Optimización de mezclas NBR/ACM con sistema de vulcanización dual y idoneidad para sellado de transformadores

Área de la Ciencia:

• Ciencia de Materiales
• Química de Polímeros
• Ingeniería Mecánica

Sus antecedentes:

• Los materiales de sellado de transformadores requieren excelentes propiedades mecánicas y estabilidad térmica.
• Los materiales existentes pueden no cumplir con las exigentes condiciones operativas de los transformadores.
• El caucho de nitrilo (NBR) y el caucho de acrilato (ACM) son candidatos potenciales para sellos avanzados.

Objetivo del estudio:

• Diseñar e investigar mezclas de caucho de nitrilo (NBR)/caucho de acrilato (ACM) para aplicaciones de sellado de transformadores.
• Determinar la relación de mezcla óptima para mejorar las propiedades integrales.
• Evaluar el rendimiento de la mezcla optimizada en condiciones operativas simuladas de transformadores.

Principales métodos:

• Formulación de mezclas NBR/ACM con diversas proporciones utilizando un sistema de vulcanización dual.
• Evaluación sistemática de las características de vulcanización, propiedades mecánicas (resistencia a la tracción, elongación a la rotura, módulo, dureza), estabilidad térmica, resistencia al aceite y rendimiento de sellado a bajas temperaturas.
• Pruebas de envejecimiento que incluyen envejecimiento en aire caliente (125 °C × 168 h) y envejecimiento en aceite de transformador (125 °C × 168 h).

Principales resultados:

• La relación NBR:ACM influye significativamente en las propiedades de la mezcla.
• Se logró un rendimiento óptimo con una relación NBR:ACM de 90:10, exhibiendo alta resistencia a la tracción (21,15 MPa), elongación a la rotura (276%) y dureza (71 Shore A), junto con una excelente resistencia al calor.
• La mezcla 90:10 muestra un cambio de volumen mínimo (2,8%) y un bajo impacto en las propiedades del aceite del transformador (aumento del valor de ácido de 0,03 mg KOH/g) después del envejecimiento, manteniendo un sellado estable a bajas temperaturas (-20 °C).

Conclusiones:

• La mezcla NBR/ACM 90:10 ofrece un perfil equilibrado de resistencia mecánica, estabilidad térmica y resistencia al aceite adecuado para sellos de transformadores.
• Esta mezcla optimizada proporciona una solución práctica para mejoras de materiales, aumentando la longevidad del sello y reduciendo los costos de mantenimiento.
• El material desarrollado aborda eficazmente el complejo entorno de sellado en transformadores, minimizando la contaminación y la degradación del aceite.