ELASTÓMEROS (CAUCHOS) Los elastómeros son materiales poliméricos cuyas dimensiones pueden cambiar en gran medida cuando se someten a esfuerzos y cuando retornan a sus dimensiones originales al cesar la fuerza deformante.
Caucho natural El caucho natural se produce comercialmente a partir del látex del árbol Hevea b r a s i l i e n s i s , que se cultiva en plantaciones, especialmente en las regiones tropicales del sudeste asiático, sobre todo en Malasia e Indonesia. La fuente del caucho natural es un líquido lechoso conocido como látex , el cual es una suspensión que contiene partículas muy pequeñas de caucho. El látex líquido se recolecta de los árboles y se lleva a un centro de procesamiento, donde el látex en bruto se diluye hasta alcanzar 15 por ciento de contenido de caucho y luego se coagula con ácido fórmico (un ácido orgánico). El material coagulado se comprime entonces a través de rodillos para eliminar el agua y producir un material en forma de lámina. Las hojas laminadas y otros tipos de caucho crudo generalmente son procesados entre pesados rodillos, en los cuales la acción del esfuerzo mecánico rompe algunas de las cadenas largas del polímero y reduce su peso molecular promedio.
Vulcanización La vulcanización es el proceso químico por medio del cual las moléculas del polímero se unen mediante enlaces entrecruzados, formando moléculas más 10 largas que restringen el movimiento molecular. En 1839 Charles Goodyear 10 descubrió un proceso de vulcanización para el caucho, usando azufre y un carbonato de plomo básico. Goodyear encontró que cuando una mezcla de caucho natural, azufre y carbonato de plomo se calientan, el caucho deja de ser termoplástico y se convierte en un material elastomérico. Aunque todavía en la actualidad la reacción del azufre con el caucho es compleja y no se ha comprendido del todo, el resultado final es que algunos de los dobles enlaces de las moléculas de poliisopreno se rompen y forman enlaces entrecruzados de átomos de azufre.
Cauchos sintéticos Los cauchos sintéticos representaron cerca de 70 por ciento del suministro total mundial de materiales de caucho en 1980. Algunos de los cauchos sintéticos importantes son el estireno-butadieno, los cauchos de nitrilo y los policloroprenos.
Cauchos de nitrilo Los cauchos de nitrilo son copolímeros de butadieno y acrilonitrilo con proporciones que varían de 55 a 82 por ciento de butadieno, y de 45 a 18 por ciento de acrilonitrilo. La presencia de los grupos nitrilo aumenta el grado de polaridad en las cadenas principales y los enlaces de hidrógeno entre las cadenas adyacentes. Los grupos nitrilo proporcionan buena resistencia a aceites y disolventes, además de mejorar la resistencia a la abrasión y el calor. Por otra parte, se reduce la flexibilidad molecular. Los cauchos de nitrilo son más costosos que los cauchos ordinarios, por lo cual el uso de estos polímeros
se limita a aplicaciones especiales, como mangueras de combustible y juntas en las que se requiere alta resistencia a aceites y disolventes.
Policloropreno (neopreno) Los cauchos de policloropreno o neopreno son similares al isopreno, excepto que el grupo metilo unido al doble enlace de carbono ha sido reemplazado por un átomo de cloro: La presencia del átomo de cloro aumenta la resistencia de los dobles enlaces al ser atacados por el oxígeno, ozono, calor, luz y diversas condiciones ambientales. Los neoprenos tienen también buena resistencia a los combustibles y al aceite, e incrementan su resistencia más que los cauchos ordinarios. Sin embargo, tienen una flexibilidad más pobre a bajas temperaturas y su costo es más alto. Por estas razones, los neoprenos se usan en aplicaciones especiales como recubrimientos de alambres y cables, mangueras y cinturones industriales, o sellos y diafragmas automotrices.
Propiedades de policloropreno El neopreno se vende a sus fabricantes como un caucho sintético crudo. Antes de convertirlo en productos útiles, deben mezclarlo con sustancias químicas, cargas y soportes seleccionados para el procesado. Entonces, al compuesto resultante se le da forma o se moldea y vulcaniza. Las propiedades de este producto terminado dependen de la cantidad de neopreno crudo y de los ingredientes con que se haya mezclado.
Cauchos de silicona Los cauchos de silicona tienen la importante ventaja de que pueden usarse en un amplio rango de temperaturas (es decir, de −100 a 250°C). Algunas aplicaciones de los cauchos de silicona son: selladores, aislamiento eléctrico, cables de encendido y cubiertas para bujías de vehículos.
Caso Especial
Fig.1 Grupo uretano eslabón de las cadenas poliméricas en los poliuretanos.
El Poliuretano es un Elastómero de la familia de los uretanos que posee una combinación única de valores, haciéndolo imprescindible en aquellos problemas de la Industria en que los Cauchos y Plásticos no pueden resolver. Posee muy buena resistencia mecánica, Resistencia a la abrasión y Resistencia a los impactos por deformaciones. Además posee una excelente resistencia a los agentes corrosivos, a la cristalización, a bajas temperaturas y su gran tolerancia a elevadas presiones de carga, son los factores que determinan la utilización en variados usos en mantenimiento industrial. Se clasifican de dos formas principalmente: Rígidas y Flexibles.
Los poliuretanos flexibles Son ampliamente usados en Espumas resilientes, Elastómeros Durables, Adhesivos y Selladores de Alto Rendimiento, Pinturas, Fibras, Sellos, Empaques, Juntas, Condones, Partes Automotrices, Industria de la Construcción
Los poliuretanos rígidos o RIM (Moldeo por Inyección rígida), son rígidos y de densidad más elevada, pero tienen características muy parecidas. Se pueden formar paneles que son usados ampliamente para la Aislamiento térmico. La capacidad de aislamiento térmica del poliuretano se debe al gas aprisionado en las celdillas cerradas del entramado del polímero.
Características
Rango de temperatura de trabajo -40ºC +90ºC. Alta resistencia mecánica. Alto poder amortiguador. Buena resistencia a los hidrocarburos. Se puede fabricar en distintas durezas y colores.
Aplicaciones
Recubrimientos de rodillos. Bujes. Discos y bloques amortiguadores. Ruedas. Sinfines. Estrellas distribuidoras. Recubrimientos de cámaras y rotores de bombas, e interior de tuberías. Empaques. Engranajes.
Laminas deflectoras. Cojines, soportes y topes para anclaje de maquinaria pesada. Poleas.
IMPORTANTE Hoy en día, el poliuretano es muy usado en fabricación de pinturas sintéticas, destacándose, la de los automóviles. Las cuales logran una alta adherencia al metal y gran resistencia a la inclemencia del tiempo. Ya sea en verano o en invierno. Así mismo, el poliuretano, en la actualidad, también es utilizado en la fabricación de espumas. Incluso en la fabricación de paneles aislantes, para cámaras frigoríficas. Logrando un muy buen aislamiento del frío. Proceso que requiere de la inyección de agua, en el poliuretano. Lo que provoca que el material, se infle literalmente. Pero la gracia en su utilización como aislante, es que a diferencia de las esponjas normales, las cuales presentan poros abiertos, el poliuretano logra un acabo sin poros. Sin aquella cualidad, sería inútil su utilización en el campo de la refrigeración industrial.
Competitividad:
Peso: Son más livianos que los cerámicos y los metales en proporciones que oscilan de 1 a 8 veces, y su densidad oscila entre 0.8g/cm3 y 2.3g/cm3 mientras que la del hierro por ejemplo, llega a 7.86g/cm3. Resistencia a la corrosión y a los agentes químicos: Dependiendo de la estructura que los conformen, los plásticos presentan una fuerte oposición al deterioro por acción de agentes químicos, a la humedad y a la descomposición, inclusive ante los rayos UV. Superficie: Generalmente lisas y uniformes, lo que los hace fáciles de limpiar. Producción: Se pueden fabricar en serie, a bajas temperaturas (400 Celsius), requiere pocas operaciones para fabricar inclusive piezas complejas y además, su procesamiento genera una cantidad mínima de residuos.
