Disgregación y modificación de sistemas sílice/negro de carbonoefecto reforzante en bandas de rodamiento de neumáticos

Resumen

Los cauchos son materiales poliméricos caracterizados por su elevada elasticidad, siendo capaces de experimentar altas deformaciones cuando son sometidos a un esfuerzo, volviendo a su estado original cuando el esfuerzo aplicado cesa. Sin embargo, para poder cumplir los requisitos que se le exigen en sus aplicaciones finales, es necesario adicionar cargas capaces de mejorar las propiedades, modificar las características del procesado o disminuir el coste total del producto. La sílice pirogénica es una carga reforzante de pequeño tamaño de partícula. Sin embargo, presenta difíciles propiedades de procesado en matrices de caucho, ya que por un lado, produce importantes incrementos en la viscosidad de la misma, y por otro, su baja densidad aparente dificulta aún más su incorporación a la matriz de caucho durante las etapas de mezclado. Uno de los objetivos de esta tesis es minimizar las desventajas de procesado inherentes en este tipo de sílice tras someter la sílice pirogénica a un nuevo método de modificación basado en el tratamiento previo por ultrasonido de alta energía hasta alcanzar una dispersión de nanopartículas de sílice, confirmada por medidas de dispersión de luz y microscopía electrónica de barrido. Una vez obtenida dicha dispersión óptima, la superficie de la sílice es modificada con diferentes agentes de acoplamiento bifuncionales que favorecen la interacción entre ésta y las cadenas de elastómero. Los agentes de acoplamiento empleados son: bis-3- trietoxisilil p ropil tetrasulfido (TESPT), 3-octanoiltio-1-propiltrietoxisilano (NXT) y el mercaptopropil trimetoxi silano (MS). Todos estos agentes de silanización poseen una doble reactividad, siendo capaces de reaccionar, por un lado, con los grupos silanoles pr esentes en la superficie de la sílice, y por el otro, con las cadenas elastoméricas durante el proceso de vulcanización. La sílice pirogénica resultante se incorpora fácilmente a una matriz de caucho, concretamente, a un copolímero de estireno-butadieno (SBR), empleando para ello los métodos habituales utilizados en la tecnología del caucho. Los compuestos finales se caracterizan con diversas técnicas que permiten evaluar, no sólo las propiedades finales de los compuestos, sino también, la red d e carga formada como consecuencia de las interacciones establecidas entre las partículas de sílice, así como a la interfase generada entre las mismas y la matriz de caucho. Una vez se ha estudiado en profundidad la disgregación de la sílice...