de preparación de compuestos de goma

Granulado negro de compuestos de goma, fabricado con moderna tecnología de preparación de compuestos

Sealing rings in black, red and white made of rubber compounds

Pequeños pellets de color gris oscuro, procedentes de un proceso de preparación de compuestos de goma

Requisitos de compuestos para Compuestos de goma / elastómeros

Tras unas excavaciones realizadas en Guatemala se ha sabido que, ya en el siglo III, la cultura maya conocía el caucho como material, y es a partir del siglo XVIII que se desarrollaron más aplicaciones. El descubrimiento del proceso de vulcanización por parte de Charles Goodyear en 1839 hizo posible obtener propiedades elásticas estables ante el frío y el calor, haciendo posible su utilización en aplicaciones técnicas. A principios del siglo XX, químicos alemanes lograron producir cauchos sintéticos.

El método tradicional de fabricación de los elastómeros es el procesamiento en mezcladoras internas o en laminadoras. Estos procedimientos ya consolidados ofrecen ventajas como una alta flexibilidad, una precisa dosificación fuera de línea, incluso de cantidades mínimas de componentes de la fórmula, así como tiempos variables de permanencia y de mezclado. Frente a limitaciones como altas energías específicas, tiempos de almacenamiento provisional y fluctuaciones en las propiedades entre los diferentes lotes los procedimientos continuos ofrecen varias ventajas: condiciones de proceso uniformes, una estrecha distribución de los tiempos de permanencia y la integración de las etapas del proceso conforman el típico perfil de ventajas. La amasadora BUSS destaca también por un control preciso de la temperatura, la capacidad de mezclar altas proporciones de carga de manera perfecta y cuidadosa, así como de inyectar componentes líquidos de la fórmula, como aceites plastificantes o reactivos, en la óptima posición directamente en la zona de procesado.

El amplio uso de la amasadora BUSS como sistema de procesamiento para elastómeros de silicona y fluorados es conocido desde hace décadas y muy apreciado por los usuarios, y en los últimos años se han incluido más campos de aplicación. Esto es debido principalmente a la integración de las etapas del proceso, la ampliación de los perfiles de exigencias, así como el uso de componentes alternativos en las fórmulas.

Vista de cerca de un neumático como ejemplo de la utilización de compuestos de goma

Mediante procesos sofisticados pueden ejecutarse estas altas exigencias. En la instalación de ensayos de BUSS pueden desarrollarse y optimizarse los procesamientos, y llevarse a cabo los primeros pasos de scale-up con un factor de rendimiento de 10. En caso necesario, se puede también combinar un sistema de la amasadora BUSS de dos fases, desacoplando el paso de presurización del proceso de tratamiento. De esta forma se consigue optimizar las etapas del proceso de manera independiente. Como medio de presurización se utiliza generalmente una extrusora de descarga abridada para la granulación o el procesamiento posterior. La carcasa desplegable de la amasadora BUSS asegura un rápido acceso y una alta disponibilidad del sistema. Tanto la concepción modular y ajustable de toda la instalación como la dilatada experiencia de BUSS en la técnica de procesamientos convierten a la amasadora BUSS en una excelente elección para la preparación de compuestos de elastómeros.

Diseño típico de una instalación para la preparación de compuestos de goma

Los sistemas de preparación de compuestos BUSS ofrecen las siguientes ventajas específicas

Gran número de ciclos de mezclado
Con las amasadoras BUSS de varias aletas se alcanza un gran número de ciclos de mezclado. Las nuevas y únicas geometrías del husillo permiten la máxima división y plegado de los compuestos con numerosos volteos y una mezcla excelente a través de un proceso de escasa longitud.
Capacidad de grandes proporciones de carga
La tecnología de las amasadoras BUSS permite alcanzar proporciones de carga de hasta un 90 % mediante la distribución de 2-3 posiciones de alimentación, el aprovechamiento de dispositivos de alimentación, como los husillos de alimentación lateral, la alimentación gravimétrica de las cargas, el venteo de retroceso y la excelente eficacia de avance. Las tasas de cizallamiento moderadas de la amasadora permiten un fácil manejo de las elevadas viscosidades que se producen cuando se trabaja con grandes porcentajes de carga.
Tasas de cizallamiento uniformes y moderadas
Las tasas de cizallamiento uniformes permiten efectuar en la amasadora un mezclado controlado con bajas temperaturas, introduciendo sólo la energía de cizallamiento necesaria para la tarea que se está realizando. La estrecha distribución de las tasas de cizallamiento, en comparación con sistemas alternativos, garantiza un desarrollo uniforme del cizallamiento para cada una de las partículas. Esto produce un compuesto de alta calidad con un reducido aporte de energía.
Estrecho margen de temperaturas
Con la amasadora BUSS se puede mantener un estrecho margen de temperaturas gracias a las tasas de cizallamiento uniformes y moderadas a través de toda la longitud del husillo, evitando así los picos de temperatura que se producen en otros sistemas. Esto permite mantener el control preciso de un estrecho margen de temperatura en toda la longitud del proceso.
Desgasificación de componentes volátiles
Generalmente se eliminan las sustancias volátiles mediante una desgasificación al vacío al final de la sección de proceso o adicionalmente en la unidad de descarga. El gran número de ciclos de mezclado, cizallamientos y volteos de la tecnología de amasado BUSS garantizan la constante renovación de las superficies de los compuestos. De este modo se puede minimizar con máxima eficacia la entrada de aire y de componentes volátiles.

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COMPEO – Diseño típico de una instalación para la preparación de compuestos de goma

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