DITF: Sustitución de Químicos Tóxicos en la Fabricación de Neumáticos y Bandas Transportadoras

DENKENDORF, Alemania — 7 de abril de 2022 — La calidad de los sistemas compuestos hechos de cordones de fibras de alta resistencia como poliéster, aramida o poliamida y materiales de matriz de caucho está determinada en gran medida por las propiedades de adhesión de las fibras a la matriz. En el proceso de fabricación establecido, se utilizan promotores de adhesión hechos de látex de resorcinol-formaldehído (RFL) para mejorar las propiedades de adhesión. Los investigadores de DITF están mostrando formas de reemplazar el formaldehído nocivo con sustancias técnicamente equivalentes que son inofensivas para la salud.

En neumáticos para automóviles, cintas transportadoras y correas trapezoidales, así como en muchas aplicaciones en la fabricación de productos técnicos, los materiales de caucho se refuerzan con cuerdas. Se utilizan fibras de alta resistencia hechas de poliéster, poliamida o aramida. Proporcionan la fuerza y ​​la rigidez necesarias del compuesto general y contrarrestan las fuerzas externas. Como resultado, la deformación, el alargamiento y la torsión del material pueden mantenerse bajos.

Sin embargo, estas demandas sobre el material compuesto de fibra solo pueden cumplirse si existe una fuerza adhesiva suficientemente alta entre las fibras y la matriz (hecha de caucho o caucho). De lo contrario, es de esperar una deslaminación de los materiales compuestos, que se construyen en capas alternas de tela y caucho. El fracaso material sería la consecuencia.

La adherencia se incrementa mediante el uso de promotores de adherencia. Los productos químicos a base de látex de formaldehído-resorcinol (RFL) han demostrado su eficacia. Se aplican a las fibras como los llamados baños y aseguran que su adherencia a la matriz de caucho mejore significativamente. RFL se establece como un promotor de la adhesión, pero tiene un inconveniente importante: desde 2014, el formaldehído ha sido clasificado por la UE como demostrablemente cancerígeno y mutagénico. Por ello, la industria química busca con urgencia alternativas que sean inocuas para la salud.

DITF ha abordado el problema y ha desarrollado un nuevo sistema de recubrimiento sin formaldehído. Se basa en la sustancia hidroximetilfurfural (HMF), que se puede extraer de la madera. HMF se forma durante la descomposición térmica de los carbohidratos. Se encuentra en muchos alimentos tratados térmicamente, como la leche, el café o los jugos de frutas, y no se considera que presente ningún problema de salud según los conocimientos científicos actuales.

Los baños HMF desarrollados en el DITF también son prometedores desde el punto de vista técnico: en el caso de los hilos de poliamida 6.6, una simple impregnación es suficiente para lograr la mejora de la adherencia deseada. Los hilos de poliéster o aramida requieren un tratamiento previo adicional con plasma o un acabado sol-gel para conseguir la necesaria mejora de la adherencia. La aplicación del baño HMF es posible en las mismas condiciones y con la misma tecnología utilizada para los baños RFL. En este punto, por lo tanto, no se requiere ninguna inversión adicional para reemplazar el promotor de adhesión en la producción.

Las ventajas ya demostradas se ampliarán. Reemplazar el resorcinol en la formulación de baño es el próximo objetivo de la investigación. Esto se debe a que el resorcinol también tiene un efecto tóxico en los humanos. En cooperación con socios industriales, actualmente se está investigando hasta qué punto el resorcinol puede ser reemplazado por lignina. La particularidad de la lignina utilizada es que se obtiene de plantas anuales. Por lo tanto, en contraste con la lignina de madera que se usa con frecuencia, es químicamente mucho más activa y ofrece más potencial para su posterior procesamiento en un promotor de adhesión técnicamente ventajoso.

Ambos enfoques para reemplazar los productos químicos en los promotores de adhesión con sustancias que son inocuas para la salud transmiten la idea de una gestión sostenible en todo momento: los nuevos promotores de adhesión hechos de HMF y lignina se basan en materias primas naturales. Resolver el problema dentro de una aplicación técnica exigente y adherirse a los aspectos de sostenibilidad refleja los compromisos de la investigación con los requisitos sociales. Para la pequeña y mediana industria, los resultados de la investigación proporcionan la base para las innovaciones y, por lo tanto, una ventaja real en la competencia internacional.

Publicado: 7 de abril de 2021

Fuente: Institutos Alemanes de Investigación de Textiles y Fibras