ES2222004T3 - Caucho de estireno-butadieno, de emulsion. - Google Patents
Caucho de estireno-butadieno, de emulsion.Info
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN CAUCHO DE ESTIRENO - BUTADIENO EN EMULSION (SBR), QUE SE PUEDE EMPLEAR PARA FABRICAR FORMULACIONES DE LLANTAS DE NEUMATICOS QUE TIENEN CARACTERISTICAS DE RESISTENCIA A LA RODADURA Y DESGASTE DE LA LLANTA QUE SON SIMILARES A AQUELLAS HECHAS DE SBR EN SOLUCION, PERO CUYAS CARACTERISTICAS DE TRACCION SON SUPERIORES. POR TANTO, LA EMULSION SBR DE LA PRESENTE INVENCION ES SUPERIOR EN DIVERSOS ASPECTOS PARA LA UTILIZACION EN COMPUESTOS DE LLANTAS DE NEUMATICOS, RESPECTO AL SBR EN SOLUCION CONVENCIONAL Y AL SBR EN EMULSION CONVENCIONAL. LA INVENCION SE REFIERE MAS ESPECIFICAMENTE A UNA COMPOSICION DE CAUCHO DE ESTIRENO BUTADIENO, QUE ESTA FORMADA POR UNIDADES REPETITIVAS DERIVADAS DE ESTIRENO Y 1,3 - BUTADIENO. DICHA COMPOSICION TIENE UN VALOR DEL PESO MOLECULAR MEDIO, DETERMINADO MEDIANTE FRACCIONAMIENTO FLUIDO DE CAMPO TERMICO COMPRENDIDO ENTRE 50.000 Y 150.000; DICHO CAUCHO TIENE UNA DISPERSION LUMINICA AL INDICE DE REFRACCION, QUE ESTA COMPRENDIDA ENTRE 1,8 Y 3,9.LA INVENCION DESCRIBE ADEMAS UNA COMPOSICION DE CAUCHO DE ESTIRENO BUTADIENO, FORMADA POR UNIDADES REPETITIVAS DERIVADAS DE ESTIRENO Y 1,3 - BUTADIENO, EN LA QUE UN DIAGRAMA DE LOG DE FRECUENCIA FRENTE A MODULO DE ALMACENAMIENTO DE LA COMPOSICION DE CAUCHO, CRUZA SOBRE UN DIAGRAMA DE LOG DE FRECUENCIA FRENTE A PERDIDA DE MODULO DE DICHA COMPOSICION, A UN LOG DE FRECUENCIA COMPRENDIDO ENTRE 0,001 RAD/S Y 100 RAD/S, A 120ºC, UTILIZANDO GEOMETRIA DE PLANOS PARALELOS, EN EL BARRIDO DE FRECUENCIA DE OSCILACION DINAMICA DEL CAUCHO DE ESTIRENO BUTADIENO.
Description
Caucho de estireno-butadieno, de
emulsión.
Con caucho de butadieno-estireno
(SBR), se fabrica una extensa variedad de productos de caucho. Así,
por ejemplo, se utilizan amplias cantidades de SBR, en la
fabricación de neumáticos, para automóviles, camiones aeronaves y
otros tipos de automóviles. El SBR, es utiliza, usualmente, en la
fabricación de neumáticos, debido al hecho de que, éste, mejora de
una forma general las características de tracción, con respecto al
caucho de polibutadieno.
EL SRB, puede sintetizarse procediendo a la
utilización de, bien ya sea técnicas de polimerización en solución,
o bien ya sea de técnicas de polimerización en emulsión. EL SBR
fabricado mediante polimerización en emulsión (SBR de emulsión),
exhibe unas mejores características de tracción en compuestos de
bandas de rodadura de neumáticos: No obstante, el SBR fabricado
mediante polimerización en solución (SBR de solución), exhibe, de
una forma típica, una mejor resistencia al rodamiento y unas mejores
características de desgaste de la banda de rodadura, en las bandas
de rodadura de los neumáticos. Por esta razón, el SBR de solución,
se considera, a menudo, como preferible, con respecto a la SBR de
emulsión y, de una forma corriente, se vende a un precio mayor, con
respecto al SBR de emulsión.
En la síntesis de SBR, mediante técnicas de
polimerización en solución, se utiliza un disolvente orgánico, el
cual es capaz de disolver los monómeros
(1,3-butadieno y estireno), SBR, y el catalizador de
polimerización o incitador. A medida que avanza el proceso de
polimerización, se produce una solución del SBR en el disolvente. A
esta solución polímera, se le hace a menudo referencia como
"cemento polímero". A continuación, el SBR, se recupera del
"cemento polímero" y éste puede emplearse, subsiguientemente,
como un caucho seco, en las aplicaciones que se desee; tales como en
la formación de bandas de rodadura de neumáticos.
Los sistemas de emulsión típicos, empleados en
síntesis de SBR, contienen agua, un emulsionante (jabón), y
generador de radicales libres, estireno monómero y monómero de
1,3-butadieno. Así, por ejemplo, en sistemas de
polimerización en emulsión por radicales libres, los radicales,
pueden generarse mediante la descomposición de peróxidos o
peroxidisulfuros.
Los iniciadores comúnmente empleados, incluyen a
los hidroperóxido de tert.-butilo, hidroperóxido de pinano,
para-hidroperóxido de metano, peroxidisulfato de
postasio (K_{2}S_{2}O_{8}), peróxido de benzoílo,
hidroperóxido de cumeno, y azobisisobutironitrilo (AIBN). Estos
compuestos, son térmicamente inestables, y se descomponen a una tasa
moderada, para liberar radicales libres. La combinación de
peroxidisulfato de potasio con un mercaptano tal como el
dodecilmercaptano, se utiliza usualmente para polimerizar butadieno
y SBR. En las recetas en caliente, el mercaptano, tiene la doble
función de proporcionar radicales libres, a través de la reacción
con el peroxidisulfato, y también de limitar el peso molecular del
polímero, reaccionando con una cadena creciente, para terminarla, y
para iniciar el crecimiento de otra cadena. Esta utilización del
mercaptano, como agente de transferencia, o agente modificante, es
de una gran importancia comercial, en la fabricación de SBR en
emulsión, debido al hecho de que, ésta, permite el control de la
tenacidad del caucho, el cual, de otro modo, podría limitar la
procesabilidad en la
fábrica.
fábrica.
Una receta de polimerización standard, en
conformidad para su uso industrial, se conoce como recta
"común", "standard", "GR-S" ó
"caliente". Esta receta de polimerización standard, contiene
los siguientes ingredientes (en base a partes en peso): 75,0 partes
de 1,3-butadieno, 25 partes de estireno; 0,5 partes
de n-dodocilmercapatano, 0,3 partes de
peroxidisulfato de potasio, 5,0 partes de escamas de jabón, y 180,0
partes de agua.
Cuando se emplea esta receta standard,
conjuntamente con una temperatura de polimerización de 50ºC, el
grado de conversión a polímero, acontece a una tasa del
5-6 por ciento, por hora. La polimerización, se
termina a una tasa de conversión del 70-75%, debido
al hecho de que, altos grados de conversión, conducen a polímeros
con propiedades físicas inferiores y a un procesado inferior,
presumiblemente, debido a la reticulación en la partícula de látex,
para formar microgel o estructuras altamente ramificadas. Esta
terminación, se efectúa mediante la adición de un "agente de
interrupción corta" (shortstop), tal como la hidroquinona
(aproximadamente 0,1 partes en peso), el cual reacciona rápidamente
con radicales y agentes oxidantes. Así, de esta forma, el "agente
de corta interrupción", destruye cualquier iniciador remanente
y, también reacciona con radicales poliméricos, para prevenir la
formación de nuevas cadenas. Los monómeros no reaccionados, se
retiran, a continuación; en primer lugar, el butadieno, mediante
destilación "flash" (de evaporación instantánea), a la presión
atmosférica, seguido de presión reducida y, a continuación, el
estireno, mediante agotamiento de vapor, en una columna.
De una forma típica, se añade una dispersión de
antioxidante (1,25 partes), para proteger al SBR de la oxidación.
El látex, puede entonces coagularse parcialmente (cremarse),
mediante la adición de salmuera y, a continuación, coagularse
completamente, con ácido sulfúrico diluido o sulfato de aluminio.
Se procede, a continuación, a lavar, secar y embalar, la miga
coagulada, para su expedición. Uno de los primeras mejoras
principales, en el procedimiento básico, fue la adopción de un
procesado continuo. En tales tipo de procedimientos consistentes en
procesado en continuo, el estireno, el butadieno, el jabón, el
iniciador y el activador (un agente de iniciación auxiliar) se
bombean continuamente, desde los tanques de almacenajes al interior
y a través de una serie de reactores agitados, anteriormente
mencionados, arriba, a la temperatura apropiada y una tasa tal, que
se alcance el grado de conversión deseado, en la salida del último
reactor. Se procede, a continuación, a añadir "agente de corta
interrupción", el látex se calienta mediante la adición de vapor
y, el butadieno no reaccionado, se somete a evaporación
instantánea. Se procede, a continuación, al agotamiento por vapor
del exceso de estireno y, el látex, se termina, a menudo, mediante
la mezcla con aceite, se convierte en crema, se coagula, se seca y
se embala.
Para mayores detalles sobre y SBR y "Receta
Standard", véase la obra The Vanderbilt Rubber Handbook, -Manual
de caucho de Vanderbilt-, George Winspear (Editor), R T Vanderbilt
Company, Inc (1968), en las páginas 34-57.
La patente estadounidense US 5.583.173, da a
conocer un procedimiento para la preparación de un látex de caucho
de estireno-butadieno, el cual comprende,
(1) cargar agua, un sistema de jabón, un
generador de radicales libres, monómero de
1,3-butadieno y estireno monómero, en una primera
zona de polimerización;
(2) permitir el que, el monómero de
1,3-butandieno y el estireno monómero,
copolimericen en la primera zona de prolimerización, a una
conversión de monómero, la cual se encuentra comprendida dentro de
unos márgenes que van desde aproximadamente un 15 por ciento hasta
aproximadamente un 40 por ciento, para producir un medio de
polimerización de baja conversión;
(3) cargar el medio de polimerización de baja
conversión, en una segunda zona de polimerización
(4) cargar la cantidad adicional de monómero de
1,3-butadieno y una cantidad adicional de estireno
monómero, en la segunda zona de polimerización;
(5) permitir el que la copolimerización continúe,
hasta que se haya alcanzado un grado de conversión de monómero de
por lo menos un 50%, para producir el látex de caucho de
estireno-butadieno.
A este procedimiento, se le hace algunas veces
referencia como, procedimiento FIM
(feed-injection-monomer, - del
inglés, monómero de alimentación por inyección).
Mediante el empleo de la técnica dada a conocer
en la patente estadounidense US 5.583.173, la cantidad de jabón
requerida para producir caucho de
estireno-butadieno, mediante polimerización por
emulsión, puede reducirse en un porcentaje mayor del 30%. Esto
supone una ventaja, puesto que se reducen costes, y es atractivo
desde el punto de vista medioambiental. La patente estadounidense
US 5.583.173, reporta, también, el hecho de que, el caucho de
estireno-butadieno producido mediante el
procedimiento descrito en ésta, contiene menores cantidades de
jabón residual. Esto reduce las características de afloración de
ácidos grasos en los productos finales, tales como las cubiertas o
neumáticos, y hace el que los pliegues se adhieran entre ellos,
durante los procedimientos de construcción o formación de las
cubiertas o neumáticos.
La solicitud de patente europea
EP-A-751 181, da a conocer un
composición de caucho, la cual comprende un componente polímero de
alto peso molecular, seleccionado entre polibutadieno y SBR, y un
componente de bajo peso molecular, seleccionado entre polibutadieno
y SBR. Ambos, el SBR de alto peso molecular y el SBR de bajo peso
molecular, contienen, ambos, estireno, en una cantidad no mayor de
un porcentaje de un 30%, en peso.
Esta invención, da a conocer una técnica para
mejorar ampliamente las propiedades físicas del SBR de emulsión. De
hecho, el SBR emulsión de la presente invención, puede emplearse en
formulaciones de bandas de rodadura de neumáticos, que tienen unas
características de tracción y de resistencia al rodamiento, que son
similares a los de aquéllos que se fabrican con SBR de solución,
sin comprometer las características de desgaste de la banda de
rodadura. Así, de esta forma, el SBR de emulsión de la presente
invención, es superior, en muchos aspectos, para su uso en
compuestos de bandas de rodaduras de cubiertas o neumáticos, al SBR
de solución y SBR convencional de emulsión. Esto es debido, por
supuesto, al hecho de que, el SBR de emulsión, mejorado, de la
presente invención, puede emplearse en la fabricación de compuestos
para bandas de rodadura de neumáticos o cubiertas, los cuales
muestran unas características de tracción y de resistencia al
rodamiento, altamente mejoradas, al mismo tiempo que se mantienen
las características de desgaste de la banda de rodadura. En otras
palabras, el SBR de emulsión de la presente invención, tiene
características mejoradas para la utilización en formulaciones de
caucho para bandas de rodadura de cubiertas o neumáticos.
El SBR de emulsión, mejorado, de la presente
invención, según se reivindica en la reivindicación 1, puede
fabricarse mediante la mezcla de la emulsión de un SBR de alto peso
molecular, con la emulsión de un SBR de bajo peso molecular, y
coagulando la mezcla de látex. El SBR de emulsión, mejorado, de la
presente invención, se fabrica, de una forma preferente, procediendo
a mezclar la emulsión de un SBR de alto peso molecular, realizado
mediante el procedimiento FIM, con la emulsión de un SBR de bajo
peso molecular, realizado mediante un procedimiento FIM, y
coagulando la mezcla de látex. El SBR de alto peso molecular,
tendrá, de una forma típica, un peso molecular medio, numérico, el
cual se encuentra comprendido dentro de unos márgenes que van desde
aproximadamente 200.000, hasta aproximadamente 1.000.000, y un peso
molecular medio, ponderal, el cual se encuentra comprendido dentro
de unos márgenes que van desde aproximadamente 300.000 hasta
aproximadamente 2.000.000. El SBR de bajo peso molecular, tendrá, de
una forma típica, un peso molecular medio, numérico, el cual se
encuentra comprendido dentro de unos márgenes que van desde
aproximadamente 20.000, hasta aproximadamente 150.000, y un peso
molecular medio, ponderal, el cual se encuentra comprendido dentro
de unos márgenes que van desde aproximadamente 40.000 hasta
aproximadamente 280.000. Es crítico, para el SBR de alto peso
molecular, el tener un límite de contenido de estireno, que difiera
del limite del contenido de estireno de SBR de bajo peso molecular,
mediante una cantidad correspondiente a cinco puntos de porcentaje.
El SBR de alto peso molecular, tendrá, típicamente, un límite de
contenido de estireno, el cual difiera, con respecto al límite de
contenido de estireno de bajo peso molecular, en por lo menos una
cantidad correspondiente a 10 puntos, en porcentaje, de una forma
preferible, en por lo menos 15 puntos en porcentaje y, de una forma
mayormente preferible, en por lo menos 20 puntos en porcentaje.
Esta invención, da a conocer, de una forma más
específica, una composición de caucho de
estireno-butadieno, de emulsión, la cual se
encuentra compuesta de:
(I) un caucho de
estireno-butadieno, de alto peso molecular, que
tiene un peso molecular medio, en peso, de por lo menos
aproximadamente 300.000 y
(II) un caucho de
estireno-butadieno, de bajo peso molecular, que
tiene un peso molecular medio, en peso, de menos de aproximadamente
280.000;
en donde, la relación del caucho de
estireno-butadieno de alto peso molecular, con
respecto al estireno-butadieno de bajo peso
molecular, se encuentra comprendido dentro de unos márgenes que van
desde aproximadamente 80 : 20 hasta aproximadamente 25 : 75; en
donde, el contenido de estireno ligado del caucho
estireno-butadieno de alto peso molecular, difiere,
con respecto al contenido de estireno ligado del caucho de
estireno-butadieno de bajo peso molecular, en por
lo menos una cantidad correspondiente a 5 puntos en porcentaje; en
donde, la composición de caucho de
estireno-butadieno, se realiza procediendo a
coagular una mezcla de látex del caucho de
estireno-butadieno de alta densidad, y el látex del
caucho de estireno-butadieno de bajo peso
molecular; y en donde, el látex del caucho de
estireno-butadieno de alto peso molecular, y el
caucho de estireno-butadieno de bajo peso molecular,
se fabrican mediante un procedimiento el cual comprende,
(1) cargar agua, un sistema de jabón, un
generador de radicales libres, monómero de
1,3-butadieno y estireno monómero, en una primera
zona de polimerización;
(2) permitir el que, el monómero de
1,3-butandieno y el estireno monómero,
copolimericen en la primera zona de polimerización, a una conversión
de monómero, la cual se encuentra comprendida dentro de unos
márgenes que van desde aproximadamente un 15 por ciento hasta
aproximadamente un 40 por ciento, para producir un medio de
polimerización de baja conversión;
(3) cargar el medio de polimerización de baja
conversión, en una segunda zona de polimerización
(4) cargar la cantidad adicional de monómero de
1,3-butadieno y una cantidad adicional de estireno
monómero, en la segunda zona de polimerización;
(5) permitir el que la copolimerización continúe,
hasta que se haya alcanzado un grado de conversión de monómero de
por lo menos un 50%, para producir el látex de caucho de
estireno-butadieno.
La presente invención, da también a conocer una
composición de caucho de estireno-butadieno, de
emulsión, la cual se encuentra compuesta de:
(I) un caucho de
estireno-butadieno, de alto peso molecular, que
tiene un peso molecular medio, en peso, comprendido dentro de unos
márgenes que van desde aproximadamente 200.000 hasta
aproximadamente 1.000.000 y
(II) un caucho de
estireno-butadieno, de bajo peso molecular, que
tiene un peso molecular medio, en peso, comprendido dentro de unos
márgenes que van desde aproximadamente 20.000 hasta aproximadamente
150.000;
en donde, la relación del caucho de
estireno-butadieno de alto peso molecular, con
respecto al estireno-butadieno de bajo peso
molecular, se encuentra comprendido dentro de unos márgenes que van
desde aproximadamente 80 : 20 hasta aproximadamente 25 : 75; en
donde, el contenido de estireno ligado del caucho
estireno-butadieno de alto peso molecular, difiere,
con respecto al contenido de estireno ligado del caucho de
estireno-butadieno de bajo peso molecular, en por lo
menos una cantidad correspondiente a 5 puntos en porcentaje; en
donde, la composición de caucho de
estireno-butadieno, se realiza procediendo a
coagular una mezcla de látex del caucho de
estireno-butadieno de alta densidad, y el látex del
caucho de estireno-butadieno de bajo peso
molecular; y en donde, el látex del caucho de
estireno-butadieno de alto peso molecular, y el
caucho de estireno-butadieno de bajo peso molecular,
se fabrican mediante un procedimiento el cual comprende,
(1) cargar agua, un sistema de jabón, un
generador de radicales libres, monómero de
1,3-butadieno y estireno monómero, en una primera
zona de polimerización;
(2) permitir el que, el monómero de
1,3-butandieno y el estireno monómero,
copolimericen en la primera zona de polimerización, a una conversión
de monómero, la cual se encuentra comprendida dentro de unos
márgenes que van desde aproximadamente un 15 por ciento hasta
aproximadamente un 40 por ciento, para producir un medio de
polimerización de baja conversión;
(3) cargar el medio de polimerización de baja
conversión, en una segunda zona de polimerización
(4) cargar la cantidad adicional de monómero de
1,3-butadieno y una cantidad adicional de estireno
monómero, en la segunda zona de polimerización;
(5) permitir el que la copolimerización continúe,
hasta que se haya alcanzado un grado de conversión de monómero de
por lo menos un 50%, para producir el látex de caucho de
estireno-butadieno.
La invención objetivizada, da a conocer
adicionalmente una composición de caucho de
estireno-butadieno, la cual se encuentra comprendida
de unidades repetitivas, las cuales se derivan de estireno y
1,3-butadieno, en donde, la composición de caucho
de estireno-butadieno, tiene un peso molecular
medio, numérico, tal y como se determina mediante fraccionamiento
de flujo de campo térmico, el cual se encuentra comprendido dentro
de unos márgenes que van desde aproximadamente 50.000 hasta
aproximadamente 150.000, y en donde, el caucho de estireno
butadieno, tiene un valor de relación de difracción de la luz con
respecto al índice de refracción, el cual se encuentra comprendido
dentro de unos márgenes que van desde 1,8 hasta 3,9.
La presente invención, da a conocer
adicionalmente una composición de caucho de
estireno-butadieno, la cual se encuentra comprendida
de unidades repetitivas, las cuales se derivan de estireno y
1,3-butadieno, en donde, un gráfico del logaritmo
de la frecuencia, versus módulo de almacenaje de la
composición de caucho de estireno-butadieno, se
cruza con un gráfico del log. de la frecuencia, versus módulo
de pérdida de la composición de caucho de
estireno-butadieno, a una frecuencia comprendida
dentro de unos márgenes que van desde 0,001 radianes por segundo
hasta 100 radianes por segundo, cuando se conduce a una temperatura
de 120ºC, utilizando una geometría de placa paralela, en el barrido
dinámico de oscilación de frecuencia del caucho de
estireno-butadieno.
La invención objetivizada, da adicionalmente a
conocer una composición de estireno-butadieno, la
cual se encuentra compuesta de unidades repetitivas, las cuales se
derivan de estireno y 1,3-butadieno, en donde, un
gráfico del logaritmo de la frecuencia con respecto a módulo de
almacenaje de la composición de caucho de
estireno-butadieno, se cruza con un gráfico del log.
de la frecuencia, versus módulo de pérdida de la composición
de caucho de estireno-butadieno, a una frecuencia
comprendida dentro de unos márgenes que van desde 0,001 radianes
por segundo hasta 100 radianes por segundo, cuando se conduce a una
temperatura de 120ºC, utilizando una geometría de placa paralela,
en el barrido dinámico de oscilación de frecuencia del caucho de
estireno-butadieno, en donde, la composición de
caucho de estireno-butadieno, tiene un peso
molecular medio, numérico, tal y como se determina mediante
fraccionamiento de flujo de campo térmico, el cual se encuentra
comprendido dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente
50.000 hasta aproximadamente 150.000, y en donde, el caucho de
estireno butadieno, tiene un valor de relación de difracción de la
luz con respecto al índice de refracción, el cual se encuentra
comprendido dentro de unos márgenes que van desde 1,8 hasta
3,9.
La presente invención, da a conocer, también, una
composición de caucho de estireno-butadieno de
emulsión, la cual se fabrica mediante un procedimiento el cual
comprende el proceder a coagular una composición de látex, la cual
se encuentra compuesta de:
(a) agua,
(b) un emulsionante,
(c) un caucho de
estireno-butadieno, de alto peso molecular, que
tiene un peso molecular medio, en peso, de por lo menos
aproximadamente 300.000 y
(d) un caucho de
estireno-butadieno, de bajo peso molecular, que
tiene un peso molecular medio, en peso, de menos de aproximadamente
280.000;
en donde, la relación del caucho de
estireno-butadieno de alto peso molecular, con
respecto al caucho de estireno-butadieno de bajo
peso molecular, se encuentra comprendido dentro de unos márgenes
que van desde aproximadamente 80 : 20 hasta aproximadamente 25 :
75;
y en donde, el límite de contenido de estireno
del caucho estireno-butadieno de alto peso
molecular, difiere, con respecto al límite de contenido de estireno
de caucho de estireno-butadieno de bajo peso
molecular, en por lo menos una cantidad correspondiente a 5 puntos
en porcentaje.
La invención objetivada, da a conocer
adicionalmente una composición de caucho de
estireno-butadieno, la cual se encuentra comprendida
de unidades repetitivas, las cuales se derivan de estireno y
1,3-butadieno, en donde, el citado caucho de
estireno-butadieno, se sintetiza mediante
polimerización en emulsión, y en donde, la citada composición de
caucho de estireno butadieno, tiene un delta de la tangente, a una
temperatura de 0ºC, la cual se encuentra comprendida dentro de unos
márgenes que van de 0,13 a 0,19, y un delta de la tangente, a una
temperatura de 60ºC, la cual se encuentra comprendida dentro de
unos márgenes que van desde aproximadamente 0,06 hasta
aproximadamente 0,12, después de haberse curado en una mezcla de
caucho con un contenido de 70 partes en peso de caucho de
estireno-butadieno, 30 partes en peso de
cis-1,4-polibutadieno superior, 7,5
partes en peso de aceite de procesado, altamente aromático, 70
partes en peso de negro de carbón N220, 2 partes en peso de óxido de
zinc, 0,8 partes en peso cera de parafina, 3 partes en peso de cera
microcristalina, 1,15 partes en peso de antioxidante
para-fenilendiamina, 1,2 partes en peso de
N-ciclohexil-2-benzotiazolsulfenamida,
0,3 partes en peso de disulfuro de tetrametiltiuram, y 1,45 partes
en peso de azufre.
La presente invención, da a conocer también una
composición de caucho de estireno-butadieno, la
cual se encuentra comprendida de unidades repetitivas, las cuales
se derivan de estireno y 1,3-butadieno, en donde, el
citado caucho de estireno-butadieno, se sintetiza
mediante polimerización en emulsión, y en donde, la citada
composición de caucho de estireno butadieno, tiene un delta de la
tangente, a una temperatura de 0ºC, la cual se encuentra comprendida
dentro de unos márgenes que van de 0,18 a 0,40, y un delta de la
tangente, a una temperatura de 60ºC, la cual se encuentra
comprendida dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente
0,09 hasta aproximadamente 0,16, después de haberse curado en una
mezcla de caucho con un contenido de 70 partes en peso de caucho de
estireno-butadieno, 30 partes en peso de
cis-1,4-polibutadieno superior, 7,5
partes en peso de aceite de procesado, altamente aromático, 70
partes en peso de negro de carbón N220, 2 partes en peso de óxido
de zinc, 0,8 partes en peso cera de parafina, 3 partes en peso de
cera microcristalina, 1,15 partes en peso de antioxidante Wingstay®
100, 1,15 partes en peso de
N-ciclohexil-2-benzotiazolsulfenamida,
0,3 partes en peso de disulfuro de tetrametiltiuram, y 1,45 partes
en peso de azufre.
La invención objetivizada, da adicionalmente a
conocer una cubierta o neumático, la cual se encuentra compuesta de
una carcasa de forma toroidal, con una banda de rodadura exterior
circunferencial, dos bordes reforzados, por lo menos una capa que
se extiende desde un borde reforzado al otro, y paredes laterales
que se extienden radialmente desde las citadas bandas de rodadura y
que conectan a éstas con los citados bordes reforzados; en donde, la
citada banda de rodadura, se adapta para que se encuentre en
contacto con el suelo; en donde, la banda de rodadura, está
compuesta a base de una composición de caucho de
estireno-butadiendo de emulsión, la cual se fabrica
mediante un procedimiento el cual comprende el proceder a coagular
una composición de látex, la cual se encuentra compuesta de:
(a) agua,
(b) un emulsionante,
(c) un caucho de
estireno-butadieno, de alto peso molecular, que
tiene un peso molecular medio, en peso, de por lo menos
aproximadamente 300.000 y
(d) un caucho de
estireno-butadieno, de bajo peso molecular, que
tiene un peso molecular medio, en peso, de menos de aproximadamente
280.000;
en donde, la relación del caucho de
estireno-butadieno de alto peso molecular, con
respecto al caucho de estireno-butadieno de bajo
peso molecular, se encuentra comprendido dentro de unos márgenes
que van desde aproximadamente 80 : 20 hasta aproximadamente 25 :
75;
y en donde, el límite de contenido de estireno
del caucho estireno-butadieno de alto peso
molecular, difiere, con respecto al límite de contenido de estireno
de caucho de estireno-butadieno de bajo peso
molecular, en por lo menos una cantidad correspondiente a 5 puntos
en porcentaje.
La presente invención, da también a conocer una
cubierta o neumático, la cual se encuentra compuesta de una carcasa
de forma toroidal, con una banda de rodadura exterior
circunferencial, dos bordes reforzados, por lo menos una capa que
se extiende desde un borde reforzado al otro, y paredes laterales
que se extienden radialmente desde las citadas bandas de rodadura y
que conectan a éstas con los citados bordes reforzados; en donde,
la citada banda de rodadura, se adapta para que se encuentre en
contacto con el suelo; en donde, la banda de rodadura, está
compuesta a base de una composición de caucho de
estireno-butadiendo de emulsión, la cual se
encuentra compuesta de unidades repetitivas, las cuales se derivan
de estireno y 1,3-butadieno, en donde, un gráfico
del logaritmo de la frecuencia con respecto a módulo de almacenaje
de la composición de caucho de estireno-butadieno,
se cruza con un gráfico del módulo de pérdida de al composición de
caucho de estireno-butadieno, a una frecuencia
comprendida dentro de unos márgenes que van desde 0,001 radianes
por segundo hasta 100 radianes por segundo, cuando se conduce a una
temperatura de 120ºC, utilizando una geometría de placa paralela,
en el barrido dinámico de oscilación de frecuencia del caucho de
estireno-butadieno, en donde, la composición de
caucho de estireno-butadieno, tiene un peso
molecular medio, numérico, tal y como se determina mediante
fraccionamiento de flujo de campo térmico, el cual se encuentra
comprendido dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente
50.000 hasta aproximadamente 150.000, y en donde, el caucho de
estireno butadieno, tiene un valor de relación de difracción de la
luz con respecto al índice de refracción, el cual se encuentra
comprendido dentro de unos márgenes que van desde 1,8 hasta
3,9.
La invención objetivizada, da también a conocer
una cubierta o neumático, la cual se encuentra compuesta de una
carcasa de forma toroidal, con una banda de rodadura exterior
circunferencial, dos bordes reforzados, por lo menos una capa que
se extiende desde un borde reforzado al otro, y paredes laterales
que se extienden radialmente desde las citadas bandas de rodadura y
que conectan a éstas con los citados bordes reforzados; en donde,
la citada banda de rodadura, se adapta para que se encuentre en
contacto con el suelo; en donde, la banda de rodadura, está
compuesta a base de una composición de caucho de
estireno-butadiendo de emulsión, la cual se
encuentra compuesta de unidades repetitivas, las cuales se derivan
de estireno y 1,3-butadieno, en donde, un gráfico
del logaritmo de la frecuencia con respecto a módulo de almacenaje
de la composición de caucho de estireno-butadieno,
se cruza con un gráfico del módulo de pérdida de al composición de
caucho de estireno-butadieno, a una frecuencia
comprendida dentro de unos márgenes que van desde 0,001 radianes
por segundo hasta 100 radianes por segundo, cuando se conduce a una
temperatura de 120ºC, utilizando una geometría de placa paralela, en
el barrido dinámico de oscilación de frecuencia del caucho de
estireno-butadieno.
La invención sujeto, da a adicionalmente a
conocer una cubierta o neumático, la cual se encuentra compuesta de
una carcasa de forma toroidal, con una banda de rodadura exterior
circunferencial, dos bordes reforzados, por lo menos una capa que
se extiende desde un borde reforzado al otro, y paredes laterales
que se extienden radialmente desde las citadas bandas de rodadura y
que conectan a éstas con los citados bordes reforzados; en donde, la
citada banda de rodadura, se adapta para que se encuentre en
contacto con el suelo; en donde, la banda de rodadura, está
compuesta a base de una composición de caucho de
estireno-butadiendo de emulsión, la cual se fabrica
mediante un procedimiento el cual comprende el proceder a coagular
una composición de látex, la cual se encuentra compuesta de:
(a) agua,
(b) un emulsionante,
(c) un caucho de
estireno-butadieno, de alto peso molecular, que
tiene un peso molecular medio, en peso, de por lo menos
aproximadamente 300.000 y
(d) un caucho de
estireno-butadieno, de bajo peso molecular, que
tiene un peso molecular medio, en peso, de menos de aproximadamente
280.000;
en donde, la relación del caucho de
estireno-butadieno de alto peso molecular, con
respecto al caucho de estireno-butadieno de bajo
peso molecular, se encuentra comprendido dentro de unos márgenes
que van desde aproximadamente 80 : 20 hasta aproximadamente 25 :
75;
y en donde, el límite de contenido de estireno
del caucho estireno-butadieno de alto peso
molecular, difiere, con respecto al límite de contenido de estireno
de caucho de estireno-butadieno de bajo peso
molecular, en por lo menos una cantidad correspondiente a 10 puntos
en porcentaje.
La presente invención, da adicionalmente a
conocer una composición de caucho de
estireno-butadiendo de emulsión, la cual se fabrica
mediante un procedimiento el cual comprende el proceder a coagular
una composición de látex, la cual se encuentra compuesta de:
(a) agua,
(b) un emulsionante,
(c) un caucho de
estireno-butadieno, de alto peso molecular, que
tiene un peso molecular medio, en peso, de por lo menos
aproximadamente 300.000 y
(d) un caucho de
estireno-butadieno, de bajo peso molecular, que
tiene un peso molecular medio, en peso, de menos aproximadamente
280.000;
en donde, la relación del caucho de
estireno-butadieno de alto peso molecular, con
respecto al caucho de estireno-butadieno de bajo
peso molecular, se encuentra comprendido dentro de unos márgenes
que van desde aproximadamente 80 : 20 hasta aproximadamente 25 :
75;
y en donde, el límite de contenido de estireno
del caucho estireno-butadieno de alto peso
molecular, difiere, con respecto al límite de contenido de estireno
de caucho de estireno-butadieno de bajo peso
molecular, en por lo menos una cantidad correspondiente a 10 puntos
en porcentaje.
El caucho de estireno-butadieno
de la presente invención, se fabrica procediendo a sintetizar un
SBR de alto peso molecular y SBR de bajo peso molecular, mediante
polimerización por radicales libres, en emulsión. El caucho de
estireno-butadieno de la presente invención, se
fabrica, de una forma preferible, procediendo a sintetizar un SBR
de alto peso molecular, utilizando la técnica de polimerización por
radicales libres, en emulsión, descrita en la patente estadounidense
US 5.583.173. Esta técnica de polimerización, se conoce como
procedimiento FIM
(feed-injectión-monomer- del
inglés, monómero de alimentación por inyección). El látex de SBR de
alto peso molecular y el látex de SBR de bajo peso molecular, se
mezclan, a continuación, y se coagulan.
El procedimiento FIM, se lleva a cabo mediante la
adición de estireno monómero, 1,3-butadieno
monómero, agua, un generador de radicales libres, y un sistema de
jabón, a una primera zona de polimerización, para formar un medio de
polimerización acuoso. La primera zona de polimerización, será,
normalmente, un reactor o una serie de dos o más reactores. La
copolimerización de los monómeros, se inicia con un generador de
radicales libres. Esta reacción de copolimerización, tiene como
resultado la formación de un medio de polimerización de reducida
conversión.
En el punto en donde, el medio de polimerización
de baja conversión, alcanza una conversión del monómero la cual se
encuentra dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente un
15 por ciento hasta aproximadamente un 40 por ciento, se procede a
cargar el medio de polimerización de baja conversión, en una
segunda zona de polimerización. La segunda zona de polimerización,
puede ser un reactor o una serie de dos o más reactores. En
cualquier caso, la segunda zona de polimerización, se subsiguiente
o posterior a la primera zona de polimerización. El medio de
polimerización de baja conversión, se cargará normalmente en la
segunda zona de polimerización, a un nivel de conversión de
monómero, el cual se encuentra comprendido dentro de unos márgenes
que van desde aproximadamente un 17 por ciento hasta aproximadamente
un 35 por ciento. Este se cargará, de una forma preferible, en la
segunda zona de polimerización, a un nivel de conversión de
monómero, el cual se encuentra comprendido dentro de unos márgenes
que van desde aproximadamente un 20 por ciento hasta aproximadamente
un 30 por ciento.
Se procede a cargar estireno monómero adicional y
butadieno monómero adicional, en la segunda zona de polimerización.
Normalmente, en la segunda zona de polimerización, se carga una
cantidad de estireno monómero y 1,3-butadieno
monómero, correspondiente a un porcentaje comprendido dentro de unos
márgenes que van desde aproximadamente un 20 por ciento hasta
aproximadamente un 50 por ciento, con respecto al total de estos
monómeros (en la segunda zona de polimerización, se carga una
cantidad de monómeros, correspondiente a un porcentaje comprendido
dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente un 50 por
ciento hasta aproximadamente un 80 por ciento, con respecto al
total monómeros). Se prefiere, normalmente, el cargar, en la
segunda zona de polimerización, una cantidad de monómeros,
correspondiente a un porcentaje comprendido dentro de unos márgenes
que van desde aproximadamente un 30 por ciento hasta
aproximadamente un 45 por ciento, con respecto al total de
monómeros (en la primera zona de polimerización, se cargará una
cantidad de monómeros, correspondiente a un porcentaje comprendido
dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente un 55 por
ciento hasta aproximadamente un 70 por ciento, con respecto al
total monómeros). De una forma general, se prefiere, mayormente, el
cargar, en la segunda zona de polimerización, una cantidad de
monómeros, correspondiente a un porcentaje comprendido dentro de
unos márgenes que van desde aproximadamente un 35 por ciento hasta
aproximadamente un 42 por ciento, con respecto al total de
monómeros (en la primera zona de polimerización, se cargará una
cantidad de monómeros, correspondiente a un porcentaje comprendido
dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente un 58 por
ciento hasta aproximadamente un 65 por ciento, con respecto al
total monómeros). Dividiendo la carga de monómero entre la primera
zona de polimerización y la segunda zona de polimerización, la
cantidad total de jabón requerida para proporcionar una látex
estable, se reduce en un porcentaje de aproximadamente un 30 por
ciento.
Se permite que avance la copolimerización, en las
segunda zona de polimerización, hasta que se haya alcanzado un
grado de conversión de monómero, de un porcentaje de por lo menos
un 50 por ciento. La copolimerización, se dejará avanzar y
continuar de una forma preferible, hasta que se haya alcanzado un
grado total de conversión de monómero, comprendido dentro de unos
márgenes que van de un 50 por ciento a un 68 por ciento. De una
forma más preferible, la copolimerización, en la segunda zona de
reacción, se dejará avanzar y continuar, hasta que se haya alcanzado
un grado total de conversión de monómero, comprendido dentro de
unos márgenes que van de un 58 por ciento a un 65 por ciento.
En la sintetización de látex SBR, se
compolimeriza, generalmente, una cantidad de estireno que se
encuentra comprendida dentro de unos márgenes que van desde
aproximadamente un 1 por ciento, en peso, hasta aproximadamente un
50 por ciento, en peso, y una cantidad de
1,3-butadieno, que se encuentra comprendida dentro
de unos márgenes que van desde aproximadamente un 50 por ciento, en
peso, hasta aproximadamente un 99 por ciento, en peso. No obstante,
se contempla el hecho de que, el estireno, puede sustituirse por
varios otros monómeros aromáticos de estireno. Así, por ejemplo,
algunos ejemplos representativos de monómeros aromáticos de vinilo,
por los que puede sustituirse el estireno, o utilizarse en mezclas
con estireno y copolimerizarse con 1,3-butadieno,
en concordancia con la presente invención, incluyen a los
1-vinilnaftaleno, 3-metilestireno,
4-metilestireno, 3,5-dietilestireno,
4-propilestireno,
4-tert.butilestireno,
2,4,6-trimetilestireno,
4-dodedilestireno,
3-metil-5-mormal-hexilestireno,
4-fenilestireno,
2-etil-4-bencilestireno,
3,5-difenilestireno,
2,3,4,5-tetraetilestireno,
3-etil-1-vinilnaftaleno,
6-isopropil-1-vinilnaftaleno,
6-ciclohexil-1-vinilnaftaleno,
7-dodecil-2-vinilnaftaleno,
\alpha-metilestireno, y por el estilo. El SBR de
alto peso molecular, contendrá, típicamente, una cantidad de
butadieno correspondiente a un porcentaje comprendido dentro de
unos márgenes que van desde aproximadamente un 5 por ciento hasta
aproximadamente un 95 por ciento de butadieno enlazado. Se
prefiere, de una forma típica, para el SBR de alto peso molecular,
el que éste contenga una cantidad de estireno, que se encuentre
comprendida dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente
un 20 por ciento, en peso, hasta aproximadamente un 30 por ciento,
en peso, y una cantidad de 1,3-butadieno, que se
encuentre comprendida dentro de unos márgenes que van desde
aproximadamente un 70 por ciento, en peso, hasta aproximadamente un
80 por ciento, en peso. Se prefiere, normalmente, de una forma
mayormente preferible, para el SBR de alto peso molecular, el que
éste contenga una cantidad de estireno, que se encuentre
comprendida dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente un
22 por ciento, en peso, hasta aproximadamente un 28 por ciento, en
peso, y una cantidad de 1,3-butadieno, que se
encuentre comprendida dentro de unos márgenes que van desde
aproximadamente un 72 por ciento, en peso, hasta aproximadamente un
78 por ciento, en peso. En la primera zona de polimerización y en la
segunda zona de polimerización, se cargarán, correspondientemente,
unos valores de relación idénticos de estireno monómero y de
butadieno monómero.
El SBR de bajo peso molecular, contendrá,
normalmente, una cantidad de estireno, que se encuentra comprendida
dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente un 1 por
ciento, en peso, hasta aproximadamente un 50 por ciento, en peso, y
una cantidad de 1,3-butadieno, que se encuentre
comprendida dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente
un 50 por ciento, en peso, hasta aproximadamente un 99 por ciento,
en peso. En algunos casos, por ejemplo, en donde se desea una baja
resistencia al rodamiento y unas excelentes características de
desgaste de la banda de rodadura, será deseable, para el SBR de
bajo peso molecular, el que éste contenga una cantidad estireno
relativamente pequeña, que se encuentre comprendida dentro de unos
márgenes que van desde aproximadamente un 3 por ciento hasta
aproximadamente un 10 por ciento, con una cantidad del 1,3
butadieno, en el SBR, que se encuentre comprendida dentro de unos
márgenes que van desde aproximadamente un 90 por ciento, en peso,
hasta aproximadamente un 97 por ciento, en peso. En el polímero de
bajo peso molecular, pueden estar incluidas incluso cantidades más
bajas de estireno enlazado. Por ejemplo, el polímero de caucho de
bajo peso molecular, puede contener una cantidad de estireno
enlazado que se encuentre comprendida dentro de unos márgenes que
van desde aproximadamente un 0 por ciento hasta aproximadamente un
3 por ciento, y una cantidad del 1,3 butadieno enlazado, que se
encuentre comprendida dentro de unos márgenes que van desde
aproximadamente un 97 por ciento, en peso, hasta aproximadamente un
100 por ciento, en peso. Así, de esta forma, en la mayoría de los
casos extremos, el polibutadieno, puede utilizarse como uno de los
componentes poliméricos de la mezcla. En otros casos, por ejemplo,
en situaciones en donde, se deseen altas características de
tracción, se incorporará un mayor nivel de estireno, en el SBR de
bajo peso molecular. En tales casos, se prefiere, para el SBR de
bajo peso molecular, el que éste contenga una cantidad de estireno
que se encuentre comprendida dentro de unos márgenes que van desde
aproximadamente un 40 por ciento hasta aproximadamente un 50 por
ciento, y una cantidad del 1,3 butadieno, en el SBR, que se
encuentre comprendida dentro de unos márgenes que van desde
aproximadamente un 50 por ciento, en peso, hasta aproximadamente un
60 por ciento, en peso. En la primera zona de polimerización y en la
segunda zona de polimerización, se cargarán, correspondientemente,
unos valores de relación idénticos de estireno monómero y de
butadieno monómero.
Es crítico, para el SBR de alto peso molecular,
el que éste tenga un contenido de estireno enlazado, el cual
difiera del contenido de estireno enlazado del SBR de bajo alto
peso molecular, en por lo menos 5 puntos en porcentaje. El SBR de
alto peso molecular, tendrá normalmente un contenido de estireno
enlazado, el cual difiera del contendido de estireno enlazado del
SBR de bajo peso molecular, en 5 a 40 puntos en porcentaje.
El SBR de alto peso molecular, tendrá,
típicamente, un contenido de estireno enlazado, el cual difiera del
contendido de estireno enlazado del SBR de bajo peso molecular, en
por lo menos un porcentaje de 10 puntos. En la mayoría de los
casos, el SBR de alto peso molecular, tendrá un contenido de
estireno enlazado, el cual difiera del contendido de estireno
enlazado del SBR de bajo peso molecular, en 10 a 30 puntos en
porcentaje, siendo mayormente típico, el que la diferencia sea de
15 a 25 puntos en porcentaje. Se prefiere, normalmente, para el SBR
de alto peso molecular, el que éste tenga un contenido de estireno
enlazado, el cual difiera del contendido de estireno enlazado del
SBR de bajo peso molecular, en por lo menos un porcentaje de 15
puntos, siendo mayormente preferido, el que la diferencia, sea de
por lo menos un porcentaje de 20.
Debe entenderse el hecho de que, o bien ya sea el
SBR de alto peso molecular, o bien ya sea el BR de bajo peso
molecular, pueden tener el mayor contenido de estireno enlazado. En
otras palabras, el SBR, en la mezcla que tiene el mayor contenido
de estireno enlazado, puede ser, o bien ya sea el polímero de alto
peso molecular, o bien ya sea el polímero de bajo peso molecular, en
la mezcla. Deberá también entenderse el hecho de que, puede
utilizarse polibutadieno (el cual contiene un 0 por ciento de
estireno enlazado), como uno de los polímeros en la mezcla. En
tales casos, el polibutadieno, puede ser, o bien ya sea el polímero
de alto peso molecular, o bien ya sea el polímero de bajo peso
molecular. En los casos en donde se utiliza polibutadieno como uno
de los polímeros en la mezcla, el SBR, en la mezcla, tendrá, de una
forma típica, un contenido de estireno enlazado, de por lo menos un
10 por ciento, en peso. En tales casos, el SBR, en la mezcla,
tendrá de una forma más típica, un contenido de estireno enlazado de
por lo menos un porcentaje del 15 por ciento, en peso, y tendrá, de
una forma mayormente preferible, un contenido de estireno enlazado
de por lo menos un porcentaje del 20 por ciento en peso.
Esencialmente, puede utilizarse cualquier tipo de
generador de radicales libres con objeto de iniciar tales tipos de
polimerizaciones por radicales libres. Así, por ejemplo, pueden
utilizarse compuestos químicos generadores de radicales libres, luz
ultravioleta o radiación. Con objeto de asegurar una tasa de
polimerización satisfactoria, uniformidad y una polimerización
controlable, se utilizan, generalmente, con la obtención de buenos
resultados, agentes químicos generadores de radicales libres, los
cuales sean solubles en agua o en aceite, bajo las condiciones de
polimerización.
Algunos ejemplos representativos de iniciadores
de radicales libres, los cuales se utilizan usualmente, incluyen a
los diversos compuestos de peroxígeno, tales como los hidróxido de
pinano, persulfato potásico, persulfato amónico, peróxido de
benzoílo, peróxido de hidrógeno, di-peróxido de
di-tert.-butilo, peróxido de dicumilo, peróxido de
2,4-diclorobenzoílo, peróxido de decanoílo,
peróxido de laurilo, hidroperóxido de cumeno, hidroperóxido de
p-mentano, hidroperóxido de tert.-butilo, peróxido
de acetilacetona, peroxidicarbonato de dicetilo,, peroxiacetato de
tert.-butilo, ácido tert.-butilperoximaleico, peroxibenzoato de
tert.-butilo, peróxido de acetilciclohexilsulfonilo, y por el
estilo; los diversos compuestos azóicos, tales como los
2-tert.-butilazo-2-cianopropano,
azodiisobutirato de dimetilo, azodiisobutironitrilo,
2-tert.-butilazo-1-cianociclohexano,
y por el estilo; los diversos percetales de alquilo, tales como los
2,2-bis-(tert.-butilperoxi)butano,
3,3-bis(tert.-butilperoxi)butirato de
etilo,
1,1-di-(tert.-butilperoxi)ciclohexano, y por
el estilo. Los iniciadores de persulfato, tales como los persulfato
de potasio y persulfato amónico, son especialmente de utilidad en
tales tipos de polimerizaciones en emulsión.
La cantidad de iniciador empleado, variará en
dependencia del deseado peso molecular de SBR que se esté
sintetizando. Se logran altos niveles de pesos moleculares,
mediante la utilización de reducidas cantidades del iniciador, y se
obtienen bajos pesos moleculares mediante el empleo de grandes
cantidades de iniciador. No obstante, como regla general, en la
mezcla de reacción, se incluirá una cantidad de iniciador, la cual
se encuentra comprendida dentro de unos márgenes que van desde 0,005
a 1 phm (partes en peso, por 100 partes en peso de peso de
monómero). En el caso de iniciadores de persulfatos de metales, se
emplearán, de una forma típica, en el medio de polimerización, unas
cantidades comprendidas dentro de unos márgenes que van desde 0,1
phm hasta 0,5 phm, en el medio de polimerización. El peso molecular
del SBR producido, por supuesto, dependerá también la cantidad de
agente de transferencia de cadena, tal como el
tert.-butildodecilmercaptano, presente durante la polimerización.
Así, por ejemplo, puede sintetizarse SBR de bajo peso molecular,
procediendo simplemente a incrementar el nivel de agente de
transferencia de cadena. Como un ejemplo específico, en la síntesis
de SBR de alto peso molecular, la cantidad de
tert.-dodecilmercaptano utilizado, puede ser de un valor
comprendido dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente
0,125 phm hasta aproximadamente 0,150 phm. El SBR de bajo peso
molecular, puede producirse procediendo simplemente a incrementar
el nivel de tert.-dodecilmercaptano presente durante ala
polimerización. Así, por ejemplo, la presencia de una cantidad de
tert.-dodecilmercaptano comprendida dentro de unos márgenes que van
desde 0,38 phm hasta 0,40 phm, dará como resultado, de una forma
típica, a la síntesis de SBR de bajo peso molecular.
A menos de que se indique de otro modo, los pesos
moleculares, se determinan mediante cromatografía de permeación de
gel (GPC). Se utiliza, para la detección, un sistema tradicional de
GPC, mediante ambos tipos de detección, la difracción de la luz
(Wyatt Technologies Inc., modelo Mini DAWN), y el índice de
refracción diferencial. Las muestras, se filtran a través de un
filtro de jeringa de un tamaño de poro de 1,0 micras. En algunos
casos, se procede a determinar los pesos moleculares medios
numéricos mediante fraccionamiento térmico de flujo de campo. El
peso molecular medio numérico que se determina mediante
fraccionamiento térmico de flujo de campo, se abrevia, en algunos
casos, como M_{n3F}. En la determinación del M_{n3F}, se utiliza
un sistema de fraccionamiento térmico de flujo de campo, el cual
consiste en un fraccionamiento FFF, LLC (Salt Lake City, UTA)
modelo T-100 Polymer Fraccionator, con un espaciador
de canal del tipo chanel spacer modelo T-005, un
detector del índice de refracción del tipo Hewlett Packard (Palo
Alto, California), modelo 1047 A, y un detector fotómetro láser,
modelo DAWN DSP, fabricado por Wyatt Technologies Corporation
(Santa Bárbara, California). En el último procedimiento, se utiliza
tetrahidrofurano desgaseado, como el disolvente soporte que se
bombea a través del sistema, con un caudal de flujo de 0,6
ml/minuto. La temperatura de agua fría, en el fraccionamiento
térmico de flujo de campo, se controla mediante un dispositivo de
enfriamiento recirculante, del tipo FTS Systems, modelo RC150.
El fraccionamiento del polímero, se realiza
mediante la utilización de un procedimiento de potencia programada,
del tipo Power Programmed Method in FFFraccionation, LLC, en el
programa de "software" TEMP. Las condiciones del programa, son
como sigue: el Delta T inicial, es de 60ºC, el tiempo de
equilibrio, es de 30 minutos, el t1, es de 5,0 minutos, ta es de
-0,6, el tiempo de retención, es de 30 minutos y el Delta T final,
es de 0ºC. El punto de ajuste de la temperatura, para el agua fría
del dispositivo de enfriamiento, es de 25ºC. No obstante, al delta
T inicial de 60ºC, la temperatura de agua fría es, de una forma
típica, de un nivel de alrededor 40ºC. Las muestras de polímero, se
disuelven en el disolvente y, a continuación, se inyectan, no
filtradas, en el sistema de fraccionamiento térmico de flujo de
campo. La masa de la muestra inyectadas es, de una forma típica, de
un valor de aproximadamente
0,12 mg.
0,12 mg.
Los datos brutos, se recopilan y se procesan, en
un programa de "software" ASTRA, de ordenador, procedente de
la firma Wyatt Technologies Corporation. La recopilación de datos,
se realiza en un transcurso de tiempo de 25 minutos. Las líneas
básicas para los picos, se fijan, de una forma típica, en un tiempo
de 1,5 minutos a 25 minutos y, para los detectores de dispersión de
la luz, y de 1,5 minutos a 20 minutos, para el detector de índice
de refracción. Para el proceso de datos, los detectores de
dispersión de la luz DAWN utilizados, incluyen de 5 a 16 (ángulos
representativos de 39ºa 139º en THF). La dependencia angular de la
dispersión de la luz, se introduce utilizando una ecuación de
primer orden en el formalismo Zimm. Se utiliza un incremento del
índice de refracción (dn/dc) de 0,154 para todas las muestras de
polímero de emulsión, y para las muestras de polímero de solución,
se utiliza un índice de refracción de 0,140. La sensibilidad del
detector del índice de refracción (Aux 1 Constant), se determina en
concordancia con los procedimientos correspondientes a Wyatt
Technologies, utilizando un poliestireno standard monodispersado de
un peso molecular de 30.000.
Los pesos moleculares medios para las muestras,
se calculan utilizando datos de tramos introducidos a un primer
orden polinómico. El valor de la relación o cociente de la luz de
dispersión con respecto al índice de refracción (LS/RI), se calcula
utilizando la línea básica corregida, voltajes normalizados
procedentes del detector DAWN 90º (d11) y del detector de índice de
refracción del tipo Hewlett Packard, modelo 1017A. El área bajo
cada pico, se estimó como la suma de los voltajes que se encontraban
dentro de los límites definidos de integración de 2,3 minutos a 21
minutos.
El SBR de alto peso molecular, tendrá típicamente
un peso molecular medio numérico (por GPC) que se encuentra
comprendido dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente
200.000 hasta aproximadamente 1.000.000, un peso molecular medio,
en peso (por GPC), que se encuentra comprendido dentro de unos
márgenes que van desde aproximadamente 300.000 hasta
aproximadamente 2.000.000 y, una viscosidad Mooney ML 1 + 4, la
cual se encuentra comprendida dentro de unos márgenes que van desde
aproximadamente 8 hasta aproximadamente 160. El SBR de alto peso
molecular, tendrá, de una forma preferible, un peso molecular medio
numérico el cual que se encuentra comprendido dentro de unos
márgenes que van desde aproximadamente 300.000 hasta
aproximadamente 970.000, un peso molecular medio, en peso el cual
se encuentra comprendido dentro de unos márgenes que van desde
aproximadamente 400.000 hasta aproximadamente 1.750.000 y, una
viscosidad Mooney ML 1 + 4, la cual se encuentra comprendida dentro
de unos márgenes que van desde aproximadamente 90 hasta
aproximadamente 150. El SBR de alto peso molecular, tendrá, de una
forma más preferible, un peso molecular medio numérico el cual se
encuentra comprendido dentro de unos márgenes que van desde
aproximadamente 650.000 hasta aproximadamente 930.000, un peso
molecular medio, en peso, el cual se encuentra comprendido dentro de
unos márgenes que van desde aproximadamente 1.000.000 hasta
aproximadamente 1.500.000 y, una viscosidad Mooney ML 1 + 4, la
cual se encuentra comprendida dentro de unos márgenes que van desde
aproximadamente 15 hasta aproximadamente 130.
El SBR de bajo peso molecular, tendrá típicamente
un peso molecular medio numérico (por GPC) que se encuentra
comprendido dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente
20.000 hasta aproximadamente 150.000, un peso molecular medio, en
peso (por GPC), que se encuentra comprendido dentro de unos márgenes
que van desde aproximadamente 40.000 hasta aproximadamente 280.000
y, una viscosidad Mooney ML 1 + 4, la cual se encuentra comprendida
dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente 2 hasta
aproximadamente 40. El SBR de bajo peso molecular, tendrá, de una
forma preferible, un peso molecular medio numérico el cual que se
encuentra comprendido dentro de unos márgenes que van desde
aproximadamente 50.000 hasta aproximadamente 120.000, un peso
molecular medio, en peso el cual se encuentra comprendido dentro de
unos márgenes que van desde aproximadamente 70.000 hasta
aproximadamente 270.000 y, una viscosidad Mooney ML 1 + 4, la cual
se encuentra comprendida dentro de unos márgenes que van desde
aproximadamente 3 hasta aproximadamente 30. El SBR de bajo peso
molecular, tendrá, de una forma más preferible, un peso molecular
medio numérico el cual se encuentra comprendido dentro de unos
márgenes que van desde aproximadamente 55.000 hasta aproximadamente
110.000, un peso molecular medio, en peso, el cual se encuentra
comprendido dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente
120.000 hasta aproximadamente 260.000 y, una viscosidad Mooney ML 1
+ 4, la cual se encuentra comprendida dentro de unos márgenes que
van desde aproximadamente 5 hasta aproximadamente 20. EL SBR de bajo
peso molecular, tendrá, de una forma usual, una viscosidad Mooney
ML 1 + 4, la cual se encuentra comprendida dentro de unos márgenes
de 10-18.
El SBR de bajo peso molecular, tendrá una
viscosidad Mooney ML 1 + 4, que difiere de la viscosidad Mooney ML
1 + 4 del SBR de alto peso molecular, en por lo menos 50 puntos
Mooney. El SBR de ato peso molecular, tendrá, normalmente, una
viscosidad Mooney ML 1 + 4, la cual es por lo menos 70 puntos Mooney
mayor que la viscosidad Mooney ML 1 + 4 del SBR de bajo peso
molecular. El SBR de ato peso molecular, tendrá, de una forma
preferible, una viscosidad Mooney ML 1 + 4, la cual es por lo menos
80 puntos Mooney mayor que la viscosidad Mooney ML 1 + 4 del SBR de
bajo peso molecular.
Los sistemas de jabón utilizados en el
procedimiento de polimerización por emulsión, contiene una
combinación de emulsionantes de ácidos de colofonia y de ácidos
grasos. El valor de la relación o cociente de jabones de ácidos
grasos con respecto a jabones de ácidos de colofonia, se encontrará
comprendido dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente
50:50 hasta aproximadamente 90:10. Se prefiere, normalmente, para
el valor de la relación o cociente de jabones de ácidos grasos con
respecto a jabones de ácidos de colofonia, el que éste se encuentre
comprendido dentro de unos márgenes que van desde 60:40 hasta
85:15. Se prefiere, normalmente, de una forma más preferible, para
el valor de la relación o cociente de jabones de ácidos grasos con
respecto a jabones de ácidos de colofonia, el que éste se encuentre
comprendido dentro de unos márgenes que van desde 75:25 hasta 82:18.
La totalidad del jabón, se carga en el interior de la primera zona
de polimerización. La cantidad total de jabón empleado, será
inferior a 3,5 phm. La cantidad de jabón empleado, será normalmente
de un valor comprendido dentro de unos márgenes que van desde
aproximadamente 2,5 phm hasta aproximadamente 3,2 phm. Se prefiere,
de una forma típica, el utilizar un nivel de jabón el cual se
encuentre comprendido dentro de unos márgenes que van desde
aproximadamente 2,6 phm hasta aproximadamente 3,0 phm. En la
mayoría de los casos, se preferirá mayormente el utilizar una
cantidad del sistema de jabón, el cual se encuentre comprendido
dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente 2,7 phm hasta
aproximadamente 2,9 phm. La cantidad precisa del sistema de jabón,
requerida, con objeto de alcanzar unos óptimos resultados, variará,
por supuesto, en dependencia del sistema de jabón específico
utilizado. No obstante, las personas especializadas en este arte de
la técnica, serán capaces de determinar, de una forma fácil, la
cantidad específica de jabón requerida, cono objeto de alcanzar
unos óptimos resultados.
La polimerización en emulsión por radicales
libres, se conducirá, de una forma típica, a una temperatura
comprendida dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente
35ºF (2ºC) hasta aproximadamente 65ºF (18ºC). Se prefiere, de una
forma general, el que la polimerización se lleva a cabo a una
temperatura comprendida dentro de unos márgenes que van desde
aproximadamente 40ºF (4ºC) hasta aproximadamente 60ºF (16ºC). Se
prefiere más, de una forma típica, el utilizar una temperatura de
polimerización que se encuentre comprendida dentro de unos márgenes
que van desde aproximadamente 45ºF (7ºC) hasta aproximadamente 55ºF
(13ºC). Para incrementar los niveles de conversión, puede ser
ventajoso el incrementar la temperatura a medida que avanza la
polimerización.
Después de que se haya alcanzado la deseada
conversión de monómero, en la segunda zona de polimerización, el
látex SBR fabricado, se retira de la segunda zona de
polimerización, y se añade un agente de interrupción corta
(shortstop), para terminar la copolimerización. Esto representa un
conveniente punto para mezclar la emulsión del SBR de alto peso
molecular, con la emulsión de SBR de bajo peso molecular. La
relación en peso del SBR de alto peso molecular, con respecto al
SBR de bajo peso molecular, en la mezcla, se encontrará comprendida,
de una forma típica, dentro de unos márgenes que van desde
aproximadamente 80:20 hasta aproximadamente 25:75. En la mayoría de
los casos, la relación en peso del SBR de alto peso molecular, con
respecto al SBR de bajo peso molecular, en la mezcla, se encontrará
comprendida, de una forma típica, dentro de unos márgenes que van
desde aproximadamente 70:30 hasta aproximadamente 30:70. Se
preferirá típicamente, el que la relación en peso del SBR de alto
peso molecular, con respecto al SBR de bajo peso molecular, en la
mezcla, se encuentre comprendida dentro de unos márgenes que van
desde aproximadamente 60:40 hasta aproximadamente 40:60. La mezcla
de SBR de emulsión de esta invención, puede entonces recuperarse
del látex, procediendo a utilizar coagulación standard y técnicas
de secado standard.
La composición de caucho de
estireno-butadieno de la presente invención,
fabricado procediendo a mezclar los dos látices, tendrá un valor de
M_{n3F} el cual se encuentra comprendido dentro de unos márgenes
que van desde 60.000 hasta 145.000, y tendrá, de una forma más
típica, un valor de M_{n3F}, el cual se encuentra comprendido
dentro de unos márgenes que van desde 75.000 hasta 140.000. La
composición de caucho de estireno-butadieno, tendrá,
de una forma preferible, un valor de M_{n3F}, el cual se encuentra
comprendido dentro de unos márgenes que van desde 90.000 hasta
135.000. La composición de caucho de
estireno-butadieno, tendrá también un valor de
relación o cociente de la dispersión de la luz con respecto al
índice de refracción, (LS/RI), el cual se encuentra comprendido
dentro de unos márgenes que van desde 1,8 hasta 3,9. La composición
de caucho de estireno-butadieno, tendrá, de una
forma típica, un valor de relación o cociente de la dispersión de
la luz con respecto al índice de refracción, (LS/RI), el cual se
encuentra comprendido dentro de unos márgenes que van desde 2,0
hasta 3,8, y tendrá, de una forma más típica, un valor de relación
o cociente de la dispersión de la luz con respecto al índice de
refracción, (LS/RI), el cual se encuentra comprendido dentro de
unos márgenes que van desde 2,1 hasta 3,8. Se prefiere, para la
composición de caucho de estireno-butadieno, el que
ésta tenga un valor de relación o cociente de la dispersión de la
luz con respecto al índice de refracción, (LS/RI), el cual se
encuentra comprendido dentro de unos márgenes que van desde 2,2
hasta 3,0.
En las composiciones de
estireno-butadieno de la presente invención, si se
procede a realizar un gráfico del barrido de la frecuencia de
oscilación dinámica, versus módulo de almacenaje (G'), y
frecuencia versus módulo de pérdida (G''), existe un cruce a
la frecuencia que se encuentra comprendida dentro de unos márgenes
que van desde los 0,001 radianes por segundo hasta los 100 radianes
por segundo, cuando se conduce a una temperatura comprendida dentro
de unos márgenes que van desde 90ºC hasta 120ºC, utilizando una
geometría de placa paralela. En otras palabras, a bajas frecuencias,
a una temperatura de 120ºC, tales como las de 0,1 radianes por
segundo, G', es inferior a G''. No obstante, G', se incrementa al
incrementar la frecuencia, hasta que ésta iguala a G'', y ésta es
fundamentalmente mayor que G'', a una alta frecuencia, tal como la
correspondiente a un valor de 10 radianes por segundo. El punto de
cruce, se encontrará, de una forma típica, dentro de unos márgenes
de frecuencia comprendidos entre unos márgenes que van desde 0,001
radianes por segundo hasta 10 radianes por segundo, y ésta se
encontrará, de una forma más típica, dentro de unos márgenes de
frecuencia comprendidos entre unos márgenes que van desde 0,01
radianes por segundo hasta 5 radianes por segundo. En la mayoría de
los casos, el punto de cruce, se encontrará dentro de unos márgenes
de frecuencia comprendidos entre unos márgenes que van desde 0,05
radianes por segundo hasta 1 radián por segundo, a una temperatura
de 120ºC. En el test de ensayo de temperatura utilizado, la muestra
de caucho, se realiza convirtiéndola en una muestra de 20 mm de
diámetro, que tiene un espesor de 2 mm. La muestra, se emplaza, a
continuación, en un reómetro de tensión de control, entre las
placas paralelas, a una determinada distancia de paso. La muestra, a
continuación, se hace pasar a través de un barrido de frecuencia
(tal como por ejemplo, el correspondiente a una gama de frecuencias
comprendida entre 0,01 Hz a 100 Hz, a determinadas amplitudes de
tensión aplicadas (tales como las correspondientes a una gama
comprendida entre unos márgenes que van de 10.000 Pascal a 20.000
Pascal). Este procedimiento, se conduce a una temperatura de 120ºC.
G', es el módulo de almacenaje y representa la porción elástica del
polímero y es muy sensible a cambios en gel y peso molecular. G'',
es el módulo de pérdida, y es representativo de la porción viscosa
de la muestra.
El SBR fabricado mediante este procedimiento,
puede emplearse en la fabricación de cubiertas o neumáticos y en
una amplia variedad de otros artículos de caucho que tienen unas
características de las prestaciones técnicas mejoradas. Existen
unos beneficios valuables asociados con la utilización del SBR de
emulsión de la presente invención, en la fabricación de bandas de
rodadura de neumáticos. De una forma más específica, las
características de tracción, pueden mejorarse de una forma
significativa, sin comprometer al desgaste de la banda de rodadura
o resistencia al rodamiento. En muchos casos, será ventajoso el
mezclar la composición de SBR de emulsión de la presente invención,
con otros polímeros de caucho, para alcanzar las características
deseadas. Tales tipos de compuestos de bandas de rodadura de
neumáticos, contienen, por supuesto, otros cauchos los cuales son
co-curables con la composición de SBR de emulsión
de la presente invención. Algunos ejemplos representativos de otros
cauchos que son co-curables con el SBR de emulsión
de la presente invención, incluyen al caucho natural, caucho de
cis-1,4- polibutadieno superior, caucho de vinilo y
polibutadieno superior, caucho de vinilo y polibutadieno medio,
caucho de trans-1,4-polibutadieno
superior, caucho de solución de estireno-butadieno,
caucho de
estireno-isopreno-butadieno, caucho
de estireno-isopreno, caucho de
isopreno-butadieno, y caucho de
3,4-poliisopreno. Las mezclas de SBR de emulsión de
la presente invención, con caucho natural o de poliisopreno
sintético, son altamente ventajosas para su uso en la formulaciones
de bandas de rodadura de neumáticos. Así por ejemplo, pueden
mezclarse de 30 phr a 70 phr de SBR, con 30 phr a 70 phr de caucho
natural o caucho sintético de poliisopreno. Son típicas la mezclas
de 40 phr a 60 phr de SBR, con 40 phr a 60 phr de caucho natural o
caucho sintético de poliisopreno. Las mezclas de SBR con
cis-1,4-polibutadieno y/o caucho
natural, son también de utilidad, en las bandas de rodadura de
neumáticos. Tales tipos de mezclas, contienen normalmente de 30 phr
a 70 phr del caucho de SBR y de 30 phr a 70 phr del caucho natural
y/o del caucho de
cis-1,4-polibutadiono. Son
mayormente típicas la mezclas de 40 phr a 60 phr de SBR, con 40 phr
a 60 phr de caucho natural y/o caucho de
cis-polibutadieno. El caucho de
cis-1,4-polibutadieno empleado en
tales tipos de mezclas, tendrá típicamente un contenido de isómero
cis-1,4, de por lo menos aproximadamente un 90 por
ciento y, de una forma más típica, tendrá un contenido de isómero
cis-1,4 de por lo menos aproximadamente un 95 por
ciento. El caucho de
cis-1,4-polibutadieno superior que
es apropiado para su utilización en tales tipos de mezclas, tiene,
de una forma típica, un contenido de isómero cis, el cual es mayor
de un 90 por ciento, y puede fabricarse mediante el procedimiento
descrito en la patente canadiense 1.236.648. El caucho de
cis-1,4-polibutadieno que es
apropiado para su empleo en tales tipos de mezclas, se vende también
en el mercado, por parte de la firma The Goodyear Tire & Rabber
Company, bajo los nombres caucho de polibutadieno Budeno® 1207, y
caucho de polibutadieno Budeno® 1208.
Los compuestos de bandas de rodadura de
neumáticos que tienen unas características extremadamente de
utilidad, pueden también fabricarse mediante la inclusión de
3,4-poliisopreno en la mezcla. Como regla general,
se incluirán, en el compuesto para las bandas de rodadura de los
neumáticos, desde aproximadamente 5 phr (partes por 100 partes de
caucho), hasta aproximadamente 40 phr del
3,4-poliisopropeno de alta Tg, con aproximadamente
60 phr a aproximadamente 95 phr de la composición de SBR de la
presente invención. Normalmente, tales tipos de compuestos para las
bandas de rodadura de los neumáticos, contendrán desde
aproximadamente 10 phr hasta aproximadamente 25 phr del
3,4-poliisopropeno y desde aproximadamente 75 phr a
aproximadamente 90 phr de la composición de SBR. De una forma
típica, se prefiere mayormente, para tales tipos de compuestos
destinados a las bandas de rodadura de los neumáticos, el que éstos
contengan desde aproximadamente 12 phr hasta aproximadamente 20 phr
del caucho de 3,4-poliisopropeno de alta Tg. Estos
tipos de compuestos de bandas de rodadura, pueden también contener,
por supuesto, otros cauchos, adicionalmente a la composición de
SBR. No obstante, es crítico, para tales tipos de caucho, el que
éstos sean curables con la composición de SBR y el
3,4-poliisopreno. Algunos ejemplos representativos
de otros cauchos que son co-curables con la
composición de SBR y el caucho de 3,4-poliisopreno,
incluyen al caucho natural, al caucho de
cis-1,4-polibutadieno superior, al
caucho de vinilo y polibutadieno superior, al caucho vinilo y
polibutadieno medio, al caucho de
trans-1,4-polibutadieno superior, al
caucho de
estireno-isopreno-butadieno, al
caucho de estireno-butadieno y al caucho de
isopreno-butadieno.
Una mezcla preferida para los neumáticos de
automóvil, de altas prestaciones técnicas, es encuentra compuesta,
en base a 100 partes en peso de caucho, de (1) desde
aproximadamente 20 partes hasta aproximadamente 60 partes de caucho
natural, (2) desde aproximadamente 5 partes hasta aproximadamente 30
partes de caucho de
cis-1,4-polibutadieno superior, (3)
desde aproximadamente 10 partes hasta aproximadamente 50 partes de
caucho de SBR, y (4) desde aproximadamente 5 partes hasta
aproximadamente 30 partes de caucho de
3,4-poliisopreno. Se prefiere el que, dicha mezcla,
contenga, (1) desde aproximadamente 30 partes hasta aproximadamente
50 partes de caucho natural, (2) desde aproximadamente 10 partes
hasta aproximadamente 20 partes de caucho de
cis-1,4-polibutadieno superior, (3)
desde aproximadamente 20 partes hasta aproximadamente 40 partes de
caucho de SBR, y (4) desde aproximadamente 10 partes hasta
aproximadamente 20 partes de caucho de
3,4-poliisopreno. Es mayormente preferible, para
tale tipo de formulación de caucho para bandas de rodadura de
neumáticos, el que ésta contenga, (1) desde aproximadamente 35
partes hasta aproximadamente 45 partes de caucho natural, (2) desde
aproximadamente 10 partes hasta aproximadamente 20 partes de caucho
de cis-1,4-polibutadieno superior,
(3) desde aproximadamente 25 partes hasta aproximadamente 35 partes
de caucho de SBR, y (4) desde aproximadamente 10 partes hasta
aproximadamente 20 partes de caucho de
3,4-poliisopreno.
Con objeto de maximizar las características de
las prestaciones técnicas, en el compuesto de la banda de rodadura
de neumáticos, puede emplearse una combinación de
3,4-poliisopreno de alta Tg,
3,4-poliisopreno de baja Tg, y la composición de
caucho de SBR de la presente invención. El
3,4-poliisopreno de baja Tg, tendrá una Tg de menos
de aproximadamente -5ºC. El 3,4-poliisopreno de
baja Tg, tendrá típicamente una Tg la cual se encuentra dentro de
unos márgenes que van desde aproximadamente -55ºC hasta
aproximadamente -5ºC. Se prefiere, para el
3,4-poliisopreno de baja Tg, el que éste tenga una
Tg la cual se encuentre comprendida dentro de unos márgenes que van
desde aproximadamente -30ºC hasta aproximadamente -10ºC y, es
mayormente preferible, para el 3,4-poliisopreno de
baja Tg, el que éste tenga una Tg la cual se encuentre comprendida
dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente -20ºC hasta
aproximadamente -10ºC. El 3,4-poliisopreno de baja
Tg, tendrá también, un peso molecular medio numérico mayor de
aproximadamente 200.000. El 3,4-poliisopreno de
baja Tg, tendrá generalmente, un peso molecular medio numérico, el
cual se encuentra comprendido dentro de unos márgenes que van desde
aproximadamente 200.000 hasta aproximadamente 500.000 y, de una
forma preferible, tendrá un peso molecular medio numérico, el cual
se encuentra comprendido dentro de unos márgenes que van desde
aproximadamente 250.000 hasta aproximadamente 400.000. El
3,4-poliisopreno de alta Tg, tendrá típicamente una
Tg la cual se encuentra comprendido dentro de unos márgenes que van
desde aproximadamente 0ºC hasta aproximadamente 25ºC, y un peso
molecular medio numérico, el cual se encuentra comprendido dentro de
unos márgenes que van desde aproximadamente 30.000 hasta
aproximadamente 180.000. El 3,4-poliisopreno de
alta Tg, tendrá, de una forma preferible, una Tg la cual se
encuentra comprendido dentro de unos márgenes que van desde
aproximadamente 5ºC hasta aproximadamente 20ºC. El
3,4-poliisopreno de alta Tg, tendrá también,
típicamente un contenido de isómero 3,4, el cual se encuentra
comprendido dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente un
75 por ciento, hasta aproximadamente un 95 por ciento, y un
contenido de isómero 1,2, el cual se encuentra comprendido dentro
de unos márgenes que van desde aproximadamente un 5 por ciento,
hasta aproximadamente un 5 por ciento.
En tales tipos de compuestos de bandas de
rodadura de neumáticos, la relación en peso del
3,4-poliisopreno de alta Tg, con respecto al
3,4-poliisopreno de baja Tg, se encontrará
comprendida, de una forma típica, dentro de unos márgenes que van
desde aproximadamente 0,1:1 hasta aproximadamente 10:1. Es
normalmente preferible, el que, la relación en peso del
3,4-poliisopreno de alta Tg, con respecto al
3,4-poliisopreno de baja Tg, se encuentre
comprendida dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente
0,5:1 hasta aproximadamente 2:1. Es generalmente mayormente
preferible, el que, la relación en peso del
3,4-poliisopreno de alta Tg, con respecto al
3,4-poliisopreno de baja Tg, se encuentre dentro de
unos márgenes que van desde aproximadamente 0,8:1 hasta
aproximadamente 1,2:1. El 3,4-poliisopreno de alta
Tg, y el 3,4-poliisopreno de baja Tg, se utilizarán,
de una forma típica, en cantidades esencialmente iguales, con objeto
de obtener resultados óptimos.
Una mezcla altamente preferida para los
neumáticos de automóvil, de altas prestaciones técnicas, es
encuentra compuesta, en base a 100 partes en peso de caucho, de (1)
desde aproximadamente 20 partes hasta aproximadamente 60 partes de
caucho natural, (2) desde aproximadamente 5 partes hasta
aproximadamente 30 partes de caucho de
cis-1,4-polibutadieno superior, (3)
desde aproximadamente 10 partes hasta aproximadamente 50 partes de
la composición de SBR, (4) desde aproximadamente 2,5 partes hasta
aproximadamente 15 partes de caucho de
3,4-poliisopreno de alta Tg y (5) desde
aproximadamente 2,5 partes hasta aproximadamente 15 partes de
caucho de 3,4-poliisopreno de baja Tg. Se prefiere
el que, dicha mezcla, contenga, (1) desde aproximadamente 30 partes
hasta aproximadamente 50 partes de caucho natural, (2) desde
aproximadamente 10 partes hasta aproximadamente 20 partes de caucho
de cis-1,4-polibutadieno superior,
(3) desde aproximadamente 20 partes hasta aproximadamente 40 partes
de la composición de SBR, (4) desde aproximadamente 5 partes hasta
aproximadamente 10 partes de caucho de
3,4-poliisopreno de alta Tg y (5) desde
aproximadamente 5 partes hasta aproximadamente 10 partes de caucho
de 3,4-poliisopreno de baja Tg. Es mayormente
preferible, para tal tipo de formulación de caucho para bandas de
rodadura de neumáticos, el que ésta contenga, (1) desde
aproximadamente 35 partes hasta aproximadamente 45 partes de caucho
natural, (2) desde aproximadamente 10 partes hasta aproximadamente
20 partes de caucho de
cis-1,4-polibutadieno superior, (3)
desde aproximadamente 25 partes hasta aproximadamente 35 partes de
la composición de SBR, (4) desde aproximadamente 5 partes hasta
aproximadamente 10 partes de caucho de
3,4-poliisopreno de alta Tg y (5) desde
aproximadamente 5 partes hasta aproximadamente 10 partes de caucho
de 3,4-poliisopreno de baja Tg.
En los casos en donde se desee el maximizar las
características de tracción del neumático, puede eliminarse de la
mezcla el caucho de
cis-1,4-polibutidieno. No obstante,
en tales casos, se apreciará el hecho de que, el desgaste de la
banda de rodadura del neumático, deberá comprometerse en algún
grado. En cualquier caso, unos compuestos excepcionales parabandas
de rodaduras de neumáticos, para neumáticos de altas prestaciones
técnicas, pueden realizarse procediendo a mezclar, en base a 100
partes en peso de caucho: (1) desde aproximadamente 20 partes hasta
aproximadamente 60 partes de caucho natural, (2) desde
aproximadamente 10 partes hasta aproximadamente 50 partes de la
composición de SBR, (3) desde aproximadamente 10 partes hasta
aproximadamente 30 partes del caucho de
3,4-poliisopreno de alta Tg. En otro escenario, la
mezcla, podría estar compuesta, en base a 100 partes en peso de
caucho, de (1) desde aproximadamente 20 partes hasta
aproximadamente 60 partes de caucho natural, (2) desde
aproximadamente 10 partes hasta aproximadamente 50 partes de caucho
de una composición de caucho de SBR, (3) desde aproximadamente 5
partes hasta aproximadamente 15 partes de caucho de
3,4-poliisopreno de alta Tg, y (4) desde
aproximadamente 5 partes hasta aproximadamente 15 partes de caucho
de 3,4-poliisopreno de baja Tg.
El SBR de emulsión que contiene mezclas de caucho
de la presente invención, puede componerse utilizando ingredientes
convencionales y técnicas standard. Así, por ejemplo, tales tipos
de mezclas de caucho, se mezclarán, de una forma típica, con negro
de carbón (negro de humo) y/o sílice, azufre, cargas, acelerantes,
aceites, ceras, agentes de inhibición del calor y adyuvantes de
procesado. En la mayoría de los casos, la mezcla del SBR de
emulsión, se compondrá con azufre y/o un compuesto con contenido en
azufre, por lo menos una carga, por lo menos un acelerante,, por lo
menos una antidegradante, por lo menos un aceite de procesado,
óxido de zinc, opcionalmente, un agente o resina mordiente
(tackyfier), opcionalmente, una resina reforzante, opcionalmente,
uno o más ácidos grasos, opcionalmente, un peptizante, y
opcionalmente, uno o más agentes inhibidores de chamuscado. Tales
tipos de mezclas, contendrán, normalmente, desde aproximadamente
0,5 hasta aproximadamente 5 phr (partes por cien partes de caucho,
en peso) de azufre y/o de un compuesto que contiene azufre,
prefiriéndose una cantidad de 1 phr a 2,5 phr. Puede ser deseable el
utilizar azufre insoluble, en casos en donde, la florescencia, es
un problema.
Normalmente, se utilizarán, en la mezcla, de 10 a
150 phr de por lo menos una carga, siendo preferible el utilizar de
30 a 80 phr. En la mayoría de los casos, en la carga, se utilizará
por lo menos algo de negro de carbón. La carga, por supuesto, puede
estar totalmente compuesta de negro de carbón. Con objeto de
mejorar la resistencia al desgarre y la formación de calor, puede
incluirse sílice en la carga. Con objeto de reducir los costos, en
la carga, pueden incluirse arcillas y/o talco. La mezcla, incluirá
también, normalmente, de 0,1 a 2,5 phr de por lo menos un
acelerante, prefiriéndose una cantidad de 0,2 a 1,5 phr. Los
antidegradantes, tales como antioxidantes y antiozonantes, se
incluirán, de una forma general, en la mezcla de compuestos para la
banda de rodadura del neumático, en unas cantidades que se
encuentran comprendidas dentro de unos márgenes que van de 0,25 a
10 phr, prefiriéndose cantidades que se encuentran comprendidas
dentro de unos márgenes que van desde 1 hasta 5 phr. Los agentes de
procesado, se incluirán generalmente en la mezcla, en unas
cantidades que se encuentran comprendidas dentro de unos márgenes
que van desde 2 hasta 100 phr, prefiriéndose unas cantidades que se
encuentren comprendidas dentro de unos márgenes que van desde 5
hasta 50 phr. Las mezclas de caucho de SBR de emulsión de la
presente invención, contendrán también, normalmente, unas
cantidades de óxido de zinc, que se encuentran comprendidas dentro
de unos márgenes que van desde 0,5 hasta 10 phr, prefiriéndose unas
cantidades que se encuentren comprendidas dentro de unos márgenes
que van desde 1 hasta 5 phr. Estas mezclas, pueden contener
opcionalmente de 0 a 10 phr de resinas de mordientes (tackyfiers),
de 0 a 10 phr de resinas reforzantes, de 1 a 10 phr de ácidos
grasos, de 0 a 2,5 phr de peptizantes, y de 0 a 3 phr de agentes
inhibidores del chamuscado.
En muchos casos, será ventajoso el incluir
sílice, en la formulación de bandas de rodadura de neumáticos de la
presente invención. El procesado de la mezcla que contiene SBR de
emulsión, se conduce, normalmente, en presencia de un compuesto de
organosilicio que contiene azufre (acoplador de sílice), para
realizar beneficios máximos. Los ejemplos de compuestos de
organosilicio que contienen azufre, apropiados, son aquéllos de la
fórmula:
(I)Z-Alk-S_{n}-Alk-Z
en la cual, Z, se selecciona de
entre el grupo consistente
en
---
\melm{\delm{\para}{R ^{2} }}{S}{\uelm{\para}{R ^{1} }}i --- R_{1}
\hskip0.5cm--- S
\melm{\delm{\para}{R ^{2} }}{i}{\uelm{\para}{R ^{1} }}--- R^{2}
\hskip0.5cm---
\melm{\delm{\para}{R ^{2} }}{S}{\uelm{\para}{R ^{2} }}i --- R^{2}
en donde, R^{1} es un grupo
alquilo de 1 a 4 átomos de carbono, ciclohexilo o fenilo; en donde,
R^{2}, es un grupo alcoxi que contiene de 1 a 8 átomos de carbono
o un grupo cicloalcoxi que contiene de 5 a 8 átomos de carbono; y en
donde, alk, es un hidrocarburo divalente de 1 a 18 átomos de carbono
y n es un número entero de 2 a
8.
Los ejemplos específicos de compuestos de
organosilicio que contienen azufre, los cuales pueden utilizarse en
concordancia con la presente invención, incluyen a:
disulfuro de
3,3'-bis(trimetoxisililpropilo), tetrasulfuro
de 3,3'-bis(trietoxisililpropilo),
octasulfuro de
3,3'-bis(trietoxisililpropilo), tetrasulfuro
de 3,3'-bis(trimetoxisililpropilo),
tetrasulfuro de
2,2'-bis(trietoxisililpropilo), trisulfuro de
3,3'-bis(trimetoxisililpropilo), trisulfuro
de 3,3'-bis(trietoxisililpropilo), disulfuro
de 3,3'-bis(tributoxisililpropilo),
hexasulfuro de
3,3'-bis(trimetoxisililpropilo), ocatasulfuro
de 3,3'-bis(trimetoxisililpropilo),
tetrasulfuro de
3,3'-bis(trioctoxisililpropilo), disulfuro de
3,3'-bis(trihexoxisililpropilo), trisulfuro
de
3,3'-bis(tri-2"-etilhexoxisililpropilo),
tetrasulfuro de
3,3'-bis(triisooctoxisililpropilo), disulfuro
de
3,3'-bis(tri-tert.-butoxisililpropilo),
tetrasulfuro de
3,3'-bis(metoxidietoxisililetilo),
pentasulfuro de
3,3'-bis(tripropoxisililetilo), tetrasulfuro
de 3,3'-bis(triciclonexoxisililpropilo),
trisulfuro de
3,3'-bis(triciclopentoxisililpropilo),
tetrasulfuro de
2,2'-bis(tri-2"-metilciclohexoxilsililetilo),
tetrasulfuro de bis(trimetoxisililmetilo), tetrasulfuro de
3-metoxietioxipropoxisilil-3'-dietoxibutoxisililpropilo,
disulfuro de
2,2'-bis(dimetilmetoxisililetilo), trisulfuro
de
2,2'-bis(dimetil-sec.-butoxisililetilo),
tetrasulfuro de
3,3'-bis(metilbutiletoxisililpropilo),
tetrasulfuro de
3,3'-bis(di-tert.-butilmetoxisililpropilo),
trisulfuro de
2,2'-bis(fenilmetilmetoxisililetilo),
tetrasulfuro de
3,3'-bis(difeniliisopropoxisililpropilo),
disulfuro de
3,3'-bis(difenilciclohexoxisililpropilo),
tetrasulfuro de
3,3'-bis(dimetiletilmercaptosililpopilo),
trisulfuro de
2,2'-bis(metildimetoxisililetilo),
tetrasulfuro de
2,2'-bis(metiletoxipropoxisililetilo),
tetrasulfuro de
3,3'-bis(dietilmetoxisililpropilo), disulfuro
de
3,3'-bis(etil-di-sec.-butoxisililpropilo,
disulfuro de
3,3'-bis(propildietoxisililpropilo),
trisulfuro de
3,3'-bis(butildimetoxisililpropilo),
tetrasulfuro de
3,3'-bis(fenildimetoxisililpropilo),
tetrasulfuro de
3-feniletoxibutoxisilil-3'-trimetoxisililpropilo,
tetrasulfuro de
4,4'-bis(trimetoxisililbutilo), tetrasulfuro
de 6,6'-bis(trietoxisililhexilo), disulfuro
de 12,12'-bis(triisopropoxisililo),
tetrasulfuro de
18,18'-bis(trimetoxisililoctadecilo),
tetrasulfuro de
18,18'-bis(tripropoxisililocatadecenilo),
tetrasulfuro de
4,4'-bis(trimetoxisilil-buten-2-ilo),
tetrasulfuro de
4,4'-bis(trimetoxisililciclohexileno),
trisulfuro de
5,5'-bis(dimetoximetilsililpentilo),
tetrasulfuro de
3,3'-bis(trimetoxisilil-2-metilpropilo),
y disulfuro de
3,3'-bis-(dimetoxifenilsilsil-2-metilpropilo).
Los compuestos de organosilicio que contienen
azufre preferidos, son los sulfuros de
3,3'-bis(trimetoxi-, ó
trietioxi-sililpropano). El compuesto mayormente
preferido, es el tetrasulfuro de
3,3'-bis(trietoxisililpropilo). Así, por lo
tanto, como en la fórmula I, de una forma preferible, Z, es,
---
\melm{\delm{\para}{R ^{2} }}{Si}{\uelm{\para}{R ^{2} }}--- R^{2}
en donde, R^{2}, es un grupo
alcoxi que contiene de 2 a 4 átomos de carbono, prefiriéndose
particularmente el que éste tenga 2 átomos de carbono; alk, es un
hidrocarburo divalente de 2 a 4 átomos de carbono, prefiriéndose, de
una forma particular, el que éste tenga 3 átomos de carbono; y n es
un número entero de 3 a 5, prefiriéndose, de una forma particular,
el que éste sea
4.
La cantidad de compuestos de organosilicio con
contenido en azufre de la fórmula I, en la composición de caucho,
variará, en dependencia del nivel de sílice que se utiliza.
Hablando de una forma generalizada, la cantidad del compuesto de la
fórmula I, se encontrará comprendida dentro de unos márgenes que
van desde aproximadamente 0,01 hasta aproximadamente 1,0 partes en
peso de sílice. De una forma preferible, la cantidad se encontrará
comprendida dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente
0,02 hasta aproximadamente 0,4 partes en peso de sílice. De una
forma mayormente preferible, la cantidad del compuesto de fórmula
I, se encontrará comprendida dentro de unos márgenes que van desde
aproximadamente 0,05 hasta aproximadamente 0,25 partes en peso de
sílice.
Adicionalmente al organosilicio que contiene
azufre, la composición de caucho, debería contener una cantidad
suficiente de sílice, y de negro de carbón, en el caso en el que
éste se utilice, para contribuir a un módulo razonablemente alto y
una alta resistencia al desgarre. La carga de sílice, puede
añadirse en unas cantidades que se encuentran comprendidas dentro de
unos márgenes que van desde aproximadamente 10 phr hasta
aproximadamente 250 phr. De una forma preferible, la sílice, se
encuentra presente en unas cantidades que se encuentran
comprendidas dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente
15 phr hasta aproximadamente 80 phr. En el caso en el que se
encuentre presente también negro de humo, la cantidad de dicho
negro de carbón, si se utiliza, puede variar. Hablando de una forma
generalizada, la cantidad de negro de carbón, se encontrará
comprendida dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente 5
phr, hasta aproximadamente 80 phr. De una forma preferible, la
cantidad de negro de carbón (de humo), se encontrará comprendida
dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente 10 phr, hasta
aproximadamente 40 phr. Se apreciará también el hecho de que, el
acoplador de sílice, pueda utilizarse conjuntamente con un negro de
carbón; A saber, premezclado con negro de carbón, previamente a la
adición de la composición de caucho y, dicho negro de carbón, debe
incluirse en la anteriormente citada cantidad de negro de carbón
para la formulación de composición de caucho. En cualquier caso, la
cantidad total de sílice y de negro de carbón, será, de por lo
menos aproximadamente 30 phr. El peso combinado de sílice y de
negro de carbón, tal y como se ha referenciado anteriormente,
arriba, puede utilizarse en un valor tan bajo como el
correspondiente a aproximadamente 30 phr, pero es preferible el que
sea de un valor que va desde aproximadamente 45 hasta
aproximadamente 130 phr.
Los pigmentos comúnmente empleados en las
aplicaciones de la composición del caucho, pueden utilizarse como
la sílice de la presente invención, incluyendo pigmentos silíceos
pirogénicos y precipitados (sílice), si bien se prefieren las
sílices precipitadas. Los pigmentos silíceos preferiblemente
empleados en la presente invención, son sílices precipitados, tales
como, por ejemplo, aquéllos que se obtienen mediante la
acidificación de un silicato soluble, por ejemplo, silicato de
sodio.
Tales tipos de sílices, pueden caracterizarse,
por ejemplo, por tener un área de superficie BET, al medirse
utilizando gas nitrógeno, preferiblemente, en unos márgenes que van
de desde aproximadamente 40 hasta aproximadamente 600 metros
cuadrados por gramo y, de una forma más usual, en unos márgenes que
van desde aproximadamente 50 hasta aproximadamente 300 metros
cuadrados por gramo. El procedimiento BET de medición de áreas de
superficies, se describe en el Journal of the American Chemical
Society, volumen 60, página 304 (1930).
La sílice, puede también caracterizarse, de una
forma típica, por tener un valor de absorción de dibutilftalato
(DBT), comprendido dentro de unos márgenes que van desde
aproximadamente 100 hasta aproximadamente 400 y, de una forma más
usual, dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente 150
hasta aproximadamente 300. La sílice, se espera que tenga un tamaño
medio de partícula esencial comprendido dentro de unos márgenes que
van desde aproximadamente 0,01 micrómetros hasta aproximadamente
0,05 micrómetros, según se determina mediante un microscopio
electrónico, si bien las partículas de silicio pueden ser incluso
más pequeñas, o posiblemente mayores, en tamaño.
Para su utilización en la presente invención,
pueden entrar en consideración varias sílices comercialmente
obtenibles en el mercado, tales como, únicamente a título de
ejemplo aquí, y de una forma no limitativa, sílices comercialmente
obtenibles en el mercado de procedencia de la firma PPG Industries,
bajo la marca comercial Hi-Sil, con las
designaciones 210, 243, etc; sílices obtenibles en el mercado de
procedencia de la firma Rhone Poulenc, con por ejemplo, las
designaciones de A1165MP y Z165GR, y sílices obtenibles en el
mercado de procedencia de la firma Degussa AG, con, por ejemplo,
las designaciones VN2 y VN3.
Las formulaciones de bandas de rodadura de
neumáticos que incluyen sílice y un compuesto de organosilicio, se
mezclarán, de una forma típica, utilizando una técnica de mezclado
termomecánico. El mezclado de la formulación de caucho de bandas de
rodadura de neumáticos, puede realizarse mediante procedimientos
que son bien conocidos en el arte de esta técnica especializada, por
parte de los especialistas experimentados en la tecnología del
caucho. Así, por ejemplo, los ingredientes, se mezclan típicamente,
en por lo menos dos etapas; a saber, por lo menos una etapa no
productiva, seguido de una etapa de mezcla productiva. Las
cantidades finales, incluyendo los agentes vulcanizantes a base
azufre, se mezclan, típicamente, en la etapa final, la cual se
denomina, de una forma conveniente, etapa de mezcla
"productiva", en la cual, la mezcla, acontece a una
temperatura o una temperatura esencial, inferior a la(s)
temperatura(s)
de mezcla, en la(s) etapa(s) no productivas. El caucho, la sílice, y el organosilicio con contenido en azufre, y negro de carbón, en el caso en el que se utilice, se mezclan en una o más etapas de mezcla no productivas. Los términos etapas de mezcla "productivas" y "no productivas", son bien conocidos por parte de aquéllas personas especializadas en el arte de la técnica de mezclado del caucho. Si en el compuesto se utiliza carga de sílice, la composición de caucho vulcanizable con azufre que contiene el compuesto de silicio con contenido en azufre, el caucho vulcanizable, y generalmente, por lo menos parte de la sílice, debe someterse a una etapa de mezclado termomecánico. La etapa de mezclado termomecánico, comprende generalmente un trabajo mecánico en un mezclador o extrusionadora, durante un período de tiempo apropiado, con objeto de producir una temperatura del caucho, comprendida dentro de unos márgenes situados entre aproximadamente 140ºC y 190ºC. La duración apropiada del trabajo termomecánico, varía en función de las condiciones de operación y el volumen y la naturaleza de los componentes. Así, por ejemplo, el trabajo termomecánico, puede ser para una duración de tiempo el cual se encuentre comprendido dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente 2 minutos hasta aproximadamente 20 minutos. Se preferirá, normalmente, para el caucho, el alcanzar una temperatura la cual se encuentre comprendida dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente 145ºC hasta aproximadamente 180ºC, y el mantenerse a dicha temperatura, durante un transcurso de tiempo comprendido dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente 4 minutos hasta aproximadamente 1 2 minutos. Se preferirá, normalmente, todavía más, para el caucho, el alcanzar una temperatura la cual se encuentre comprendida dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente 155ºC hasta aproximadamente 170ºC, y el mantenerse a dicha temperatura, durante un transcurso de tiempo comprendido dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente 5 minutos hasta aproximadamente 10 minutos.
de mezcla, en la(s) etapa(s) no productivas. El caucho, la sílice, y el organosilicio con contenido en azufre, y negro de carbón, en el caso en el que se utilice, se mezclan en una o más etapas de mezcla no productivas. Los términos etapas de mezcla "productivas" y "no productivas", son bien conocidos por parte de aquéllas personas especializadas en el arte de la técnica de mezclado del caucho. Si en el compuesto se utiliza carga de sílice, la composición de caucho vulcanizable con azufre que contiene el compuesto de silicio con contenido en azufre, el caucho vulcanizable, y generalmente, por lo menos parte de la sílice, debe someterse a una etapa de mezclado termomecánico. La etapa de mezclado termomecánico, comprende generalmente un trabajo mecánico en un mezclador o extrusionadora, durante un período de tiempo apropiado, con objeto de producir una temperatura del caucho, comprendida dentro de unos márgenes situados entre aproximadamente 140ºC y 190ºC. La duración apropiada del trabajo termomecánico, varía en función de las condiciones de operación y el volumen y la naturaleza de los componentes. Así, por ejemplo, el trabajo termomecánico, puede ser para una duración de tiempo el cual se encuentre comprendido dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente 2 minutos hasta aproximadamente 20 minutos. Se preferirá, normalmente, para el caucho, el alcanzar una temperatura la cual se encuentre comprendida dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente 145ºC hasta aproximadamente 180ºC, y el mantenerse a dicha temperatura, durante un transcurso de tiempo comprendido dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente 4 minutos hasta aproximadamente 1 2 minutos. Se preferirá, normalmente, todavía más, para el caucho, el alcanzar una temperatura la cual se encuentre comprendida dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente 155ºC hasta aproximadamente 170ºC, y el mantenerse a dicha temperatura, durante un transcurso de tiempo comprendido dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente 5 minutos hasta aproximadamente 10 minutos.
Los compuestos de bandas de rodadura de
neumáticos que comprenden el SBR de emulsión de la presente
invención, pueden utilizarse, en bandas de rodadura de neumáticos,
conjuntamente con técnicas comunes de fabricación de neumáticos.
Los neumáticos, se forman utilizando procedimientos standard con el
SBR de emulsión de la presente invención, sustituyéndose en el
lugar de los compuestos típicamente utilizados en el caucho para
ruedas. Después de que el neumático se haya formado con la mezcla
que contiene SBR de emulsión, éste puede curarse en un amplio margen
de temperaturas. No obstante, se prefiere, de una forma
generalizada, para los neumáticos de la presente invención, el que
éstos se curen a una temperatura comprendida dentro de unos
márgenes que van desde aproximadamente 132ºC (270ºF) hasta
aproximadamente 166ºC (330ºF). Es más típico, para los neumáticos
de la presente invención, el que éstos se curen a una temperatura
comprendida dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente
143ºC (290ºF) hasta aproximadamente 154ºC (310ºF). Se prefiere, de
una forma generalizada, para el ciclo de curado utilizado, el
vulcanizar los neumáticos de la presente invención, el tener una
duración comprendida entre unos márgenes que van desde
aproximadamente 10 hasta aproximadamente 20 minutos, siendo
mayormente preferible el tener un ciclo de curado comprendido
dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente 12 hasta
aproximadamente 18 minutos.
La invención, se ilustra mediante los ejemplos
que se facilitan a continuación, los cuales se facilitan meramente
a efectos de ilustración, y no se deben interpretarse como
limitativos del ámbito de la invención, o de la forma en la que
ésta puede practicarse. A menos de que se indique de otro modo,
todas las partes y porcentajes, se proporcionan en peso.
(Control)
En este experimento, se procedió a sintetizar un
látex de SBR, copolimerizando 1,3-butadieno monómero
y estireno monómero, mediante un procedimiento continuo standard.
Este procedimiento, se condujo en una planta piloto, la cual
consistía en una serie de cinco reactores de polimerización. Todos
los reactores utilizados en este procedimiento, eran reactores de
una capacidad útil de 30 galones, provistos de sistema de agitación,
los cuales se conectaron para operar en serie (la cadena de
reactores, tenía un volumen total de cadena de 150 galones). La
cadena de reactores, se operó en forma continua, a una tasa real de
funcionamiento de 18,53 galones por hora, la cual proporcionaba un
tiempo de reacción real de 8,1 horas.
Los monómeros, se introdujeron en el primer
reactor, a una tasa de 48,9 libras por hora. La carga de monómero
empleada, contenía un porcentaje del 69 por ciento, en peso, de
1,3-butadieno, y un porcentaje del 31 por ciento, en
peso, de estireno. Se cargaron también, en el primer reactor, una
solución de activador, solución de jabón, una solución de
secuestrante, un modificante y un iniciador.
La solución del activador, era una solución
acuosa que contenía un 0,67 por ciento de etilendiaminotetraacetato
sódico-ferroso. Éste se cargó en el primer reactor,
a una tasa la cual era suficiente como para mantener un nivel de
0.026 phm de etilendiaminotetraacetato
sódico-ferroso.
La solución de jabón, contenía un 96,79 por
ciento de agua, un 0,19 por ciento de hidróxido sódico, un 0,20 por
ciento de hidróxido potásico, un 0,59 por ciento de jabón potásico
de aceite colofonia de madera desproporcionada, un 1,10 por ciento
de ácidos grasos de sebo mezclados e hidrogenados, un 0,89 por
ciento de jabón potásico de colofonia desproporcionada de aceite de
resina, un 0,18 por ciento de sal de sodio de un ácido
nafltaleno-sulfónico condensado, un 0,03 por ciento
de pirofosfato tetrapotásico, un 0,02 por ciento de formaldehído
sulfoxilato de sodio, y un 0,01 por ciento de hidrosulfito sódico.
La solución del sistema de jabón, se cargó en un el primer reactor,
a una tasa la cual era suficiente como para mantener un nivel de
0,341 phm de hidróxido sódico, un nivel de 0,374 de hidróxido
potásico, y un nivel de 1,008 phm del jabón potásico de la
colofonia de madera desproporcionada, un nivel de 2,022 phm de
ácidos grasos de sebo, mezclados e hidrogenados, un nivel de 1,631
phm del jabón potásico de colofonia de aceite de resina
desproporcionada, un nivel de 0,335 phm de sal de sodio de ácido
naftaleno-sulfónico condensado, un nivel de 0,057
phm de pirofosfato tetrapotásico, un nivel de 0,034 phm de
formaldehído-sulfoxilato sódico, y un nivel de 0,019
phm de hidrosulfito sódico.
La solución de secuestrante, contenía un
porcentaje del 99,31 por ciento de agua, un 0,96 por ciento de
hidróxido sódico y un 0,60 por ciento de hidrosulfito sódico. La
solución del secuestrante, se cargó en el primer reactor, a una
tasa la cual era suficiente como para mantener un nivel de 0,004
phm de hidróxido sódico, y un nivel de 0,026 phm de hidrosulfito
sódico (el nivel total de hidrosulfito sódico era de 0,045 phm).
El modificante cargado en el primer reactor, era
t-dodecilmercaptano. Éste se cargó en el reactor, a
una tasa de 0,137 phm. El iniciador cargado en el primer reactor,
era hidróxido de pinano, y éste se cargó a una tasa de 0,087
phm.
En este procedimiento, la solución se terminó
mediante la adición de una mezcla de dietilhidroxilamina y
dimetiltiocarbamato de sodio, al látex, como un "agente de
interrupción corta", después de que ésta saliera del quinto
reactor. El látex fabricado mediante este procedimiento, era
estable. No obstante, no pudieron realizarse látices estables, si
el nivel de jabón añadido al primer reactor se reducía.
En este ejemplo, se procedió a fabricar un SBR de
emulsión, de alto peso molecular, mediante el procedimiento de FIM.
En el procedimiento utilizado, se repitió la utilización el equipo
y del procedimiento descrito en el ejemplo 1, excepto en cuanto a
lo referente al hecho de que, el monómero cargado, se disgregó con
una cierta cantidad del monómero que se estaba cargando en el tercer
reactor. En este procedimiento, se cargaron, de forma continua,
29,6 libras por hora de monómero, en el primer reactor, y se
cargaron de forma continua 19,1 libras por hora de monómero, en el
tercer reactor. Esto permitió el poder reducir el nivel total de
jabón, en aproximadamente un 40 por ciento.
En este experimento, la solución de jabón,
contenía un 98,9 por ciento de agua, un 0,25 por ciento de
hidróxido potásico, un 0,13 por ciento de cloruro potásico, un 0,0
por ciento de jabón potásico de aceite colofonia de madera
desproporcionada, un 1,18 por ciento de ácidos grasos de sebo
mezclados e hidrogenados, un 0,28 por ciento de jabón potásico de
colofonia desproporcionada de aceite de resina, un 0,12 por ciento
de sal de sodio de un ácido nafltaleno-sulfónico
condensado, un 0,02 por ciento de pirofosfato tetrapotásico, un
0,02 por ciento de formaldehído sulfoxilato de sodio, y un 0,01 por
ciento de hidrosulfito sódico. La solución del sistema de jabón, se
cargó en un el primer reactor, a una tasa la cual era suficiente
como para mantener un nivel de 0,435 phm de hidróxido potásico, un
nivel de 0,230 phm de cloruro potásico, y un nivel de 0,0 phm del
jabón potásico de la colofonia de madera desproporcionada, un nivel
de 2,076 phm de ácidos grasos de sebo, mezclados e hidrogenados, un
nivel de 0,492 phm del jabón potásico de colofonia de aceite de
resina desproporcionada, un nivel de 0,206 phm de sal de sodio de
ácido naftaleno-sulfónico condensado, un nivel de
0,035 phm de pirofosfato tetrapotásico, un nivel de 0,035 phm de
formaldehído-sulfoxilato sódico, y un nivel de 0,019
phm de hidrosulfito sódico.
En este procedimiento, se procedió también a
cargar, en el primer reactor, como un tensioactivo secundario,
0,503 phm de una solución acuosa de Witconate® 1223L, la sal de
sodio de un ácido alquilbencenosulfónico, lineal (procedente de la
firma Witco Chemicals). El nivel de hidroxiperóxido de pinano, se
incrementó, también, a 0,110 phm.
El látex de SBR fabricado mediante la utilización
de este procedimiento, probó ser estable. La utilización de esta
técnica, dio como resultado la producción de un SBR de emulsión,
que tenía un peso molecular medio, numérico, de aproximadamente
130.000 y un peso molecular medio, en peso, de aproximadamente
490.000. El nivel de jabón residual, en el SBR recuperado del
látex, también era reducido.
Puede fabricarse un SBR de emulsión, de bajo peso
molecular, mediante la utilización de la técnica descrita en el
ejemplo 2, procediendo simplemente a incrementar el nivel de
t-dodecilmercaptano a un nivel de 0,39 phm. En este
caso, el peso molecular medio numérico del SBR de emulsión
producido, será de aproximadamente 60.000 y, su peso molecular
medio, en peso, será de aproximadamente 185.000.
Ejemplos
4-6
En este experimento, se fabricó una mezcla de SBR
de emulsión de alto peso molecular, mediante el procedimiento FIM, y
un SBR de emulsión de bajo peso molecular, mediante el
procedimiento FIM, y se compuso para convertirla en un caucho
standard para bandas de rodadura de neumáticos. Este caucho, se curó
y, sus propiedades físicas, se compararon con las de compuestos de
caucho similares con SBR standard de emulsión, y SBR standard de
solución. El SBR de alto peso molecular, en la mezcla, contenía un
23,5 por ciento de estireno enlazado, y tenía un peso molecular
medio, numérico, de 130.000, un peso molecular medio, en peso, de
490.000, y una temperatura de transición vítrea de aproximadamente
-55ºC. El SBR de bajo peso molecular, en la mezcla, contenía un 5
por ciento de estireno enlazado, y tenía un peso molecular medio,
numérico, de 67.000, un peso molecular medio, en peso, de 251.000,
y una viscosidad Mooney ML 1+4 de 20,7. La relación en peso, del
SBR de alto peso molecular, con respecto al SBR de bajo peso
molecular, en la mezcla era de 50:50.
Los compuestos de caucho, se fabricaron
procediendo a mezclar 70 partes de los tres diferentes cauchos de
SBR, con 37,5 partes de caucho de
cis-1,4-polibutadieno superior, 70
partes de negro de carbón, 2 partes de óxido de zinc, 0,8 partes de
una cera de parafina, 3 partes de cera microcristalina, 1,15 partes
de para-fenilendiamina Wingstay® 100, 1,2 partes de
N-ciclohexil-2-benzotiazolsulfenamida,
0,3 partes de disulfuro de tetrametiltiuaram y 1,45 partes de
azufre. Las formulaciones de caucho, se curaron, a continuación, y
se evaluaron, con objeto de determinar las propiedades físicas. Los
valores del delta de la tangente de las mezclas de caucho curadas,
a una temperatura comprendida entre los 0ºC y los 60ºC, se
encuentran recopilados en la tabla I. Los valores del delta de la
tangente, se midió utilizando un "téster" mecánico, en modo de
tensión por tracción, a 11 Hz, y a unos márgenes de tensión
comprendidos dentro de unos márgenes que van desde el 0,01 por
ciento al 1 por ciento.
Ejemplo | Delta de la tang. @ 0ºC | Delta de la tang. @ 60ºC |
4 - Nueva mezcla de SBR de emulsión | 0,15 | 0,10 |
5 - SBR de solución standard | 0,12 | 0,10 |
6 - SBR de emulsión FIM | 0,16 | 0,13 |
Los valores reducidos de los deltas de las
tangentes, a una temperatura de 60ºC, eran indicativos de una baja
histérisis y, consecuentemente, las bandas de rodadura de
neumáticos fabricados con tales tipos de cauchos, exhibían una menor
resistencia al rodamiento que los neumáticos fabricados con cauchos
que tenían mayores valores delta de tangente, a una temperatura de
60ºC. Por otro lado, los cauchos que tienen altos valores de delta
de tangente, a una temperatura de 0ºC, pueden utilizarse en la
fabricación de bandas de rodadura de neumáticos, los cuales exhiben
mejores características de tracción, que los neumáticos fabricados
con composiciones de caucho de bandas de rodadura, las cuales
tienen menores valores de delta de tangente, a una temperatura de
0ºC. Se prefiere, normalmente, para una composición de bandas de
rodadura de neumáticos, el que ésta tenga mayor valor de delta de
tangente posible, a una temperatura de 0ºC, con objeto de conseguir
las mejores características posibles de tracción sobre todas las
condiciones de tracción y a todas las velocidades de conducción. Se
prefiere, también, para la composición de caucho para bandas de
rodadura, el que ésta tenga también el menor valor posible de delta
de tangente a una temperatura de 60ºC, para proporcionar una
reducida resistencia al rodamiento y una buenas características de
desgaste de la banda de rodadura.
La utilización de las mezcla de SBR de emulsión
de la presente invención, en el caucho compuesto, dio como
resultado un alto valor de delta de tangente, a una temperatura de
0ºC y, un bajo valor de delta de tangente, a una temperatura de
60ºC. Esto es indicativo de unas buenas características de tracción,
resistencia de rodamiento y desgaste de la banda de rodadura. De
hecho, la mezcla de caucho curada fabricada con este caucho de
emulsión de la presente invención, tenía un valor del delta de la
tangente, a una temperatura de 0ºC, el cual era casi tan alto como
el de la muestra de caucho curado fabricado con el SBR de emulsión
convencional. De una forma remarcable, la mezcla de caucho curada
fabricada con el caucho de emulsión de la presente invención, tenía
también un valor del delta de la tangente, a una temperatura de
60ºC, el cual era virtualmente el mismo que el de la muestra de
caucho curada fabricada con el SBR de solución standard. Así, de
esta forma, mediante la utilización de la técnica de la presente
invención, puede fabricarse un SBR de emulsión, el cual tenga las
mejores características de ambos tipos, las del SBR de solución y
las del SBR de emulsión.
El caucho de estireno-butadieno
de la presente invención, tendrá, normalmente, un delta de la
tangente, a una temperatura de 0ºC, el cual se encuentra
comprendido dentro de unos márgenes que van desde 0,13 hasta 0,19, y
un delta de la tangente, a una temperatura de 60ºC, el cual se
encuentra comprendido dentro de unos márgenes que van desde 0,06
hasta 0,120, después de haberse curado en una mezcla de caucho, la
cual contiene 70 partes en peso del caucho de
estireno-butadieno, 30 partes en peso de caucho de
cis-1,4-polibutadieno superior, 7,5
partes en peso de aceite de procesado altamente aromático, 70
partes en peso de negro de carbón N220, 2 partes en peso de óxido
de zinc, 0,8 partes en peso de cera de parafina, 3 partes en peso de
cera microcristalina, 1,15 partes en peso de antioxidante
para-fenilendiamina, 1,2 partes en peso de
N-ciclohexil-2-benzotiazolsulfenamida,
0,3 partes en peso de disulfuro de tetrametiltiuram, y 1,45 partes
en peso de azufre. En la mayoría de los casos, las composiciones de
caucho de estireno-butadieno de la presente
invención, tendrán, normalmente, un delta de la tangente, a una
temperatura de 0ºC, el cual se encuentra comprendido dentro de unos
márgenes que van desde 0,14 hasta 0,18, y un delta de la tangente,
a una temperatura de 60ºC, el cual se encuentra comprendido dentro
de unos márgenes que van desde 0,08 hasta 0,11 después de haberse
curado en tal tipo de mezcla de caucho. Se prefiere, generalmente,
para las composiciones de caucho de
estireno-butadieno de la presente invención, el que
éstos tengan un delta de la tangente, a una temperatura de 0ºC, el
cual se encuentra comprendido dentro de unos márgenes que van desde
0,15 hasta 0,17, y un delta de la tangente, a una temperatura de
60ºC, el cual se encuentra comprendido dentro de unos márgenes que
van desde 0,09 hasta 0,10 después de haberse curado en tal tipo de
mezcla de caucho.
Ejemplos
7-9
En este experimento, se fabricó una mezcla de SBR
de emulsión de alto peso molecular, mediante el procedimiento FIM, y
un SBR de emulsión de bajo peso molecular, mediante el
procedimiento FIM, y se compuso para convertirla en un caucho
standard para bandas de rodadura de neumáticos. Este caucho, se curó
y, sus propiedades físicas, se compararon con las de compuestos de
caucho similares con SBR standard de emulsión, y SBR standard de
solución. El SBR de alto peso molecular, en la mezcla, contenía un
23,5 por ciento de estireno enlazado, y tenía un peso molecular
medio, numérico, de 130.000, un peso molecular medio, en peso, de
490.000, y una temperatura de transición vítrea de aproximadamente
-55ºC. El SBR de bajo peso molecular, en la mezcla, contenía un 48
por ciento de estireno enlazado, y tenía un peso molecular medio,
numérico, de 56.000, un peso molecular medio, en peso, de 137.000,
y una viscosidad Mooney ML 1+4 de 11,4. La relación en peso, del
SBR de alto peso molecular, con respecto al SBR de bajo peso
molecular, en la mezcla era de 50:50.
Los compuestos de caucho, se fabricaron
procediendo a mezclar 70 partes de los tres diferentes cauchos de
SBR, con 37,5 partes de caucho de
cis-1,4-polibutadieno superior, 70
partes de negro de carbón, 2 partes de óxido de zinc, 0,8 partes de
una cera de parafina, 3 partes de cera microcristalina, 1,15 partes
de antioxidante Wingstay® 100, 1,2 partes de
N-ciclohexil-2-benzotiazolsulfenamida,
0,3 partes de disulfuro de tetrametiltiuaram y 1,45 partes de
azufre. Las formulaciones de caucho, se curaron, a continuación, y
se evaluaron, con objeto de determinar las propiedades físicas. Los
valores del delta de la tangente de las mezclas de caucho curadas,
a una temperatura comprendida entre los 0ºC y los 60ºC, se
encuentran recopilados en la tabla II. Los valores del delta de la
tangente, se midió utilizando un "téster" mecánico, en modo de
tensión por tracción, a 11 Hz, y a unos márgenes de tensión
comprendidos dentro de unos márgenes que van desde el 0,01 por
ciento al 1 por ciento.
Ejemplo | Delta de la tang. @ 0ºC | Delta de la tang. @ 60ºC |
7 - Nueva mezcla de SBR de emulsión | 0,25 | 0,12 |
8 - SBR de solución standard | 0,13 | 0,11 |
9 - SBR de emulsión FIM | 0,12 | 0,12 |
Tal y como se ha explicado anteriormente, los
reducidos valores de los deltas de las tangentes, a una temperatura
de 60ºC, son indicativos de una baja histérisis y,
consecuentemente, las bandas de rodadura de neumáticos fabricados
con tales tipos de cauchos, exhiben una menor resistencia al
rodamiento que los neumáticos fabricados con cauchos que tienen
mayores valores delta de tangente, a una temperatura de 60ºC. Por
otro lado, los cauchos que tienen altos valores de delta de
tangente, a una temperatura de 0ºC, pueden utilizarse en la
fabricación de bandas de rodadura de neumáticos, los cuales exhiben
mejores características de tracción, que los neumáticos fabricados
con composiciones de caucho de bandas de rodadura, las cuales
tienen menores valores de delta de tangente, a una temperatura de
0ºC. Se prefiere, normalmente, para una composición de bandas de
rodadura de neumáticos, el que ésta tenga el mayor valor de delta
de tangente posible, a una temperatura de 0ºC, con objeto de
conseguir las mejores características posibles de tracción sobre
todas las condiciones de tracción y a todas las velocidades de
conducción. Se prefiere, también, para la composición de caucho
para bandas de rodadura, el que ésta tenga también el menor valor
posible de delta de tangente a una temperatura de 60ºC, para
proporcionar una reducida resistencia al rodamiento y unas buenas
características de desgaste de la banda de rodadura.
La utilización de las mezcla de SBR de emulsión
de la presente invención, en el caucho compuesto, dio como
resultado un valor relativamente alto de delta de tangente, a una
temperatura de 0ºC y un bajo valor de delta de tangente, a una
temperatura de 60ºC. Esto es indicativo de unas excepcionales
características de tracción, y unas buenas resistencia de
rodamiento y desgaste de la banda de rodadura. La mezcla de caucho
curada fabricada con el caucho de emulsión de la presente invención,
tenía un valor del delta de la tangente, a una temperatura de 0ºC,
el cual era mayor que el de la muestra de caucho curado fabricado
con el SBR de emulsión convencional. De una forma remarcable, la
mezcla de caucho curada fabricada con el caucho de emulsión de la
presente invención, tenía también un valor del delta de la tangente,
a una temperatura de 60ºC, el cual era similar al de la muestra de
caucho curada fabricada con el SBR de solución standard. Así, de
esta forma, el SBR de emulsión de la presente invención, puede
utilizarse en la fabricación de bandas de rodadura de neumáticos,
las cuales exhiben mejores características de tracción y,
sorprendentemente, unas características de resistencia al
rodamiento y de desgaste de la banda de rodadura del neumático, que
son superiores a las de las bandas de rodaduras de neumáticos
fabricados con SBR de solución.
El caucho de estireno-butadieno
de la presente invención, tendrá, normalmente, un delta de la
tangente, a una temperatura de 0ºC, el cual se encuentra
comprendido dentro de unos márgenes que van desde 0,18 hasta 0,40, y
un delta de la tangente, a una temperatura de 60ºC, el cual se
encuentra comprendido dentro de unos márgenes que van desde 0,09
hasta 0,16, después de haberse curado en una mezcla de caucho, la
cual contiene 70 partes en peso del caucho de
estireno-butadieno, 30 partes en peso de caucho de
cis-1,4-polibutadieno superior, 7,5
partes en peso de aceite de procesado altamente aromático, 70
partes en peso de negro de carbón N220, 2 partes en peso de óxido
de zinc, 0,8 partes en peso de cera de parafina, 3 partes en peso de
cera microcristalina, 1,15 partes en peso de antioxidante
para-fenilendiamina, 1,2 partes en peso de
N-ciclohexil-2-benzotiazolsulfenamida,
0,3 partes en peso de disulfuro de tetrametiltiuram, y 1,45 partes
en peso de azufre. En la mayoría de los casos, las composiciones de
caucho de estireno-butadieno de la presente
invención, tendrán, normalmente, un delta de la tangente, a una
temperatura de 0ºC, el cual se encuentra comprendido dentro de unos
márgenes que van desde 0,20 hasta 0,30, y un delta de la tangente,
a una temperatura de 60ºC, el cual se encuentra comprendido dentro
de unos márgenes que van desde 0,10 hasta 0,14 después de haberse
curado en tal tipo de mezcla de caucho. Se prefiere, generalmente,
para las composiciones de caucho de
estireno-butadieno de la presente invención, el que
éstas tengan un delta de la tangente, a una temperatura de 0ºC, el
cual se encuentra comprendido dentro de unos márgenes que van desde
0,23 hasta 0,27, y un delta de la tangente, a una temperatura de
60ºC, el cual se encuentra comprendido dentro de unos márgenes que
van desde 0,10 hasta 0,13 después de haberse curado en tal tipo de
mezcla de caucho.
En este experimento, se procedió a sintetizar dos
látices (SBR) de estireno-butadieno, mediante
emulsión por copolimerización de 1,3-butadieno
monómero y estireno monómero en un proceso continuo. Después de
polimerización, los látices se mezclaron en un valor de relación
específico y, a continuación, se coagularon y se secaron. Este
experimento, se condujo en las instalaciones de producción de
Goodyear en Huston.
Se procedió a sintetizar un látex que tenía una
viscosidad Mooney ML 1+4 y un contenido medio de estireno, en una
serie de 13 reactores continuos con depósito agitado (CSTRs). Se
procedió a mezclar una corriente de estireno, una corriente de
1,3-butadieno y una corriente modificada, y se
introdujeron en un mezclador Ligtnin estático, que tenía un
diámetro de aproximadamente 3 pulgadas (7,6 cm) y una longitud de
aproximadamente 30 pulgadas (76 cm), previamente a disgregarse e
introducirse en los reactores de polimerización. Se mezcló
aproximadamente un 60 por ciento de esta corriente de
monómero/modificante, con agua blanda, y se enfrió en un
intercambiador de calor, a una temperatura de aproximadamente 52ºF
(11ºC). Se añadieron, una solución de activador, una solución de
jabón, una solución de secuestrante de oxígeno y un iniciador, a la
corriente, después de que ésta hubiera salido del intercambiador de
calor, pero antes de que ésta entrara en un segundo mezclador
estático de Ligtnin, que tenía una longitud de aproximadamente 36
pulgadas (91 cm) y un diámetro de aproximadamente 4 pulgadas (10,2
cm). Después de exponerse al mezclador estático, el caudal
combinado, se mantuvo durante un tiempo de permanencia de 40
segundos en el reactor tubular, antes de entrar en el primer CSTR.
El 40 por ciento restante del caudal de monómero/modificante, se
introdujo de una forma continua en el quinto reactor en la cadena.
La configuración de la cadena de reactores, se describe en la tabla
que se facilita a continuación:
Se procedió a cargar las siguientes corrientes a
esta configuración de reactores, en forma continua.
\newpage
Primera
etapa
\newpage
TABLA
(continuación)
TABLA
(continuación)
Segunda
etapa
\newpage
TABLA
(continuación)
\vskip1.000000\baselineskip
El látex fabricado, se eliminó completamente del
décimo-tercer (13^{\underline{avo}}) reactor y se
pasó a través de un filtro, con objeto de eliminar los coágulos. El
filtro, consistía en un colador de cesta, el cual tenía orificios de
un diámetro de aproximadamente 3/8 de pulgada (9,5 mm). EL látex,
se hizo pasar, a continuación, a través de tanques tratados por
soplado, con objeto de recuperar el 1,3 butadieno monómero residual.
El antiespumante identificado en la tabla anterior, se añadió, a la
corriente de flujo, después de los tanques soplados. La corriente
de látex, se hizo pasar, a continuación, a través de un primer
tanque de transmisión rápida, con una aplicación de vacío de
aproximadamente 3-5 psig (1,2x10^{5} Pa a 1,45 x
10^{5} Pa). Ésta se pasó, a continuación, a través de un segundo
tanque de transmisión rápida, con una aplicación de vacío de
aproximadamente 22 pulgadas de mercurio (7 x 10^{4} Pa). El
látex, pasó, a continuación, a través de un columna de agotamiento
de 12 bandejas, inyectándose en el fondo de la columna, y a
aplicándose un vacío de aproximadamente 22 pulgadas de mercurio (7,4
x 10^{4} Pa), a la parte superior de la columna. Después de que
los monómeros no reaccionados se hubieran eliminado del látex
estable, mediante agotamiento por vapor, se encontró con que, éste,
tenía un contenido de sólidos del 20,8 por ciento, un porcentaje de
estireno ligado del 23,4 por ciento, y una viscosidad Mooney ML 1+4
del 105. El látex, se almacena en un tanque de almacenaje que tenía
una capacidad de aproximadamente 45.000 galones, después de que,
éste, hubiera pasado a través de una columna de agotamiento por
vapor.
Se procedió también a sintetizar un segundo látex
que tenía una baja viscosidad Mooney ML 1+4, y un alto contenido de
estireno ligado, en un sistema de reactor similar al que se había
utilizado para la fabricación del látex de alta viscosidad. La
configuración de la cadena de reactores utilizada en la
sintetización de látex de baja viscosidad, se describe en la tabla
que se facilita a continuación:
Se procedió a cargar las siguientes corrientes a
esta configuración de reactores, en forma continua.
\newpage
Primera
etapa
\newpage
TABLA
(continuación)
\newpage
TABLA
(continuación)
Segunda
etapa
\newpage
TABLA
(continuación)
Después de que se hubiera procedido a retirar los
monómeros no reaccionados de este látex estable, mediante
agotamiento por vapor, se encontró que éste tenía un contenido de
sólidos de un 20,5 por ciento, un contenido de un 50,6 por ciento
de estireno enlazado y una viscosidad Mooney ML 1+4 de 13.
Se realizó una mezcla de 222.646 libras (100.962
kg) del látex de alta viscosidad y 184,828 libras (83.838 kg), del
látex de baja viscosidad (mezcla seca de una relación de 55 por
ciento : 45 por ciento), en un tanque en régimen de agitación. A la
mezcla de látex, se le añadió una cantidad de 2.105 libras (955 kg)
de una emulsión de antioxidante Goodyear Wingstay®, de una actividad
del 50 por ciento. Este látex, se coaguló y se secó, utilizando
procedimientos convencionales. El látex, se coaguló a un tasa de 800
libras/minuto (362 kg/minuto). Se añadió ácido sulfúrico, al tanque
de coagulación, para mantener el pH a un valor de 3,7. Se procedió
también a añadir, al tanque de almacenaje, salmuera (solución
acuosa de cloruro sódico al 23 por ciento), a una tasa de 29
libras/minuto (13 kg/minuto), y una mezcla de etilendiamina PM1969,
de la firma Union Carbide. La miga de polímero, se lavó, con objeto
de eliminar los coagulantes y, a continuación, se desaguó, en una
extrusionadora de husillo helicoidal individual, en un secador de
pantalla de quemadores de gas, de paso individual, a una temperatura
de 210ºC, hasta que alcanzar un contenido de humedad en la mezcla,
inferior a un 0,5 por ciento. El polímero final, tenía un contenido
de polímero enlazado de un 35,7 por ciento, y una viscosidad Mooney
ML 1+4 de 52.
Ejemplos
11-13
En este experimento, se fabricó una mezcla de SBR
de emulsión de alto peso molecular, fabricado mediante el
procedimiento convencional de polimerización en emulsión y un SBR
de emulsión de bajo peso molecular, fabricado mediante el
procedimiento convencional de polimerización en emulsión, y se
compuso para convertirla en un caucho standard reforzado con
sílice, para bandas de rodadura de neumáticos. Este caucho, se curó
y, sus propiedades físicas, se compararon con las de compuestos de
caucho similares con SBR standard de emulsión, y SBR standard de
solución. El SBR de alto peso molecular, en la mezcla, contenía un
23,5 por ciento de estireno enlazado, y tenía una viscosidad Mooney
ML 1+4 de aproximadamente 111. El SBR de bajo peso molecular, en la
mezcla, contenía un 50 por ciento de estireno enlazado, y tenía una
viscosidad Mooney ML 1+4 de aproximadamente 15. La relación en
peso, del SBR de alto peso molecular, con respecto al SBR de bajo
peso molecular, en la mezcla era de 50:50.
Los compuestos de caucho, se fabricaron
procediendo a mezclar 70 partes de los tres diferentes cauchos de
SBR, con 37,5 partes de caucho de
cis-1,4-polibutadieno superior (el
cual contenía 7,5 partes por ciento de aceite de procesado), 60
partes de sílice, 5 partes de agente de acoplamiento de sílice
Si-69, 5 partes de negro de carbón N330 como
portador-soporte, 26,25 partes de aceite de
procesado, altamente aromático, 2 partes de resina antioxidante del
tipo Agerite Resin D
(1,2-dihidro-2,24-trimetilquinolina),
3 partes de óxido de zinc, 1,15 partes de antioxidante de
para-fenilendiamina del tipo Wingstay® 100, 1,8
partes de
N-ciclohexil-2-benzotiazolsulfenamida,
1,45 partes de acelerante de dinfenilguadinida, y 1,6 partes de
azufre. Las formulaciones de caucho, se curaron, a continuación, y
se evaluaron, con objeto de determinar las propiedades físicas. Los
valores del delta de la tangente de las mezclas de caucho curadas,
a una temperatura comprendida entre los 0ºC y los 60ºC, se
encuentran recopilados en la tabla III. Los valores del delta de la
tangente, se midió utilizando un "téster" mecánico, en modo de
tensión por tracción, a 11 Hz, y a unos márgenes de tensión
comprendidos dentro de unos márgenes que van desde el 0,01 por
ciento al 15 por ciento.
Ejemplo | Delta de la tang. @ 0ºC | Delta de la tang. @ 60ºC |
11 - Nueva mezcla de SBR de emulsión | 0,26 | 0,06 |
12 - SBR de solución standard | 0,09 | 0,07 |
13 - SBR de emulsión FIM | 0,11 | 0,07 |
La utilización de la mezcla de SBR de emulsión de
la presente invención en el caucho compuesto, provisto de carga de
sílice, dio como resultado un alto valor del delta de la tangente,
a una temperatura de 0ºC, y un bajo valor de la tangente, a una
temperatura de 60ºC. Esto es indicativo de unas buenas
características de tracción y de resistencia a la rodadura. De
hecho, la mezcla curada de caucho fabricada con el caucho de
emulsión de la presente invención, tenía un delta de la tangente, a
una temperatura de 0ºC, el cual era mayor que el de la muestra de
caucho curada fabricada con el caucho de SBR convencional. De una
forma remarcable, la mezcla de caucho curado fabricada con el
caucho de emulsión de la presente invención, tenía también un valor
del delta de la tangente, a una temperatura de 60ºC, el cual era
virtualmente el mismo que el de la muestra de caucho fabricada con
el SBR de solución standard.
El caucho de estireno-butadieno
de la presente invención, tendrá, normalmente, un delta de la
tangente, a una temperatura de 0ºC, el cual se encuentra
comprendido dentro de unos márgenes que van desde 0,20 hasta 0,40, y
un delta de la tangente, a una temperatura de 60ºC, el cual se
encuentra comprendido dentro de unos márgenes que van desde 0,03
hasta 0,10, después de haberse curado en una mezcla de caucho, la
cual contiene 70 partes en peso del caucho de
estireno-butadieno, 30 partes en peso de caucho de
cis-1,4-polibutadieno superior,
33,75 partes en peso de aceite de procesado altamente aromático, 60
partes en peso de sílice, 5 partes en peso de agente de
acoplamiento de sílice Si-69, en 5 partes en peso de
negro de carbón N330, 2 partes en peso de resina de antioxidante
del tipo Agerite Resin D,
(1,2-dihidro-2,24-trimetilquinolina),
3 partes en peso de óxido de zinc, 1,25 partes en peso de
antioxidante de para-fenilendiamina del tipo
Wingstay® 100, 1,8 partes en peso de
N-ciclohexil-2-benzotiazolsulfenamida,
1,45 partes en peso de acelerante de difenilguanidina y 1,6 partes
en peso de azufre. En la mayoría de los casos, las composiciones de
caucho de estireno-butadieno de la presente
invención, tendrán, normalmente, un delta de la tangente, a una
temperatura de 0ºC, el cual se encuentra comprendido dentro de unos
márgenes que van desde 0,22 hasta 0,35, y un delta de la tangente, a
una temperatura de 60ºC, el cual se encuentra comprendido dentro de
unos márgenes que van desde 0,04 hasta 0,08 después de haberse
curado en tal tipo de mezcla de caucho. Se prefiere, generalmente,
para las composiciones de caucho de
estireno-butadieno de la presente invención, el que
éstas tengan un delta de la tangente, a una temperatura de 0ºC, el
cual se encuentra comprendido dentro de unos márgenes que van desde
0,25 hasta 0,27, y un delta de la tangente, a una temperatura de
60ºC, el cual se encuentra comprendido dentro de unos márgenes que
van desde 0,05 hasta 0,07, después de haberse curado en tal tipo de
mezcla de caucho.
Si bien, para los propósitos de ilustración de la
presente invención, se han mostrado ciertas formas de presentación
y detalles, será evidente, para aquéllas personas especializadas en
este arte de la técnica, el hecho de que pueden efectuarse varios
cambios y modificaciones, sin salirse por ello del ámbito de la
invención objetivizada.
Claims (26)
1. Una composición de caucho de
estireno-butadieno, de emulsión, la cual se
encuentra compuesta de:
(a) un caucho de
estireno-butadieno, de alto peso molecular, que
tiene un peso molecular medio, en peso, de por lo menos
aproximadamente 300.000 y
(b) un caucho de
estireno-butadieno, de bajo peso molecular, que
tiene un peso molecular medio, en peso, de menos de aproximadamente
280.000;
en donde, la relación del caucho de
estireno-butadieno de alto peso molecular, con
respecto al caucho de estireno-butadieno de bajo
peso molecular, se encuentra comprendido dentro de unos márgenes
que van desde aproximadamente 80 : 20 hasta aproximadamente 25 :
75; y en donde, el contenido de estireno ligado del caucho
estireno-butadieno de alto peso molecular, difiere,
con respecto al contenido de estireno ligado del caucho de
estireno-butadieno de bajo peso molecular, en por lo
menos una cantidad correspondiente a 5 puntos en porcentaje.
2. Una composición de caucho de
estireno-butadieno de emulsión, tal y como en la
reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que, el
contenido de estireno ligado del caucho
estireno-butadieno de alto peso molecular, difiere,
con respecto al contenido de estireno ligado del caucho de
estireno-butadieno de bajo peso molecular, en por
lo menos una cantidad correspondiente a 10 puntos en
porcentaje.
3. Una composición de caucho de
estireno-butadieno de emulsión, tal y como en la
reivindicación 1 ó 2, caracterizada por el hecho de que, el
caucho de estireno-butadieno, de alto peso
molecular, tiene un peso molecular medio, en peso, el cual se
encuentra comprendido dentro de unos márgenes que van desde 400.000
hasta 1.750.000 y, el caucho de estireno-butadieno,
de bajo peso molecular, tiene un peso molecular medio, en peso, el
cual se encuentra comprendido dentro de unos márgenes que van desde
70.000 hasta 270.000.
4. Una composición de caucho de
estireno-butadieno de emulsión, tal y como en una
cualquiera de las reivindicaciones 1-3,
caracterizada por el hecho de que, el contenido de estireno
ligado del caucho estireno-butadieno de alto peso
molecular, difiere, con respecto al contenido de estireno ligado del
caucho de estireno-butadieno de bajo peso
molecular, en por lo menos una cantidad correspondiente a 15 puntos
en porcentaje.
5. Una composición de caucho de
estireno-butadieno de emulsión, tal y como en una
cualquiera de las reivindicaciones 1-4,
caracterizada por el hecho de que, el caucho de
estireno-butadieno, de alto peso molecular, tiene un
peso molecular medio, en peso, el cual se encuentra comprendido
dentro de unos márgenes que van desde 1.000.000 hasta 1.500.000 y,
el caucho de estireno-butadieno, de bajo peso
molecular, tiene un peso molecular medio, en peso, el cual se
encuentra comprendido dentro de unos márgenes que van desde 120.000
hasta 260.000.
6. Una composición de caucho de
estireno-butadieno de emulsión, tal y como en una
cualquiera de las reivindicaciones 1-5,
caracterizada por el hecho de que, la relación del caucho de
estireno-butadieno de alto peso molecular, con
respecto al caucho de estireno-butadieno de bajo
peso molecular, se encuentra comprendido dentro de unos márgenes
que van desde aproximadamente 70 : 30 hasta aproximadamente 30 :
70.
7. Una composición de caucho de
estireno-butadieno de emulsión, tal y como en la
reivindicación 6, caracterizada por el hecho de que, la
relación del caucho de estireno-butadieno de alto
peso molecular, con respecto al estireno-butadieno
de bajo peso molecular, se encuentra comprendido dentro de unos
márgenes que van desde aproximadamente 60 : 40 hasta aproximadamente
40 : 60.
8. Una composición de caucho de
estireno-butadieno de emulsión, tal y como una
cualquiera de las reivindicaciones 1-7,
caracterizada por el hecho de que, el contenido de estireno
ligado del caucho estireno-butadieno de alto peso
molecular, difiere, con respecto al contenido de estireno ligado del
caucho de estireno-butadieno de bajo peso
molecular, en por lo menos una cantidad que se encuentra
comprendida dentro de unos márgenes que van desde 5 puntos en
porcentaje hasta 40 puntos en porcentaje.
9. Una composición de caucho de
estireno-butadieno de emulsión, tal y como en la
reivindicación 8, caracterizada por el hecho de que, el
contenido de estireno ligado del caucho
estireno-butadieno de alto peso molecular, difiere,
con respecto al contenido de estireno ligado del caucho de
estireno-butadieno de bajo peso molecular, en por
lo menos una cantidad que se encuentra comprendida dentro de unos
márgenes que van desde 10 puntos en porcentaje hasta 30 puntos en
porcentaje.
10. Una composición de caucho de
estireno-butadieno de emulsión, tal y como en la
reivindicación 9, caracterizada por el hecho de que, el
contenido de estireno ligado del caucho
estireno-butadieno de alto peso molecular, difiere,
con respecto al contenido de estireno ligado del caucho de
estireno-butadieno de bajo peso molecular, en por
lo menos una cantidad que se encuentra comprendida dentro de unos
márgenes que van desde 15 puntos en porcentaje hasta 25 puntos en
porcentaje.
11. Una composición de caucho de
estireno-butadieno de emulsión, tal y como en una
cualquiera de las reivindicaciones 1-10,
caracterizada por el hecho de que, ésta, se encuentra
comprendida de unidades repetitivas, las cuales se derivan de
estireno y 1,3-butadieno, en donde, la composición
de caucho de estireno-butadieno, tiene un peso
molecular medio, numérico, tal y como se determina mediante
fraccionamiento de flujo de campo térmico, el cual se encuentra
comprendido dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente
50.000 hasta aproximadamente 150.000, y en donde, el caucho de
estireno butadieno, tiene un valor de relación de difracción de la
luz con respecto al índice de refracción, el cual se encuentra
comprendido dentro de unos márgenes que van desde 1,8 hasta
3,9.
12. Una composición de caucho de
estireno-butadieno de emulsión, tal y como en la
reivindicación 11, caracterizada por el hecho de que, la
composición de caucho de estireno-butadieno, tiene
un peso molecular medio, numérico, tal y como se determina mediante
fraccionamiento de flujo de campo térmico, el cual se encuentra
comprendido dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente
60.000 hasta aproximadamente 145.000, y en donde, el caucho de
estireno butadieno, tiene un valor de relación de difracción de la
luz con respecto al índice de refracción, el cual se encuentra
comprendido dentro de unos márgenes que van desde 2,0 hasta
3,8.
13. Una composición de caucho de
estireno-butadieno de emulsión, tal y como en la
reivindicación 12, caracterizada por el hecho de que, la
composición de caucho de estireno-butadieno, tiene
un peso molecular medio, numérico, tal y como se determina mediante
fraccionamiento de flujo de campo térmico, el cual se encuentra
comprendido dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente
75.000 hasta aproximadamente 140.000, y en donde, el caucho de
estireno butadieno, tiene un valor de relación de difracción de la
luz con respecto al índice de refracción, el cual se encuentra
comprendido dentro de unos márgenes que van desde 2,1 hasta
3,7.
14. Una composición de caucho de
estireno-butadieno de emulsión, tal y como en la
reivindicación 13, caracterizada por el hecho de que, la
composición de caucho de estireno-butadieno, tiene
un peso molecular medio, numérico, tal y como se determina mediante
fraccionamiento de flujo de campo térmico, el cual se encuentra
comprendido dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente
90.000 hasta aproximadamente 135.000, y en donde, el caucho de
estireno butadieno, tiene un valor de relación de difracción de la
luz con respecto al índice de refracción, el cual se encuentra
comprendido dentro de unos márgenes que van desde 2,2 hasta
3,0.
15. Una composición de caucho de
estireno-butadieno de emulsión, tal y como en una
cualquiera de las reivindicaciones 1-14,
caracterizada por el hecho de estar compuesta de unidades
repetitivas, las cuales se derivan de estireno y
1,3-butadieno, en donde, un gráfico del logaritmo de
la frecuencia con respecto a módulo de almacenaje de la composición
de caucho de estireno-butadieno, se cruza con un
gráfico del logaritmo de la frecuencia, versus módulo de
pérdida de la composición de caucho de
estireno-butadieno, a una frecuencia comprendida
dentro de unos márgenes que van desde 0,001 radianes por segundo
hasta 100 radianes por segundo, cuando se conduce a una temperatura
de 120ºC, utilizando una geometría de placa paralela, en el barrido
dinámico de oscilación de frecuencia del caucho de
estireno-butadieno.
16. Una composición de caucho de
estireno-butadieno de emulsión, tal y como en la
reivindicación 15, caracterizada por el hecho de que, el
gráfico del logaritmo de la frecuencia con respecto a módulo de
almacenaje, se cruza con un gráfico del logaritmo de la frecuencia,
versus módulo de pérdida, a una frecuencia comprendida
dentro de unos márgenes que van desde 0,001 radianes por segundo
hasta 10 radianes por segundo.
17. Una composición de caucho de
estireno-butadieno de emulsión, tal y como en la
reivindicación 16, caracterizada por el hecho de que, el
gráfico del logaritmo de la frecuencia con respecto a módulo de
almacenaje, se cruza con un gráfico del logaritmo del módulo de
pérdida, a una frecuencia comprendida dentro de unos márgenes que
van desde 0,01 radianes por segundo hasta 5 radianes por
segundo.
18. Una composición de caucho de
estireno-butadieno de emulsión, tal y como en la
reivindicación 17, caracterizada por el hecho de que, el
gráfico del logaritmo de la frecuencia con respecto a módulo de
almacenaje, se cruza con un gráfico del logaritmo de la frecuencia,
versus módulo de pérdida, a una frecuencia comprendida
dentro de unos márgenes que van desde 0,05 radianes por segundo
hasta 1 radianes por segundo.
19. Una composición de caucho de
estireno-butadieno de emulsión, tal y como en una
cualquiera de las reivindicaciones 1-19,
caracterizada por el hecho de que, el módulo de almacenaje,
es menor que el módulo de pérdida, a una frecuencia de 0,1 radianes
por segundo, y en donde, el módulo de almacenaje, es mayor que el
módulo de pérdida, a una frecuencia de 100 radianes por segundo.
20. Una composición de látex de caucho de
estireno-butadieno, de emulsión,
caracterizada por el hecho de que, ésta, se encuentra
compuesta de:
(a) agua,
(b) un emulsionante,
(c) un caucho de
estireno-butadieno, de alto peso molecular, que
tiene un peso molecular medio, en peso, de por lo menos
aproximadamente 300.000 y
\newpage
(d) un caucho de
estireno-butadieno, de bajo peso molecular, que
tiene un peso molecular medio, en peso, de menos de aproximadamente
280.000;
en donde, la relación del caucho de
estireno-butadieno de alto peso molecular, con
respecto al caucho de estireno-butadieno de bajo
peso molecular, se encuentra comprendido dentro de unos márgenes
que van desde aproximadamente 80 : 20 hasta aproximadamente 25 :
75; y en donde, el contenido de estireno ligado del caucho
estireno-butadieno de alto peso molecular, difiere,
con respecto al contenido de estireno ligado del caucho de
estireno-butadieno de bajo peso molecular, en por lo
menos una cantidad correspondiente a 10 puntos en porcentaje.
21. Un procedimiento para la preparación de una
composición caucho de estireno-butadieno de
emulsión, en concordancia con una cualquiera de las
reivindicaciones 1-19, el cual comprende el mezclar
la emulsión del citado caucho de estireno-butadieno
de alto peso molecular, con la emulsión del citado caucho de
estireno-butadieno de bajo peso molecular, y la
coagulación de la mezcla de látex.
22. Un procedimiento como en la reivindicación
21, caracterizado por el hecho de que, el látex del caucho
de estireno-butadieno de alto peso molecular, y el
caucho de estireno-butadieno de bajo peso molecular,
se fabrican mediante un procedimiento el cual comprende,
(1) cargar agua, un sistema de jabón, un
generador de radicales libres, monómero de
1,3-butadieno y estireno monómero, en una primera
zona de polimerización;
(2) permitir el que, el monómero de
1,3-butandieno y el estireno monómero,
copolimericen en la primera zona de polimerización, a una conversión
de monómero, la cual se encuentra comprendida dentro de unos
márgenes que van desde aproximadamente un 15 por ciento hasta
aproximadamente un 40 por ciento, para producir un medio de
polimerización de baja conversión;
(3) cargar el medio de polimerización de baja
conversión, en una segunda zona de polimerización;
(4) cargar la cantidad adicional de monómero de
1,3-butadieno y una cantidad adicional de estireno
monómero, en la segunda zona de polimerización; y
(5) permitir el que la copolimerización continúe,
hasta que se haya alcanzado un grado de conversión de monómero de
por lo menos un 50%, para producir el látex de caucho de
estireno-butadieno.
23. Una cubierta o neumático, la cual incluye una
carcasa de forma toroidal, con una banda de rodadura exterior
circunferencial, dos bordes reforzados, por lo menos una capa que
se extiende desde un borde reforzado al otro, y paredes laterales
que se extienden radialmente desde las citadas bandas de rodadura y
que conectan a éstas con los citados bordes reforzados; en donde, la
citada banda de rodadura, se adapta para que se encuentre en
contacto con el suelo; caracterizada por el hecho de que, la
banda de rodadura, está compuesta a base de una composición de
caucho de estireno-butadiendo de emulsión
especificado en una cualquiera de las reivindicaciones
precedentes.
24. Una cubierta o neumático, según se especifica
en la reivindicación 23, caracterizada por el hecho de que,
la citada banda de rodadura, se encuentra compuesta, además, de un
caucho seleccionado de entre el grupo consistente en caucho
natural, caucho de
cis-1,4-polibutadieno superior,
caucho de vinilo y polibutadieno superior, caucho de vinilo y
polibutadieno medio, caucho de
trans-1,4-polibutadieno superior,
caucho de solución de estireno-butadieno, caucho de
estireno-isopreno-butadieno, caucho
de estireno-isopreno, caucho de
isopreno-butadieno, y caucho de
3,4-poliisopreno.
25. Una cubierta o neumático, según se especifica
en la reivindicación 24, caracterizada por el hecho de que,
la banda de rodadura, se encuentra compuesta, además, de caucho
natural.
26. Una cubierta o neumático, según se especifica
en la reivindicación 24, caracterizada por el hecho de que,
la banda de rodadura, se encuentra compuesta, además, de caucho
natural, caucho de
1,4-cis-polibutadieno, y caucho de
3,4-poliisopreno; y en donde, la citada banda de
rodadura, contiene de 20 a 60 partes en peso de caucho natural, de
5 a 30 partes en peso de caucho de
cis-1,4-polibutadieno superior, de
10 a 50 partes en peso de la composición de
estireno-butadieno y de 5 a 30 partes en peso de
caucho de 3,4-poiisopreno.
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