Se describe el método de trabajo y se presentan los resultados alcanzados en una serie de pruebas preliminares que permitirían iniciar un proyecto de para estudiar de forma más intensiva.

1. INCORPORACIÓN EN CAUCHOS DE ADITIVOS
A BASE DE FIBRAS BIOLÓGICAS DE ALTO
CONTENIDO EN QUERATINA PARA SU USO
COMO AGENTES DE RELLENO REFORZANTES
Pablo Rodríguez Outón
Departamento de Ingeniería Química – Facultad de Química (UB)
Departamento de Elastómeros – Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros (CSIC)
(Nº Registro de la Oficina de la Propiedad Intelectual: 03/048929.9/12)

2. Biodegradabilidad
Características
fisicoquímicas
superficiales
Tamaño y forma
de partícula
COMPATIBILIDAD
CON LA MATRIZ
ASPECTOS MÁS IMPORTANTES

3. MICRONIZACIÓN DE LA FIBRA
- Reducción de tamaño de partícula
- Selección del tamaño
TRATAMIENTO QUÍMICO SUPERFICIAL
- Activación de los puentes disulfuro
- Transformación de grupos funcionales
REFUERZO DE LA MATRIZ
ASPECTOS MÁS IMPORTANTES
Características
fisicoquímicas
superficiales
Tamaño y forma
de partícula

4. PREPARACIÓN DE LA FIBRA
1. Micronización de la fibra
- Reducción de tamaño
- Selección de la partícula
2. Lavado de la fibra micronizada
- Extracción de la materia grasa
3. Tratamiento químico superficial de la
fibra micronizada y lavada
- Activación de los puentes disulfuro

5. PREPARACIÓN DE LA FIBRA
1. MICRONIZACIÓN DE LA FIBRA
Agitador de Palas
Micronizador
Tamiz

6. PREPARACIÓN DE LA FIBRA
1. MICRONIZACIÓN DE LA FIBRA

7. Fibra bruta micronizada (x50) Fibra lavada micronizada (x50)
2. LAVADO DE LA FIBRA MICRONIZADA
PREPARACIÓN DE LA FIBRA

8. Fibra bruta micronizada (x2000) Fibra lavada micronizada (x2000)
PREPARACIÓN DE LA FIBRA
2. LAVADO DE LA FIBRA MICRONIZADA

9.  Activación de los puentes disulfuro
PREPARACIÓN DE LA FIBRA
3. TRATAMIENTO QUÍMICO SUPERFICIAL

10. PREPARACIÓN DE LA FIBRA
 Activación de los puentes disulfuro
3. TRATAMIENTO QUÍMICO SUPERFICIAL
 Transformación de grupos funcionales

11. Fibra reaccionada 20 min (x2000) Fibra reaccionada 2 h (x2000)
PREPARACIÓN DE LA FIBRA
 Efecto del tiempo de reacción
3. TRATAMIENTO QUÍMICO SUPERFICIAL

12. Fibra reaccionada 6 h (x2000) Fibra reaccionada 24 h (x23)
PREPARACIÓN DE LA FIBRA
 Efecto del tiempo de reacción
3. TRATAMIENTO QUÍMICO SUPERFICIAL

13. Fibra reaccionada 2h al 5% w/w (x2000) Fibra reaccionada 2h al 10% w/w (x2000)
PREPARACIÓN DE LA FIBRA
3. TRATAMIENTO QUÍMICO SUPERFICIAL
 Efecto de la concentración del reactivo reductor

14. MECANISMOS DE REFUERZO
1. Refuerzo físico de la matriz
- Actuación similar a cualquier carga convencional
- Influencia de la compatibilidad
2. Incremento en la densidad de entrecruzamiento
i) Apertura y posterior reacción de los grupos funcionales –S-S–
ii) Reacción de los grupos funcionales –SH (tratamiento ácido)
- Actuación como acelerante  donación de átomos de S* (activado)
3. Entrecruzamiento químico de la fibra
i) Apertura y posterior adición por parte de los grupos funcionales –S-S–
ii) Adición por parte de los grupos funcionales –S-Na+ (tratamiento alcalino)
- Actuación como material entrecruzante (novedad)

15. MECANISMOS DE REFUERZO
 Incremento en la densidad de entrecruzamiento:

16. MECANISMOS DE REFUERZO
 Incremento en la densidad de entrecruzamiento:

17. MECANISMOS DE REFUERZO
 Entrecruzamiento químico de la fibra

18. MECANISMOS DE REFUERZO
 Entrecruzamiento químico de la fibra

19. RESULTADOS
Target Control
FB tq
3%
FB ntq
3%
FB tq
5%
FB ntq
15%
COMPOSICIÓN (g)
Caucho Natural 50 50 50 50 50 50
Óxido de Zinc 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5
Ácido Esteárico 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75
Azufre 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25
Acelerante DPG 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2
Acelerante MBTS 0,6 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12
Fibra biológica -- --
1,5
(2h al 5%)
1,5
2,5
(30' al 0,1%)
7,5
VULCANIZACIÓN (T= 150 ºC)
t97 (min) 9,05 13,78 13,92 14,09 12,21 12,72
Par máximo (dNm) 8,72 7,47 7,41 7,77 7,23 7,73
Reversión (%) 6,0 3,6 4,2 3,5 5,9 5,6

20. RESULTADOS
Target Control
FB tq
3%
FB ntq
3%
FB tq
5%
FB ntq
15%
ENSAYO DE TRACCIÓN
CSIC - 5 PROBETAS
Módulo 100% (Mpa) 1,27 0,84 0,87 1,02 0,88 1,06
Módulo 300% (Mpa) 2,85 1,94 1,90 2,26 1,95 2,18
Módulo 500% (Mpa) 9,74 4,48 4,07 5,68 4,92 5,05
Esfuerzo máximo (Mpa) 27,2 22,1 17,3 21,8 9,5 9,1
Alargamiento máximo (%) 683 797 777 720 623 657
MGN - 1 PROBETA
Módulo 100% (Mpa) 1,06 0,75 0,79 0,96 0,84 0,94
Módulo 300% (Mpa) 3,11 2,06 2,09 2,35 1,89 2,02
Módulo 500% (Mpa) 11,22 6,21 8,76 7,13 4,95 5,05
Esfuerzo máximo (Mpa) 19,7 22,4 13,3 13,3 13,6 15,0
Alargamiento máximo (%) 584 635 558 571 645 670
NOTA: En rojo se indican los valores que son menores que el real debido a un
deslizamiento o rotura prematura de la probeta en el interior de las mordazas.