EuroWire July 2017

Artículo técnico

De los datos recogidos e indicados en la Figura 4 , el peróxido residual detectado en el MV TP79 A era aproximadamente un 4% (ΔH = -0,27 J/g) y en el MV TP79 B era aproximadamente un 5% (ΔH = -0,33 J/g). Para el MV TP79 C el peróxido residual detectado era aproximadamente un 11% (ΔH = -0,68 J/g). Estos resultados confirman, sin duda alguna, la casi completa descomposición del peróxido inicial durante la vulcanización dinámica. 2.3 Reología Los estudios reológicos son fundamentales para predecir el comportamiento de extrusión de los compuestos. Por tanto, hemos examinado la reología a velocidades de corte aparentes de 200 s -1 a 1 s -1 en un reómetro capilar Göttfert Rheograph 2002. La razón longitud/diámetro (L/D) del capilar era 30 y las medidas se efectuaron a 180°C. Se seleccionó dicha temperatura para permitir la fusión completa del PP. Normalmente, los compuestos estándares como el MV IS79 se caracterizan a 125°C antes de la fase de curado; sin embargo, a esta temperatura el PP no está fundido y esto lleva a resultados engañosos. Debido a la alta temperatura, para prevenir la descomposición del peróxido durante el análisis, se estudió el MV IS79 sin peróxido. Como se ha dicho antes, se incluyeron los compuestos de referencia MV Ref AB y C en este estudio para subrayar el cambio de comportamiento reológico a consecuencia de la vulcanización dinámica. Los gráficos del esfuerzo de corte aparente en función de la velocidad de corte se ilustran en la Figura 5 . La respuesta del MV IS79 es típica de los compuestos a base de EPDM/PE; el esfuerzo de corte disminuye rápidamente de manera casi lineal al disminuir la velocidad de corte. Se pueden notar ligeros desvíos respecto a una linealidad perfecta, que normalmente son atribuidos a los cauchos EPDM. MV Ref AB y C muestran el mismo modelo con el esfuerzo de corte trasladado hacia valores más bajos. Este efecto es causado por la fase termoplástica que muestra una viscosidad más baja a esta temperatura. De la misma manera, aumentando el contenido de PP, el esfuerzo de corte disminuye. Debido a la diversidad de los compuestos MV TPV, su comportamiento reológico es bastante diferente [6,7] .

Esencialmente, este carácter distinto se origina a consecuencia de la respuesta elástica de las partículas elastoméricas reticuladas que es dominante sometidas a bajos esfuerzos de corte. Al contrario, con altos esfuerzos de corte, el comportamiento de los compuestos TPV es determinado por la fase termoplástica. Por consiguiente, los tres compuestos MV TPV tienen comportamientos similares al de los compuestos de referencia a altas velocidades de corte. Al contrario, a velocidades de corte bajos, las curvas son claramente divergentes. Si se centra la atención en los compuestos MV TPV, como se ha notado antes para el MFI en la sección 2.1, equilibrando atentamente los componentes y seleccionando correctamente el PP, es posible „regular“ el comportamiento reológico de los compuestos MV TPV manteniendo e incluso mejorando las características termomecánicas. En ese sentido, el MV TP79 C manifiesta esfuerzos más bajos, es decir, viscosidad, hasta velocidades de corte muy bajas junto con las mejores propiedades termomecánicas de entre los compuestos MV TPV estudiados. 2.4 Pruebas mecánicas Se midieron las propiedades de esfuerzo y deformación de los compuestos aislantes de media tensión según el método ASTM D412, haciendo la media de los resultados de cinco muestras de tipo „ dumb-bell “ obtenidos en un Gibitre Tensor Check Profile (dinamómetro electrónico para pruebas en tracción y compresión). Las muestras fueron troqueladas en la dirección longitudinal a partir de placas obtenidas en una máquina de moldeo por compresión a 180°C. El MV IS79 fue prensado durante 10 minutos para ▼ ▼ Figura 6 : Esquemas de esfuerzo-deformación de los compuestos aislantes de media tensión. Líneas punteadas: compuestos de referencia

Flujo de calor Endo Up El esfuerzo de cizallamiento aparente [Pa]

Temperatura [ºC]

▲ ▲ Figura 4 : Análisis DSC del MV TP79 A (arriba), MV TP79 B (centro) y MV TP79 C (abajo)

Tasa de cizallamiento aparente [S -1 ]

2.2 Análisis DSC Para determinar la cantidad de peróxido restante que no ha reaccionado en los compuestos después del proceso de curado, se realizó el análisis mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC). Los espectros fueron medidos en un Perkin-Elmer DSC 6000 en atmósfera de nitrógeno inerte de 0°C a 230°C con velocidad de calentamiento de 20°C/min; después del calentamiento, las muestras fueron enfriadas a 0°C a una velocidad de 10°C/min. Este ciclo fue repetido tres veces. Sin embargo, dado que el objetivo de este estudio era cuantificar la relación entre el peróxido inicial y final (después del curado o vulcanización dinámica), a continuación se presenta y examina solamente el primer ciclo de calentamiento. Primero, el MV IS79 no curado que contenía 100% de peróxido que no había reaccionado fue analizado y usado como referencia. El análisis DSC ilustrado en la Figura 3 muestra que la entalpía de reacción calculada (ΔH) resultante de la descomposición del peróxido era -8,97 J/g. En la misma figura está representado el gráfico DSC del MV IS79 curado (10 minutos a 180°C). Se observó un ΔH de -1,16 J/g que correspondía a un residuo de aproximadamente un 13% del peróxido que no había reaccionado. Esto indica que el MV IS79 estaba casi completamente vulcanizado. De la misma manera, se calculó la cantidad de peróxido que no había reaccionado en los compuestos MV TPV considerando que el MV TP79 A, B y MV TP79 C fueron formulados respectivamente con un 75% y 70% de MV IS79 no curado. ▲ ▲ Figura 5 : Esfuerzo de corte aparente en función de la velocidad de corte aparente medido a 180ºC de los compuestos aislantes de media tensión. Líneas punteadas: compuestos de referencia

TS [N/mm 2 ]

EB [%]

▼ ▼ Tabla 3 : Prueba de presión a alta temperatura y contracción longitudinal a 130ºC de los compuestos MV TPV

MV TP79 A

MV TP79 B

MV TP79 C

Prueba de presión a alta temperatura 1 [%]

n.a. 2

27

3

Contracción longitudinal 1 [%]

14

11

2

1 CEI 20-86; 2 No aplicable

80

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Julio de 2017