Caucho NBR reforzado con nanotubos de grafeno

01/03/2023

OCSiAl ha ampliado su cartera de productos para reforzar y añadir conductividad a los cauchos con nuevas tecnologías de nanotubos de grafeno para caucho de nitrilo butadieno (NBR).

Dada su elevada resistencia al aceite y a los combustibles, además de su estabilidad a altas temperaturas, el caucho de nitrilo butadieno (NBR) se usa comúnmente en las industrias automotriz, aeroespacial y de petróleo y gas. Concretamente, para fabricar mangueras de combustible, juntas tóricas, cables, rodillos o como revestimiento. Estas aplicaciones necesitan materiales de alto rendimiento que puedan satisfacer tanto la demanda de resistencia mejorada en condiciones extremas como los objetivos de sostenibilidad.

Los nanotubos de grafeno de OCSiAl, firma con sede en Luxemburgo, han demostrado ser un material conductor y de refuerzo innovador para una amplia gama de polímeros. Su rendimiento se basa en la creación de una red 3D adicional incrustada en la matriz del material. Incluso las cargas ultrabajas tienen el efecto de endurecer el polímero, mejorar las propiedades de fatiga, reducir las pérdidas por envejecimiento y agregar conductividad eléctrica. Las últimas soluciones han ampliado la cartera de productos de la empresa para cauchos de alto rendimiento, ofreciendo excelentes mejoras a los compuestos NBR.

La adición de nanotubos de grafeno al 0,3% a través de un concentrado apto para la industria a compuestos NBR basados en negro de humo proporciona un aumento en el módulo (M50–200) de hasta un 53%. Asimismo, aporta una resistencia al desgarro de hasta un 42% sin una influencia significativa en la elasticidad, el procesamiento u otras propiedades mecánicas.

La combinación de estas importantes mejoras mecánicas con un nivel de resistividad de volumen por debajo de 50 Ω∙cm da como resultado una mayor durabilidad de las piezas de caucho utilizadas en la movilidad eléctrica. También las convierte en una opción ideal para resistir las duras condiciones en los sectores aeroespacial y de petróleo y gas.

Nanotubos en NBR a base de sílice

Otro desarrollo prometedor es la introducción de nanotubos de grafeno en formulaciones de NBR a base de sílice, lo que permite alcanzar un rendimiento antiestático de 10^7 Ω∙cm de conformidad con los estándares de descarga electrostática (ESD). Igualmente mejora la resistencia al desgarro hasta en un 35%, y el módulo (M50–M300) hasta en un 50%. De esta manera es posible producir piezas finales coloreadas y eliminar el riesgo de liberación de carbono a la superficie del material.

Ello contrasta con las soluciones anteriores para impartir conductividad eléctrica. Las mismas causaron una degradación dramática de las propiedades mecánicas, afectaron la coloración y plantearon problemas de composición debido a las altas cargas de rellenos conductores requeridos.

Así, la nueva combinación de propiedades desbloqueada por los nanotubos ha ampliado la gama de aplicaciones conductivas de NBR. Los cauchos avanzados se utilizan para elementos de sistemas automatizados en fábricas equipadas con sensores donde se requiere color y electroconductividad para la identificación de piezas por robots.

Los concentrados de nanotubos de grafeno contienen componentes amigables con la industria que permiten obtener la dispersión adecuada sin alterar la formulación del caucho. La forma de pasta garantiza un proceso sin polvo que no requiere unidades de producción separadas o equipos específicos, pero puede introducirse durante el proceso normal de preparación de compuestos. Actualmente, se están realizando más pruebas del uso de piezas NBR mejoradas con nanotubos de grafeno en entornos hostiles para diversas aplicaciones.

El NBR complementa una gama de cauchos de alto rendimiento como EPDM, NR, BR y FKM. En estos materiales los nanotubos de grafeno muestran mejoras significativas en las propiedades mecánicas y eléctricas a bajas concentraciones. La alta durabilidad y la conductividad a largo plazo permiten que la industria produzca bienes más eficientes. Que ahorre costos de transporte y reemplazo de piezas defectuosas y que, como resultado, reduzca el consumo de materias primas.

*Para más información: www.ocsial.com / tuball.com

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01.03.2023