1. RIUdeG
  2. Tesis
  3. Maestría
  4. CUCEI
Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem: https://hdl.handle.net/20.500.12104/83793
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dc.contributor.authorChávez Ramírez, Eric Francisco-
dc.date.accessioned2021-10-03T03:37:37Z-
dc.date.available2021-10-03T03:37:37Z-
dc.date.issued2020-11-18-
dc.identifier.urihttps://wdg.biblio.udg.mx-
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.12104/83793-
dc.description.abstractExisten varias clasificaciones que se le pueden dar a los polímeros, ya sea por su tipo de estructura (lineal, ramificada, entrecruzada), o por el tipo de cadena (homopolímero, copolímeros, terpolímero, etc.) [1]. Pero en relación con su aplicación, los polímeros pueden clasificarse como plásticos, cauchos y fibras; mientras que por su comportamiento térmico se clasifican en termoplásticos y termofijos [2]. Un material termoplástico es aquel que puede ser procesado y llevado a una forma elegida mediante tratamientos termo mecánicos a temperaturas elevadas [3]. Las poliolefinas son los termoplásticos más usados, y de ellos los más frecuentes son los polietilenos, polipropilenos y sus copolímeros; este tipo de materiales combinan varias propiedades como lo son la baja densidad, estabilidad química y resistencia mecánica con una facilidad de procesado que los hacen idóneos para varios usos, tanto industriales como para la vida cotidiana. Los termofijos son materiales que se caracterizan por tener cadenas entrecruzadas, formando una resina con una estructura tridimensional que no se funde [4].-
dc.description.tableofcontents1. Introducción ................................................................................................................................ 1 1.1. Justificación. ........................................................................................................................ 6 1.2. Objetivo: .............................................................................................................................. 7 1.3. Hipótesis: ............................................................................................................................. 8 2. Marco teórico .............................................................................................................................. 9 2.1. Polipropileno. .................................................................................................................... 10 2.2. Elastómeros. ...................................................................................................................... 11 2.3. Caucho natural (NR). ......................................................................................................... 13 2.4. Vulcanización. .................................................................................................................... 14 2.5. Acelerantes. ....................................................................................................................... 15 2.6. Activadores. ....................................................................................................................... 18 2.7. Donadores de azufre ......................................................................................................... 19 2.8. Formulaciones para cauchos vulcanizados. ...................................................................... 23 2.9. Curva de curado. ............................................................................................................... 24 2.9.1. Tiempo de inducción o “scorch”. .............................................................................. 26 2.9.2. Tiempo de curado. .................................................................................................... 26 2.9.3. Curva de sobrecurado. .............................................................................................. 26 2.10. Elastómeros termoplásticos. ......................................................................................... 27 2.11. Vulcanización dinámica. ................................................................................................ 29 3. Experimentación ....................................................................................................................... 30 3.1. Materiales. ........................................................................................................................ 31 3.2. Formulaciones de caucho.................................................................................................. 31 3.3. Proceso de preparación de mezclas. ................................................................................. 32 3.4. Preparación del hule natural (NR) para vulcanizar (1). ..................................................... 34 3.5. Se añadieron los activadores (2) y (3). .............................................................................. 34 3.6. Se añadieron los agentes vulcanizantes (4) y (5). ............................................................. 34 3.7. Análisis en reómetro de cauchos. ..................................................................................... 35 3.8. Preparación de placas y probetas ..................................................................................... 36 3.9. Pruebas de tracción ........................................................................................................... 38 3.10. Preparación de las placas de polipropileno (PP). .......................................................... 38 3.11. Preparación de las mezclas de TPNR. ............................................................................ 39 3.12. Preparación de las placas y probetas de TPNR. ............................................................ 42 3.13. Pruebas a tracción. ........................................................................................................ 43 3.14. Estudio de TPNR’s con diferentes polipropilenos. ........................................................ 44 3.15. Preparación de las mezclas del PP/NR seleccionados variando proporciones. ............ 44 3.16. Calorimetría diferencial de barrido (DSC). .................................................................... 45 4. Análisis y discusión de resultados ................................................ ¡Error! Marcador no definido. 4.1. Curvas de curado. .............................................................................................................. 47 4.2. Pruebas a tracción de cauchos. ......................................................................................... 50 4.3. Pruebas a tracción para polipropilenos procesados. ........................................................ 53 4.4. Procesamiento de cauchos a 180 °C y 30 minutos. .......................................................... 54 4.5. Mezcla de formulaciones de caucho con polipropileno de mayor viscosidad. ................. 56 4.6. Propiedades mecánicas de las mezclas de formulaciones de caucho y PP3060............... 58 4.7. Mezclas de formulaciones de cauchos seleccionados y polipropilenos con diferentes índices de fluidez. .......................................................................................................................... 63 4.8. TPNR’s con variación en proporciones. ............................................................................. 69 4.9. Calorimetría diferencial de barrido. .................................................................................. 71 4.10. AFM. .............................................................................................................................. 73 5. Conclusiones ............................................................................................................................. 74 6. Bibliografía ................................................................................................................................ 75 Lista de tablas. Tabla 2-1- Nomenclatura de algunos cauchos comerciales de acuerdo con su país de origen. .............................................................................................................................................. 13 Tabla 2-2- Algunos aceleradores y donadores de azufre [24][Akiba y Hashim, 1997]. ....... 16 Tabla 2-3- Sistemas de vulcanización convencional, eficiente y semi eficiente. ................. 23 Tabla 3-1- Formulaciones de caucho .................................................................................... 32 Tabla 3-2- Masa de polipropileno y caucho necesarios para mezcla en una proporción de 50/50. ................................................................................................................................... 42 Tabla 3-3- Masa calculada para TPNR de diferentes proporciones. .................................... 45 Tabla 4-1. Tiempos de vulcanización para que la formulación llegue a su 97% de torque (t97) a las temperaturas de 160, 170 y 180°C para los diferentes sistemas de vulcanización. .... 47 Tabla 4-2. Torque máximo mostrado por el reómetro a las temperaturas de 160, 170 y 180°C para los diferentes sistemas de vulcanización. .................................................................... 47 Tabla 4-3- Medias de esfuerzo y deformación a la rotura para cada formulación de caucho .............................................................................................................................................. 51 Tabla 4-4-Comparación de medias para cauchos procesados a 180 °C con t97 y 30 minutos. .............................................................................................................................................. 54 Tabla 4-5- Esfuerzo y deformación a la rotura de TPV’s presentados en la literatura. ....... 62 Tabla 4-6-Esfuerzo y deformación a la rotura de TPVs obtenidos. ..................................... 62 Tabla 4-7- Propiedades térmicas de TPNR’s con distinto sistema de vulcanizado. ............. 71 Tabla 4-8- Propiedades térmicas de TPNR’s con distintos polipropilenos. .......................... 72 Tabla 4-9-Propiedades térmicas de la mezcla seleccionada variando las proporciones de PP-NR. ........................................................................................................................................ 73 Lista de figuras. Figura 2-1-Algunos artículos hechos de hule ....................................................................... 12 Figura 2-2- Clasificación de los cauchos de acuerdo con su uso. ......................................... 12 Figura 2-3- Estructura química del hule natural. .................................................................. 13 Figura 2-4- Entrecruzamiento de un elastómero con azufre elemental [26]....................... 15 Figura 2-5- Secuencia de reacción entre activadores y acelerantes. ................................... 16 Figura 2-6- Coordinación del zinc con el disulfuro de dibenzotiazol [30] ............................ 17 Figura 2-7- Formación del 2-bisbenzotiazol-2,2-polisulfuro (MBTP) [30]. .......................... 17 Figura 2-8- Complejo de zinc 2-mercaptobenzotiazol (ZMBT). ............................................ 18 Figura 2-9- Estructura del dipentametileno tiuram tetrasulfuro ......................................... 20 Figura 2-10- Descomposición térmica del donador de azufre DPTT [38]. ........................... 20 Figura 2-11- Ruptura asimétrica del DPTT [38]. ................................................................... 21 Figura 2-12- Extracción del hidrógeno por el carbonil y generación de agente sulfurante [38]. .............................................................................................................................................. 21 Figura 2-13- Formación de enlaces C-C de la red elastomérica [38]. ................................... 22 Figura 2-14- Entrecruzamiento de la red elastomérica y formación de nuevo agente entrecruzante [38]. ............................................................................................................... 22 Figura 2-15- Estructura química del tetrametiltiuram disulfuro (TMTD). ............................ 23 Figura 2-16- Estructura de la curva de curado ..................................................................... 25 Figura 2-17- Elastómeros termoplásticos de acuerdo con su tipo. ...................................... 27 Figura 2-18- Características físicas y químicas de elastómeros termoplásticos [51]. .......... 29 Figura 3-1- Mezclador de rodillos ......................................................................................... 33 Figura 3-2- Orden para la preparación de mezclas de caucho. ............................................ 33 Figura 3-3- Analizador de procesamiento de caucho (RPA por sus siglas en inglés “Rubber Process Analizer”) ................................................................................................................. 36 Figura 3-4- Prensa para procesamiento de cauchos ............................................................ 36 Figura 3-5- Medidas de la probeta para ensayos a tracción. ............................................... 37 Figura 3-6- Mezclador interno haake Rheocord modelo 9000. ........................................... 40 Figura 3-7- Proceso de mezclado de TPNRs. ....................................................................... 41 Figura 3-8- Equipo de calorimetría diferencial de barrido (DSC). ........................................ 45 Figura 4-1- Curvas de curado de las formulaciones de caucho a 160, 170 y 180°C. ............ 50 Figura 4-2- Gráfico de interacciones de todas las formulaciones de caucho a las diferentes temperaturas. ....................................................................................................................... 52 Figura 4-3- Gráfico de interacciones para deformación a la rotura de todas las formulaciones a diferentes temperaturas. ................................................................................................... 53 Figura 4-4- Curva esfuerzo-deformación para PP3060 procesado a 170 y 180 °C .............. 54 Figura 4-5- Gráfico de comparación de medias de esfuerzo a la rotura de cauchos procesados a 30 minutos y 180 °C. ...................................................................................... 55 Figura 4-6- Comparación de medias de deformación a la rotura para cauchos procesados a 30 minutos y 180 °C. ............................................................................................................. 56 Figura 4-7- Gráficos de torque vs tiempo en el mezclador interno para los TPNR’s de todas las formulaciones y PP3060. ................................................................................................. 58 Figura 4-8- Curvas esfuerzo-deformación de TPNR’s (formulaciones de cauchos + PP3060). .............................................................................................................................................. 60 Figura 4-9- Gráfico de comparación de medias de esfuerzo a la rotura en los TPNR’s. ...... 61 Figura 4-10- Gráfico de comparación de medias para deformación a la rotura de los TPNR’s. .............................................................................................................................................. 62 Figura 4-11- Comparación de curvas de curado para primeras mezclas y segundas mezclas. .............................................................................................................................................. 63 Figura 4-12- Curvas esfuerzo-deformación de la mezcla de caucho C3 y polipropilenos con diferente MFI. ....................................................................................................................... 64 Figura 4-13- Curvas esfuerzo-deformación para mezclas de caucho C6 y polipropilenos de diferentes MFI. ..................................................................................................................... 65 Figura 4-14- Comparación de medias de esfuerzo a la rotura de TPNR3 y TPNR6 .............. 66 Figura 4-15- Gráfico de interacciones esfuerzo a la rotura para mezclas C3 y C6 con los diferentes polipropilenos. .................................................................................................... 66 Figura 4-16- Gráfico de comparación de medias para deformación a la rotura de las mezclas seleccionadas. ....................................................................................................................... 67 Figura 4-17- Gráfico de interacciones para deformación a la rotura con respecto a los polipropilenos. ...................................................................................................................... 67 Figura 4-18-Comparación de medias para esfuerzo a la rotura de PP3060-C6 y PP4060-C6’. .............................................................................................................................................. 68 Figura 4-19-Comparación de medias para deformación a la rotura de PP3060-C6 y PP4060-C6’. ........................................................................................................................................ 68 Figura 4-20- Curvas esfuerzo-deformación para mezcla PP4060-C6 variando las proporciones. ........................................................................................................................ 69 Figura 4-21- Comparación de medias para esfuerzo a la rotura de mezclas con diferentes proporciones. ........................................................................................................................ 70 Figura 4-22- Comparación de medias para deformación a la rotura de mezclas con diferentes proporciones. ...................................................................................................... 71 Figura 4-23- Imagen de fase por AFM para PP3060-C1 y PP3060-C6. ................................. 73-
dc.formatapplication/PDF-
dc.language.isospa-
dc.publisherBiblioteca Digital wdg.biblio-
dc.publisherUniversidad de Guadalajara-
dc.rights.urihttps://www.riudg.udg.mx/info/politicas.jsp-
dc.subjectPolimeros-
dc.titlePreparación y Caracterización de Elastómeros Termoplásticos Vulcanizados a Base de Hule Natural y Polipropileno-
dc.typeTesis de Maestría-
dc.rights.holderUniversidad de Guadalajara-
dc.rights.holderChávez Ramírez, Eric Francisco-
dc.coverageGUADALAJARA, JALISCO-
dc.type.conacytmasterThesis-
dc.degree.nameMAESTRIA EN CIENCIAS EN INGENIERIA QUIMICA-
dc.degree.departmentCUCEI-
dc.degree.grantorUniversidad de Guadalajara-
dc.degree.creatorMAESTRIA EN CIENCIAS EN INGENIERO EN QUIMICA-
dc.contributor.directorGonzález Núñez, Rubén-
dc.contributor.codirectorMarcos Fernández, Ángel Antonio-
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