Parte 1: Qué es Caucho de Polietileno Clorado?
Polietileno Clorado (CPE) es un clorurado aleatorio obtenido mediante la cloración del polietileno. También puede considerarse como un copolímero binario de etileno, cloruro de vinilo y 1,2-diclorotileno. Cuando el contenido de cloro en el CPE es inferior a 20-30%, su elasticidad disminuye y sus propiedades se asemejan a las del polietileno. Cuando el contenido de cloro supera el 45-50%, su polaridad aumenta, se pierde la elasticidad y sus propiedades se parecen al Cloruro de Polivinilo (PVC). En consecuencia, los productos de CPE generalmente se clasifican en cuatro tipos principales: CPE Tipo A, CPE Tipo B, CPE Tipo C y HCPE.
Basándose en las diferencias en el contenido de cloro y la cristalinidad residual, el CPE Tipo A y el CPE Tipo C se clasifican como CPE de tipo resina, mientras que el CPE Tipo B pertenece a la categoría de CPE de tipo caucho. Dado que el CPE Tipo B es predominantemente un caucho saturado, también se le denomina Caucho de Polietileno Clorado (CM). Para que el CPE Tipo B funcione como un elastómero no cristalino, un contenido de cloro del 30-40% es óptimo. Este artículo se centra principalmente en explorar y compartir aplicaciones relacionadas con el CPE Tipo B (CM), proporcionando ideas valiosas para cualquier fabricante de compuestos de caucho que trabaje con este material.
Parte 2: Propiedades de Caucho de Polietileno Clorado (CM)
- Propiedades Mecánicas
Las propiedades mecánicas del CM están estrechamente relacionadas con la calidad de la goma base, la formulación y el proceso de producción. Al ser un material polar que contiene cloro, sus propiedades mecánicas también están significativamente influenciadas por la temperatura ambiente. Su rendimiento es comparable al de la goma de poliacrilonitrilo (CR) de uso común.
| Propiedad | Goma Pura | Goma Compuesta |
| Resistencia a la tracción / MPa | 7~12 | 4~25 |
| Elongación a la rotura / % | 400~900 | 100~800 |
| Set permanente en rotura / % | 20~250 | 10~250 |
| Dureza Shore A / HA | 40~80 | 50~90 |
| Resistencia al desgarro / (N·mm⁻¹) | 3~10 | 3~20 |
- Propiedades dieléctricas
El CM insaturado tiene una resistividad volumétrica alta. Sin embargo, después de la vulcanización, la resistividad volumétrica disminuye y la constante dieléctrica y la pérdida dieléctrica aumentan. Esta propiedad es particularmente relevante para aplicaciones como recubrimiento de cables en la industria de cables y alambres.
| Propiedad | Goma Pura | Goma Compuesta |
| Resistividad de volumen / (Ω·cm) | (1~70)×10¹² | 1×10⁷ – 8×10¹⁴ |
| Constante dieléctrica ε | 4.5~7.0 | 5.0~10.0 |
| Pérdida dieléctrica tanδ | 0.008~0.08 | 0.03~0.35 |
| Resistencia dieléctrica / (kV/mm) | 18~25 | 16~20 |
- Resistencia al envejecimiento por calor
La cadena molecular del CM tiene una estructura saturada lineal, lo que le confiere una excelente resistencia al envejecimiento por aire caliente, haciendo que sea un material de caucho con excelente resistencia al envejecimiento por calor. Su resistencia al calor supera a la de muchos cauchos de uso general (por ejemplo, NR, SBR, BR, CR) y es comparable a EPDM. - Resistencia a ozono, luz y condiciones atmosféricas
De manera similar, la estructura de cadena molecular saturada confiere una resistencia sobresaliente al ozono, radiación UV y la intemperie atmosférica, haciendo que sea adecuado para uso a largo plazo en entornos exteriores y ricos en ozono. Un análisis detallado comparación de resistencia a las condiciones climáticas del caucho CM vs EPDM a menudo muestra que el CM funciona de manera excepcional. - Resistencia a bajas temperaturas
La temperatura de fragilidad de los vulcanizados de CM puro es similar a la del polietileno, alcanzando de -70°C a -80°C. Sin embargo, el tipo y la cantidad de plastificantes añadidos en la formulación de la mezcla afectan significativamente el rendimiento a bajas temperaturas del producto final. - Resistencia a aceites y productos químicos
El CM exhibe una resistencia superior a los aceites minerales. Un mayor contenido de cloro generalmente se correlaciona con una mejor resistencia a los aceites. Los vulcanizados con un contenido de cloro 35% tienen una resistencia a los aceites similar a la del caucho nitrilo de uso general (NBR), por lo que el CM es la base para una mezcla de caucho resistente a los aceites de alto rendimiento. CM es químicamente inerte y posee una fuerte resistencia a ácidos, álcalis y sales. Entender cómo diseñar una fórmula de caucho CM resistente a aceites es clave para aplicaciones específicas. - Ignifugación
Como polímero que contiene cloro, el CM posee inherentemente un nivel básico de retardancia de llama. La incorporación de retardantes de llama sinérgicos adecuados en la formulación puede mejorar significativamente sus propiedades retardantes de llama, lo cual es crucial para desarrollar una Fórmula de compuesto de cable de caucho CM de alta retardancia de llama.
Parte 3: Productos y Aplicaciones de Caucho de Polietileno Clorado (CM)
Aplicaciones
| Área de aplicación | Propósito Principal |
| Utilizado como Caucho Sintético Especializado | Mejorar la estabilidad térmica, resistencia a las condiciones climáticas, resistencia al ozono, resistencia química, resistencia a aceites, resistencia a ácidos y retardancia de llama para productos de caucho especiales como cables, mangueras automotrices, mangueras industriales, anillos de sellado, juntas y revestimientos. Mejorar la flexibilidad de pantallas plegables de diodos emisores de luz orgánicos (OLED). |
| Mezclado con Caucho Natural (NR) | Mejorar la resistencia a las condiciones climáticas, resistencia al ozono y capacidad de coloración del NR. |
| Mezclado con Caucho Estireno-Butadieno (SBR) | Mejorar la resistencia a la tracción, módulo, dureza y resistencia al desgarro del SBR; mejorar la resistencia a los aceites, envejecimiento por calor y resistencia al ozono del SBR. |
| Mezclado con Caucho de Butadieno (BR), Caucho Natural Epoxidado (ENR) y SBR | Mejorar la estructura celular y la distribución en el sistema de espumado de las suelas de calzado; mejorar la compatibilidad durante la mezcla; asegurar una mezcla uniforme entre caucho espumado y no espumado. |
| Mezclado con Caucho de Etileno Propileno Dieno (EPDM) | Eliminar la adherencia durante el proceso de mezcla; mejorar la resistencia a la tracción, el módulo y la dureza de productos terminados como cables, partes de caucho automotrices y membranas impermeables; mejorar la resistencia a los aceites, la adhesión y el rendimiento en procesamiento. |
| Mezclado con Caucho de Nitrilo-Butadieno (NBR) | Mejorar la resistencia a la tracción, módulo, dureza y resistencia al desgarro de productos terminados como mangueras automotrices, mangueras de entrega de aceite, sellos de motor y rodillos moldeados; mejorar la resistencia a las condiciones climáticas y las propiedades de acumulación de calor elástico; mejorar significativamente la resistencia al ozono. |
| Mezclado con caucho de cloropreno (CR) | Mejorar el módulo, la resistencia al desgarro y la resistencia al ozono de productos terminados como correas transportadoras retardantes de llama, cables, conductos de aire para minas, membranas impermeabilizantes y adhesivos; eliminar la adherencia en molino durante la mezcla; extender significativamente el tiempo de almacenamiento. |
| Mezclado con NR y CR | Mejorar la compatibilidad de componentes en sistemas de caucho para piezas de vehículos ferroviarios como resortes de aire, conductos de aire y cubiertas de polvo; mejorar la fluidez en el procesamiento, la resistencia a las condiciones climáticas, la resistencia a la fatiga/envejecimiento y la retardancia de llama. |
Parte 4: Principios para Selección de Material en la Formulación de Compuestos CM
01. Selección del grado de caucho base
Las propiedades clave del caucho base CM están determinadas principalmente por dos parámetros: contenido de cloro y viscosidad Mooney.
- Contenido de Cloro
Los grados de CPE disponibles comercialmente generalmente varían desde bajo hasta alto contenido de cloro: 25%, 30%, 35% (36%), 40%, 42%. El contenido de cloro está estrechamente relacionado con la retardancia de llama, resistencia al aceite, flexibilidad a bajas temperaturas y elasticidad.- Para requisitos generales sin demandas específicas, se utilizan comúnmente grados con contenido de cloro 35% (36%).
- Para una mejor retardancia de llama o resistencia al aceite, elija grados con cloro 40% o 42%.
- Para una mejor resistencia al frío o rendimiento a bajas temperaturas, opte por grados con cloro 25% o 30%.
- Viscosidad Mooney
La viscosidad Mooney (ML(1+4) @125°C) del caucho CM generalmente oscila entre 45 y 100. Una viscosidad Mooney más alta indica un peso molecular mayor, lo que generalmente conduce a una mayor resistencia mecánica. Sin embargo, una viscosidad Mooney excesivamente alta puede dificultar mucho el procesamiento por extrusión. Debido a la alta aceptación de relleno del caucho CM, Compuesto de caucho a medida Fabricantes China como el Grupo SaneZen, puede diseñar formulaciones para cumplir con diversos requisitos de rendimiento.
02. Sistema de curado
Actualmente, cinco sistemas de curado se aplican industrialmente para la vulcanización de CM:
- Sistema de Peróxidos Orgánicos
- Sistema de Derivado de Tiazolidina
- Sistema de Dimercapto-s-triazina
- Sistema de Tiourea
- Curado por radiación con haz de electrones
En general, las vulcanizadas que utilizan el sistema de peróxido orgánico muestran mejor resistencia al calor y mayor elasticidad, aunque la resistencia a la tracción puede ser ligeramente menor (esto puede mitigarse usando co-agentes como Si69). La reticulación por radiación puede mejorar la dureza superficial y la resistencia al calor. Las vulcanizadas de los otros tres sistemas (tiadiazole, triazina, tiourea) suelen mostrar mayor deformación permanente y menor elasticidad, pero ofrecen mejor resistencia a la tracción.
03. Sistema de plastificante
Según las tendencias de uso en el mercado, el sistema de curado con peróxido es ampliamente adoptado. Además, debido a la presencia de iones de cloro polares, los plastificantes a base de ésteres son los más adecuados para CM. Los plastificantes apropiados pueden reducir la temperatura de transición vítrea (Tg) de las vulcanizadas de CM, mejorando el rendimiento a bajas temperaturas y también facilitando el proceso.
- Para formulaciones resistentes al calor, a menudo se elige TOTM.
- Para formulaciones resistentes a bajas temperaturas, es común el DOS.
- Considerando el costo, a menudo se utiliza una combinación de dos o más plastificantes.
El plastificante Sanepar 756 del Grupo SaneZen, un líder Fabricantes de plastificantes para caucho en China, considerando las características de varios plastificantes en el mercado, presenta un punto de inflamabilidad de 209°C y un punto de vertido de -78°C. Satisface la flexibilidad a bajas temperaturas de la mezcla sin comprometer su resistencia al calor.
Propiedades típicas：
| Artículo | Método de prueba | Unidad | Datos técnicos | Resultados |
| Apariencia | GB/T 1664-1995 | — | Transparencia | Transparencia |
| Color | GB/T 605-2006 | APHA | ≤30 | 21 |
| Contenido | GB/T 9722-2006 | % | ≥99.2 | 99.6 |
| Índice de acidez | GB/T 1668-2008 | mgKOH/g | ≤0.2 | 0.027 |
| viscosidad cinemática (40℃)* | GB/T 265-1988 | mm2/s | — | 20.7 |
| Pérdida de calor | GB/T 6283-2008 | % | ≤0.15 | 0.02 |
| Densidad relativa (25/25℃) | GB/T 4472-2011 | g/cm3 | 1.04～1.06 | 1.05 |
| Punto de vertido | GB/T 3535-2006 | ℃ | — | -78 |
| Índice de refracción（* 25/25℃） | GB/T 6488-2008 | — | 1.441～1.442 | 1.441 |
| Punto de inflamación | GB/T 1671-2008 | ℃ | — | 209 |
04. Sistema de relleno
CM es una goma sintética adecuada para cargas altas de relleno. En comparación con otras gomas de uso general, el negro de carbono es el relleno reforzante más efectivo para CM, pero se prefieren los negros de horno semi-reforzantes (SRF) con menor generación de calor. Para mejorar la resistencia al fuego y la resistencia al aceite, se pueden añadir pequeñas cantidades de sílice.
Dado que aumentar la carga de negro de carbono eleva la viscosidad Mooney de la mezcla, a menudo se consideran grandes cantidades de rellenos minerales. La finura de los rellenos minerales impacta significativamente en las propiedades mecánicas del vulcanizado; por lo tanto, generalmente se seleccionan rellenos con partículas más finas.
En Serie PF de Rellenos Nano Reforzantes de Grupo SaneZen un destacado Fabricantes de rellenos funcionales para caucho en China y Masilla de refuerzo de caucho Fabricantes China, que presenta tratamiento superficial, ofrece excelente refuerzo, alta blancura, buena dispersión dentro de la mezcla y propiedades superiores de aislamiento eléctrico! La estrategia nano relleno aplicado en la mezcla de caucho CPE ofrece mejoras de rendimiento significativas.
Propiedades típicas
| Propiedades físicas y químicas | Análisis químico | ||||
| %+325 malla (>45 um) | 0.01% | Blancura regular GEM | 71 | SiO₂ | 50.30% |
| Tamaño medio de las partículas D10 (nm) | 73 | PH (solución acuosa) AFS113-87-S | 5.95 | Al₂O₃ | 34.50% |
| Tamaño medio de las partículas D50 (nm) | 153 | Contenido de humedad AFSC-566 | 0.91% | TiO₂ | 1.60% |
Específicamente, la aplicación de PF87 en formulaciones de cables CPE demuestra un rendimiento superior en comparación con formulaciones que utilizan rellenos inorgánicos comunes como caolín o talco. Los beneficios incluyen un mejor rendimiento del producto (mayor resistencia, menor gravedad específica, Índice de Oxígeno aumentado en 3 puntos), mejor proceso de mezcla (menor viscosidad Mooney, mayor tiempo de scorch y menor tiempo de curado óptimo), ofreciendo un relleno de caucho de alto rendimiento rentable solución.
05. Otros Aditivos
Al igual que otros polímeros que contienen cloro, el CM puede sufrir dehidrocloración cuando se expone a calor, ozono, luz UV o ciertos grupos químicos activos. Esto puede conducir a reacciones que terminan por romper los enlaces químicos y degradar la goma. Por lo tanto, es esencial añadir estabilizadores térmicos, aceptores de ácido, lubricantes y antioxidantes a la formulación.
Grupo SaneZen: Su experto Fabricante de Mezclas de Caucho CPE y Socio de Innovación
SaneZen Group es un innovador centro integral Fabricante de compuestos de caucho CPE y un líder Fabricante de compuestos de caucho personalizados. No solo ofrecemos servicios especializados Servicios personalizados de producción de compuestos pero también ofrecemos una gama completa de materias primas de caucho, lo que nos posiciona como un proveedor confiable Fabricantes de rellenos funcionales para caucho en China y Fabricantes de plastificantes para caucho en ChinaNuestra experiencia y capacidades de fabricación aseguran que entregamos un valor significativo a nuestros clientes al facilitar el desarrollo de productos de caucho de alto rendimiento y rentables, adaptados a necesidades específicas, incluyendo avances mezcla de caucho resistente a los aceites de alto rendimiento y compuestos de cables especializados.
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