El Proceso de Mezcla

El proceso de mezcla en molinos abierto puede hacerse de una manera relativamente uniforme, si para eso el operador dispone de un reloj y de un programa de mezcla, en donde se encuentren indicados los tiempos y secuencia de adición de los varios ingredientes y el número y tipo de los cortes a efectuar.

También es necesario que el molino disponga de un sistema eficiente de enfriamiento, de manera que, en la secuencia de mezcla de varias cargas, la temperatura de los rodillos no suba progresivamente, fuera de control. Aunque en composiciones de caucho sintético los tiempos y las temperaturas de mezcla no sean tan críticos, en composiciones basadas en caucho natural, las variaciones en el tiempo y en la temperatura de mezcla introducen grandes variaciones en la viscosidad del compuesto final y variaciones en las propiedades del compuesto no vulcanizado y vulcanizado.

Lo que muchas veces ocurre en la práctica, es que los procesos de mezcla se llevan a cabo más o menos empíricamente, con adiciones de ingredientes hechas en cualquier momento y sin un orden definido, todo se hace un poco basado en la inspiración momentánea del operador, de lo cual resulta un proceso con mayor o menor duración de tiempo y un compuesto con apreciables variaciones de calidad.

En un proceso de mezcla mínimamente controlado, se deben definir, además del tamaño de la carga:

Que son, al final, las variables del proceso.

Temperatura de los rodillos

Se debe regular por medio del control de la circulación de agua, para enfriamiento, o de vapor de agua, para calentamiento. Para control de temperatura, el operador necesita disponer de un termómetro de contacto de tipo adecuado (pirómetro).

Distancia entre rodillos

La separación se debe regular de acuerdo con el paso de la mezcla. En el inicio de la mezcla los rollos deben estar apretados, de manera a laminar los trozos de caucho (natural o sintética). Después de este paso, los rodillos se deben abrir un poco y el caucho debe ser trabajado hasta la formación de una manta continua sobre los rodillos y de un banco de caucho, entre ellos. Con el inicio de la adición de los diversos ingredientes la distancia entre los rodillos se debe aumentar progresivamente, por forma a mantenerse un banco de caucho con un volumen no muy grande, ya que, cuanto mayor es el volumen del banco, menos material está en proceso efectivo de mezcla.

Orden y tiempos de adición de los ingredientes

El caucho (natural o sintético) es siempre el primero ingrediente que adicionar. Algunos tipos de caucho necesitan sufrir una operación de plastificación. Esta consiste en una degradación (mecánica y/o química) de sus cadenas moleculares que retira del caucho el llamado niervo y le disminuye, como consecuencia, la viscosidad. En estas condiciones, el caucho puede formar una banda continua y está listo para incorporar los restantes ingredientes.

Después de la formación de la banda continua, se inicia la adición de los varios ingredientes de la mezcla, empezando por las cargas y plastificantes, los cuales se deben adicionar en simultaneo – así se aprovecha la capacidad de la carga de absorber el aceite, haciéndose más fácil la incorporación de estos dos ingredientes.

Incorporada la carga y el plastificante, se incorporan los restantes ingredientes, así como oxido de zinc, acido esteárico, antioxidantes, antiozonantes, aceleradores y retardantes de vulcanización, pigmentos colorantes, etc.

Finalmente, se deben adicionar el azufre, los dadores de azufre o otros agentes de vulcanización.

En el caso de mezclas basadas en caucho nitrilo, el azufre debe ser el primero ingrediente que adicionar al caucho, así que este forme la banda continua. Esta adición prematura se debe al hecho de ser muy difícil la dispersión del azufre en este tipo de caucho sintético.

Número, tipo y tiempo de los cortes a realizar

Para un proceso uniforme de mezcla, en el decurso de la operación se deben hacer varios tipos de cortes:

En el proceso de mezcla, estes corte son a su tiempo efectuados, de forma a facilitar la incorporación total de ingredientes y a aumentar su grado de dispersión.

Ciclo de mezcla

La secuencia, temperatura y duración del ciclo de mezcla de un determinado compuesto depende de:

La secuencia, temperatura y duración del ciclo de mezcla de un determinado compuesto depende también de:

Para un determinado tipo de compuesto, a ser mezclado en un molino abierto de determinadas características y admitiendo que el tamaño de la carga es el recomendado, el ciclo de mezcla es establecido con el objetivo de obtener un compuesto homogéneo y con un grado de dispersión aceptable, en el más corto periodo de tiempo posible. La optimización del ciclo de mezcla es una tarea de naturaleza experimental. La rapidez en el establecimiento del ciclo optimo depende, en grande parte, de la experiencia del técnico responsable. Una vez definido, el ciclo de mezcla se debe respectar por los diversos operadores, por forma a que las cargas producidas por distintos operadores presenten la menor dispersión posible de las propiedades.

Veamos ahora un ciclo de mezcla típico para el compuesto de caucho para suelas, ya presentado en la Tabla 1 (ver La Operación de Mezcla), que va a ser mezclado en un molino abierto con las dimensiones 1200x450x450 mm. El volumen de carga es de 23.0 litros, a que corresponde un peso de la carga de alrededor de 26.5 kg. En el Tabla 3 se indican las cantidades de los varios ingredientes (cantidades calculadas y redondeadas), para este nuevo tipo de molino.

En la Tabla 4 se presenta el ciclo de mezcla típico.

(Hacer clic para ver mayor imagen)