PETROQUIMICA DE GOMAS Y CAUCHO1. INTRODUCCIONComo todos sabemos
el origen de las gomas y el caucho se dio de origen natural, pero
con el pasar del tiempo y demanda este material se hizo
indispensable en la vida diaria del ser humano. En este informe
desarrollaremos las tcnicas de obtencin de gomas y los cauchos.Las
cauchos se dan de forma natural, ya que estos son macromolculas y
polisacridos que tienen gran capacidad de retener agua y formar
suspensiones coloidales, se usan en la formulacin de varios
alimentos principalmente por su capacidad texturizante, posee la
capacidad de no aadir y no impartir aroma ni sabor. Su complejidad
impide ser metabolizado por seres humanos, por lo cual es bajo en
caloras.Las gomas vegetales de uso generalizado son los
galactomananos de semillas de guar y algarrobo europeo, los
exudados, goma arbiga y tragacanto, las de las algas, carragenanos
y alginatos. Todos ellos son muy utilizados en la tecnologa
alimentaria.El contenido de galactosa de la goma de algarrobo
europeo es 17-26% p/p.; en la goma de tara 25%p/p; y en la goma
guar 33-40%p/p. Los galactomananos se componen de una cadena lineal
de D-manosa unidas por enlaces (1-4), con ramificaciones formadas
por unidades de D-galactosa ligados a ella, por enlaces glucosdicos
(1-6).Los estudios sobre la naturaleza de la goma que los
cientficos realizaron en el siglo XIX, el descubrimiento de su
frmula emprica y de la composicin de su cadena molecular, fueron la
base que condujo a la realizacin de lasprimeras gomas sintticas que
nacieron al inicio de siglo XX. La produccin de las gomas de
sntesis parte de la obtencin de un monmero base, del cual se
obtiene la goma por polimerizacin. Ya en 1910 algunos qumicos rusos
haban sintetizado el polibutadieno, dando inicio a la industria
sovitica de gomas sintticas, una de las ms importantes de inicio
del siglo. En los mismos aos en Alemania era sintetizada y puesta
en marcha para la produccin la goma metlica, y pocos aos despus la
goma basada sobre los copolmeros del estireno y del butadieno. Con
el arranque de las primeras industrias de produccin de gomas
sintticas en Estados Unidos, su utilizacin alcanz proporciones
mundiales llegando al dominio hasta entonces detenido de la goma
natural. A las gomas de sntesis se aadan aceites, carbn y otros
aditivos con la intencin de hacerlas ms fcil de elaborar y para
obtener gomas adecuadas para utilizaciones cada vez ms nuevas y
complejas.Las ventajas de las gomas sintticas con respecto a la
goma natural estaban esencialmente representadas por un mayor nivel
de pureza y por la mayor facilidad de trabajo respecto a un
producto de origen vegetal con grado de pureza variable y
caractersticasqumicas y fsicas no constantes, ligadas a las
regiones de origen y a los periodos de produccin.2. MARCO
TEORICO
2.1 DEFINICIONLagomaes una sustancia resinosa que se pega muy
rpidamente, con un alto peso molecular, estructuralmente muy
compleja, siempre con carcter cido. Es slida, aunque su
consistencia vara segn su procedencia y las condiciones a las que
se somete, y tiene la peculiaridad de ser genuinamente elstica.
FIGURA IARBOL DE GOMA NATURAL
2.2 ORIGEN Y CARACTERSTICAS DEL CAUCHOEl caucho natural es un
lquido lechoso que fluye de ciertos rboles, la mayora de las
plantaciones se encuentran en Brasil (Latinoamrica) . Con l se hace
el conocido hule o goma. Descubierto hace ms de un siglo, hoy el
caucho es una de las materias primas ms importantes del mundo.El
nombre de caucho proviene de la palabra cautchuc con la que los
indios habitantes de Per designaban al rbol hevea, y que significa
"rbol que llora". Los europeos conocieron por primera vez esta
sustancia al producirse el descubrimiento de Amrica, se pudo
comprobar la existencia de algunos objetos fabricados por los
indios con este material; con ella confeccionaban abrigos, calzados
resistentes al agua y pelotas que empleaban en determinados juegos
rituales y juntas de canalizaciones de agua hermticas.El caucho
nace de semillas plantadas en bolsas que se riegan de 2 a 3 veces
al da, en 3 semanas el rbol ya alcanza una altura y cuerpo
suficiente para pasarlo a la tierra. Antes de este proceso el rbol
se trata hacindole un injerto qumico. En tierra se mantiene hasta
los 8 aos donde ya se puede empezar a explotar. La produccin se
realiza con varios pasos: Primeramente, se realiza la sangra,
procedimiento que consiste en cortar la corteza del rbol con un
ngulo mediano, para no llegar a matar el rbol. Gracias a este corte
emana el caucho lquido y natural. Se deja sangrar hasta solidificar
el lquido de 3 a 4 das en recipientes que se encuentran bajo el
corte realizado.
FIGURA IICORTE EN EL ARBOL DE GOMA
Al recoger la produccin, el caucho es trasladado a la fbrica
donde se procesa aplicando tratamientos qumicos para oscurecerlo y
luego prensarlo, para producir pacas o fardos de caucho de casi
siempre 35 kilogramos, donde luego es comercializado para sus
futuras transformaciones.Una de sus caractersticas bsicas es que
posee excelentes propiedades de elasticidad y resistencia ante los
cidos y las sustancias alcalinas. Es repelente al agua, aislante de
la temperatura y de la electricidad. Se disuelve con facilidad ante
petrolatos, bencenos y algunos hidrocarburos.El caucho natural
suele vulcanizarse, proceso por el cual el caucho se calienta y se
le aade azufre o selenio, con lo que se logra el enlazamiento de
los cadenas elastmeros, para mejorar su resistencia a las
variaciones de temperatura y elasticidad.
FIGURA IIILLANTAS DE GOMA
Se distingue por su enorme elasticidad, la resistencia al
estiramiento y su capacidad para conservar la flexibilidad incluso
en condiciones de fro extremo.Un autntico producto milagro que
nunca se ha podido reproducir de manera artificial, a pesar de
todos los esfuerzos realizados en este sentido.El caucho natural
sigue siendo, por ello, un factor de calidad decisivo para la
fabricacin de neumticos y otros productos a base de caucho. Por
este motivo, las empresas dedicadas a la explotacin de caucho
tienen abiertos varios proyectos de investigacin en sus diferentes
plantaciones de todo el mundo, trabajando intensamente en la mejora
de esta materia renovable. El caucho natural ofrece un sinfn de
posibilidades para una produccin continua sobre todo de neumticos y
respetuosa con el medio ambiente.
FIGURA IVCHARLES GOODYEAR
Una caracterstica importante es que el caucho es utilizado en un
80% aproximadamente vulcanizado. (Slo el 20% es utilizado puro). La
vulcanizacin del caucho es un proceso mediante el cual se calienta
el caucho crudo en presencia de azufre, con el fin de volverlo ms
duro y resistente al fro.Se dice que fue descubierto por Charles
Goodyear en 1839 por accidente, al volcar un recipiente de azufre y
caucho encima de una estufa. Esta mezcla se endureci y se volvi
impermeable, a la que llam vulcanizacin en honor al dios Vulcano.
Sin embargo, hay estudios que demuestran que un proceso similar a
la vulcanizacin, pero basado en el uso de materiales orgnicos
(savias y otros extractos de plantas) fue utilizado por la Cultura
Olmeca 3.500 aos antes para hacer pelotas de hule destinadas a un
juego ritual.
2.3 PROPIEDADES FSICAS Y QUMICASEl caucho bruto en estado
natural es un hidrocarburo blanco o incoloro.-El compuesto de
caucho ms simple es el isopreno o 2-metil butadieno, cuya frmula
qumica es C5H8. A la temperatura del aire lquido, alrededor de
-195C, el caucho puro es un slido duro y transparente. De 0 a 10C
es frgil y opaco, y por encima de 20C se vuelve blando, flexible y
translcido. Al amasarlo mecnicamente, o al calentarlo por encima de
50C, el caucho adquiere una textura de plstico pegajoso. A
temperaturas de 200C o superiores se descompone.-El caucho puro es
insoluble en agua, lcali o cidos dbiles, y soluble en benceno,
petrleo, hidrocarburos clorados y disulfuro de carbono. Con agentes
oxidantes qumicos se oxida rpidamente, pero con el oxgeno de la
atmsfera lo hace lentamente.-Excelentes propiedades Mecnicas,
traccin, flexin y compresin.- Excelente aislante elctrico, muy
buena resistencia a los cidos diluidos y detergentes.- Buena
adhesin a tejidos y metales.
Adhesin a MetalesExcelente
Adhesin a telasexcelente
Resistencia al DesgarramientoMuy Buena
Resistencia a la Abrasinexcelente
Deformacin por compresinbuena
Resistencia Dielctricaexcelente
ElectroaislamientoBueno a Excelente
Permeabilidad a los GasesBastante Baja
Acido resistencia DiluidoRegular a buena
Acido resistencia ConcentradoRegular a buena
Resistencia Hidrocarburos AlifticosPobre
Resistencia Hidrocarburos AromticosPobre
Resistencia Solventes Oxigenados (cetonas)Buena
Resistencia Disolventes de lacasPobre
Resistencia Hinchamiento en aceite LubricantePobre
Resistencia Aceite y GasolinaPobre
Resistencia Aceites vegetales y animalespobre buena
Resistencia Higroscopicidadmuy buena
Resistencia Oxidacinbuena
Resistencia Ozonopobre
Resistencia Envejecimiento a la luz solarpobre
Resistencia Envejecimiento en calienteregular
Resistencia Bajas temperaturasmuy buena
Resistencia Llamapobre
TABLA I2.4 APLICACIONES ESPECFICASComparado con el caucho
vulcanizado, el caucho no tratado tiene muy pocas aplicaciones.- Se
usa en cementos, cintas aislantes, cintas adhesivas y como aislante
para mantas y zapatos. El caucho vulcanizado tiene otras muchas
aplicaciones. Por su resistencia a la abrasin, el caucho blando se
utiliza en los dibujos de los neumticos de los automviles y en las
cintas transportadoras; el caucho duro se emplea para fabricar
carcasas de equipos de bombeo y las tuberas utilizadas para
perforaciones con lodos abrasivos.-Por su flexibilidad, se utiliza
frecuentemente para fabricar mangueras, neumticos y rodillos para
una amplia variedad de mquinas, desde los rodillos para escurrir la
ropa hasta los instalados en las rotativas e imprentas. Por su
elasticidad se usa en varios tipos de amortiguadores y mecanismos
de las carcasas de mquinas para reducir las vibraciones. Al ser
relativamente impermeable a los gases se emplea para fabricar
mangueras de aire, globos y colchones.Su resistencia al agua y a la
mayora de los productos qumicos lquidos se aprovecha para fabricar
ropa impermeable, trajes de buceo, tubos para qumica y medicina,
revestimientos de tanques de almacenamiento, mquinas procesadoras y
vagones aljibes para trenes. Por su resistencia a la electricidad
el caucho blando se utiliza en materiales aislantes, guantes
protectores, zapatos y mantas, y el caucho duro se usa para las
carcasas de telfonos, piezas de aparatos de radio, medidores y
otros instrumentos elctricos. El coeficiente de rozamiento del
caucho, alto en superficies secas y bajo en superficies hmedas, se
aprovecha para correas de transmisin y cojinetes lubricados con
agua en bombas para pozos profundos.2.5 PRODUCCION DE GOMAS Y
CUACHOS2.5.1 Fabricacin de correasLas correas de caucho no se
componen nicamente de este material sino de numerosas tela de
algodn de alta calidad cauchotadas y superpuestas hasta obtener el
espesor exigido por el esfuerzo mecnico que la correa ha de
transmitir.-2.5.2 Fabricacin de hojas inglesas de cauchoSe designan
por hojas de caucho a las lminas fabricadas con caucho de
plantacin, de primera calidad, por medio de tratamientos
mecnicos.stas tienen escaso contenido de resina, ya que la
abundancia de stas las hace quebradizas en fro.2.5.3 Fabricacin de
esponjas de cauchoLas esponjas de caucho son resistentes a la
mayora de los productos qumicos, propiedad de la que carecen las
esponjas naturales. Adems conserva siempre su flexibilidad y
elasticidad. Se pueden fabricar en formas regulares y todas las
dimensiones.Tambin pueden emplearse corno aislantes del calor,
electricidad, y sonido. Aadiendo materiales colorantes se pueden
fabricar esponjas de todos los colores.-2.5.4 Fabricacin de sondas
y tubos de cirugaEn estos objetos se emplean las hojas inglesas de
caucho. Para la fabricacin de sondas se emplean mandriles del
dimetro interior de la sonda, el mandril es sumergido varias veces
en la solucin de caucho hasta alcanzar el espesor de 1mm.2.5.5
Fabricacin de tejidos impermeablesPara la fabricacin de tejidos se
emplean dos procedimientos, el ms econmico consiste en adoptar una
pelcula de la materia impermeabilizante al tejido que se quiera
impermeabilizar, extendida uniformemente con ayuda de una calandra.
El segundo procedimiento es ms lento, complicado, y costoso, este
consiste en la evaporacin del disolvente de una capa fina aplicada
en forma de barniz sobre la tela por medio de mquinas de engomar
llamadas SPREANDING. El primer procedimiento tiene numerosas
aplicaciones en tejidos destinados a los artculos de precio
reducido, mientras que las telas impermeables de alta calidad y
resistencia son usadas para aviacin, aeronutica, neumticos,
impermeables finos, se elaboran por el segundo mtodo.-2.5.6
Fabricacin de neumticosEl caucho bruto se amasa en molinos de
masticacin y mezcla, que consiste en dos rodillos girando a
diferentes velocidades. El caucho se ablanda, probablemente a causa
de la rotura de sus largas molculas en otras ms cortas.-Despus de
ser amasado se agregan:1- Negro de carbn 2- 2- xido de zinc 3- 3-
Azufre 4- 4- Caucho regenerado y ablandadoresCada uno de estos
ingredientes cumple un finalidad determinada.El negro de carbn,
sirve para aumentar la resistencia a al abrasin. El xido de zinc es
un acelerador de vulcanizacin, y el caucho regenerado se utiliza
para disminuir el costo del neumtico acabado. Los productos qumicos
que actan como aceleradores se incorporan para acortar el tiempo de
vulcanizacin y para proteger el caucho acabado del envejecimiento
por la accin de la luz y del aire.-Los ablandadores o
plastificantes son aceites minerales o plastificantes, son aceites
minerales o vegetales, ceras y alquitranes. De las mquinas de
masticacin el caucho pasa a travs de calandrias, que consisten en
tres rodillos huecos colocados uno encima del otro. Quedando
obligado el caucho a laminarse en hojas finas, y entre los rodillos
se introducen tambin tejidos de algodn, con el objeto de que el
producto sea una lmina fina adherida al tejido.-El tejido cauchado
se corta en tiras. De esta manera las cuerdas estarn formando un
ngulo y tendrn mayor resistencia. Se da forma a las tiras sobre un
ncleo de hierro para obtener el armazn del neumtico. Alrededor del
armazn se da forma a la superficie de rodadura, que es una tira de
caucho masticado y compuesto finalmente se aplica al borde. El
borde es una tira de caucho muy duro que lleva hilos de alambre y
forma el borde del neumtico que ha de estar en contacto con la
pestaa de la rueda. El neumtico montado se coloca en un molde en el
que se ha tallado el patrn de la rodadura. El calor se ha
suministrado por vapor y la presin hace que el azufre vulcanice el
caucho.-EI neumtico se inspecciona y se envuelve.-2.5.7
Manufacturas de cmarasLa fabricacin de cmaras o tubos internos, es
algo parecido. El caucho se mastica, agregando los ingredientes de
la frmula, pero en vez de laminarse en tiras, se lo obliga a pasar
a travs de una mquina de astriccin. Esta es una mquina parecida a
la de hacer salchichas, y consiste en un rodillo que gira en el
hueco de un cilindro, obligando al caucho a pasar por un troquel
produciendo un tubo de caucho, este tubo se corta en la longitud
apropiada, se empalman los extremos formando un anillo, se infla, y
se vulcaniza con vapor de caldera.-Aunque la fabricacin y produccin
de neumticos y cmaras de automviles son realmente representativas
de la manufactura del caucho, cada artculo fabricado de caucho
requiere frmulas de composiciones especiales as como de
ingredientes y manipulaciones bastante peculiares. La formulacin de
las mezclas de caucho es comprimida y vara considerablemente de
acuerdo a cada producto a fabricar.-2.5.8 Usos frecuentes (automvil
maquinaria)Podemos encontrar el caucho aplicado en automviles en
diferentes piezas, la mayora de las veces se aplica el caucho
vulcanizado (tratado qumicamente), ya que las piezas de caucho
natural tienen una vida til ms corta.
FIGURA VCORREAS DE TRANSMISIN
FIGURA VIMAGUERAS DE CIRCULACION
FIGURA VIIVOLANTES
FIGURA VIIIPEDALES DE AUTOMOVILES
FIGURA IXCAMARAS DE AIRE(BLADER)
FIGURA XPISOS ANTIDESLIZANTES
En automviles, el uso ms frecuente es el de neumticos, producido
gracias al descubrimiento del vulcanizado del caucho y su posterior
desarrollo en neumticos por Charles Goodyear fue un hecho
sobresaliente que afect nuestra calidad de vida en los pasados 150
aos, incluyendo el desarrollo de automviles que sin llantas
vulcanizadas, no podran funcionar.Algunos de los miles de modelos,
tamaos y formas:
FIGURA XINEUMATICOS
FIGURA XIINEUMATICOS TIPO ORUGAAmortiguadores de caucho/metal:
Este tipo de amortiguador es el ms utilizado en los medios
industriales. Permite trabajar tanto en cizalla como en compresin o
incluso combinando ambas y es el elemento adecuado para la
proteccin de los golpes, ruidos y vibraciones. Se fabrican en
caucho metal y la forma puede ser cilndrica o dibolo. Tambin se
fabrican en ACERO INOXIDABLE para la industria de la Alimentacin,
qumica y farmacutica:Sirven para aguantar el peso de las maquinas
manufactureras, son de caucho/metal. Por las propiedades del
caucho, son buenas para lugares donde se trabaja con agua, son
resistentes para todo tipo de maquinas, ya sean lneas de transporte
de producto, multivac, selladoras, etc.
FIGURA XIVAMORTIGUADORES
Boquillas para pistolas de gunitar:Con estas boquillas se puede
proyectar gunita (hormign o mortero mezclados con agua) mediante
una mquina con aire comprimido sobre una superficie que se quiere
reforzar o proteger contra el fuego.
FIGURA XV
2.6 Formas comercialesTipos de comercializacin de caucho natural
y vulcanizado.- Rollos de caucho:
FIGURA XVICordones de distintas medidas:
FIGURA XVII
Perfiles comerciales:
FIGURA XVII
Pavimento para plazoletas, juegos infantiles y jardines:
FIGURA XIX
FIGURA XX
FIGURA XXI
3. VULCANIZACIN DEL CAUCHOEl caucho natural sin curar es
pegajoso, se deforma fcilmente cuando est caliente, y es frgil
cuando est fro. En este estado, es un material pobre cuando un alto
nivel de elasticidad es necesario. La razn de la deformacin elstica
de caucho vulcanizado puede ser encontrada en su estructura
qumica.El caucho est compuesto por largas cadenas polimricas. Estas
cadenas se pueden mover de forma independiente entre s, lo que le
permite, al material, cambiar de forma. El entrecruzamiento
introducido por la vulcanizacin impide que las cadenas del polmero
se muevan de forma independiente. Como resultado, cuando se aplica
un esfuerzo el caucho vulcanizado se deforma, pero al cesar el
esfuerzo, el artculo vuelve a su forma original.
FIGURA XXII
Presentacin esquemtica de las dos cadenas (azul y roja) de
caucho natural despus de la vulcanizacin con azufre
elemental.ProcesoLa vulcanizacin es generalmente irreversible, al
igual que otros procesos de los plsticos termoestables y en
contraste con los termoplsticos (el proceso de fusin y
solidificacin) que caracterizan el comportamiento de la mayora de
los polmeros modernos. El entrecruzamiento se hace generalmente con
azufre, pero otras tecnologas son conocidas, incluyendo sistemas
basados en perxido orgnico.Los principales polmeros sometidos a
vulcanizacin son poliisopreno (caucho natural) y caucho
estireno-butadieno (SBR). La tcnica y conjuntos de compuestos de
curado (paquete de cura) se ajusta especficamente para el sustrato
y la aplicacin. Los sitios de reaccin (sitios de cura), son los
tomos de hidrgeno allicos. Estos enlaces CH estn al lado de enlaces
doble carbono-carbono. Durante la vulcanizacin, algunos de estos
enlaces CH son reemplazados por cadenas de tomos de azufre que
enlazan con un sitio de cura de otra cadena de polmero. Estos
puentes contienen entre uno y ocho tomos de azufre. El nmero de
tomos de azufre en el entrecruzamiento influye fuertemente en las
propiedades fsicas del artculo de caucho terminado.
Entrecruzamientos cortos dan a la goma mejor resistencia al calor.
Enlaces cruzados con mayor nmero de tomos de azufre dan a la goma
buenas propiedades dinmicas pero menor resistencia al calor. Las
propiedades dinmicas son importantes para los movimientos de flexin
del artculo de caucho, por ejemplo, el movimiento de una pared
lateral de un neumtico en funcionamiento. Sin buenas propiedades de
flexin estos movimientos forman rpidamente grietas y, en ltima
instancia, hacen que el artculo de goma se quiebre.3.1 Mtodos de
vulcanizacinExiste una variedad de mtodos para la vulcanizacin. El
mtodo econmicamente ms importante (vulcanizacin de neumticos)
utiliza alta presin y temperatura. Una temperatura de vulcanizacin
tpica de un neumtico es de 10 minutos a 170C. Este tipo de
vulcanizacin utiliza el denominado moldeo por compresin. El artculo
de goma es forzado a adoptar la forma del molde.
FIGURA XXIIIVulcanizado de neumtico
Otros mtodos, por ejemplo, para hacer perfiles para puertas de
automviles, usa la vulcanizacin por aire caliente o vulcanizacin
por calentamiento por microondas (ambos son procesos continuos).Hay
varios tipos de sistemas de curado de uso comn en cauchos. Entre
ellos:- Los sistemas de azufre- Perxidos- xidos metlicos-
Acetoxisilano- Entrecruzamiento con aminas- Compuestos
difuncionales3.1.1 Vulcanizacin con azufrePor mucho, los mtodos ms
comunes de vulcanizacin dependen del azufre. El azufre, por s
mismo, es un agente de vulcanizacin lento y no vulcaniza
poliolefinas sintticas. Incluso con caucho natural, grandes
cantidades de azufre, as como altas temperaturas y largos perodos
de calentamiento son necesarios y se obtiene una eficiencia de
entrecruzamiento insatisfactorio con propiedades de resistencia y
de envejecimiento insuficiente. Slo con acelerantes de vulcanizacin
se puede lograr la calidad adecuada. La multiplicidad de los
efectos de vulcanizacin demandados, no se puede lograr con un
compuesto universal. Son necesarios un gran nmero de aditivos
diversos, que comprenden el "paquete de cura" o sistema de
vulcanizacin. Se usa en una concentracin de 1 a 3 ppr, los mtodos
para la vulcanizacin pueden ser:- Azufre solo- Azufre convencional
y aceleradores- Baja cantidad de azufre y aceleradores- Sistema
donador de azufreEl paquete de cura, en un compuesto de goma tpico,
consiste en azufre junto con una variedad de compuestos que
modifican la cintica de reticulacin y estabilizan el producto
final. Estos aditivos incluyen aceleradores, activadores, como el
xido de zinc y el cido esterico (para solubilizar el xido metlico)
y antidegradantes. Los aceleradores y activadores son
catalizadores. Un nivel adicional de control se consigue retrasando
la vulcanizacin, con agentes inhibidores, hasta un tiempo ptimo y
con la temperatura. Los antidegradantes se utilizan para impedir la
degradacin del producto vulcanizado por el calor, oxgeno y
ozono.FIGURA XXIVVulcanizacin con azufre de poliisopreno
3.1.2 Vulcanizacin con perxidosLos perxidos orgnicos son
utilizados en la vulcanizacin de varios polmeros. Presenta la
ventaja de poder producir tambin entrecruzamientos en polmeros que
no presentan dobles enlaces carbono-carbono por lo que son
ampliamente utilizados en los cauchos de etileno-polipropileno
(EPM). Para poder realizar un curado con azufre a los cauchos
etileno-polipropileno se les adiciona un tercer monmero con
insaturacin (EPDM), un dieno como por ejemplo el norboneno.Los
polmeros se entrecruzan con perxidos en aplicaciones donde se
demanda el mejor comportamiento frente al envejecimiento a altas
temperaturas con una baja deformacin remanente por compresin. Los
enlaces carbono-carbono que se forman son trmicamente ms estables
que los entrecruzamientos que contienen tomos de azufre, generados
por vulcanizacin convencional en sistemas de vulcanizacin basados
en azufre y donadores de azufre. Sin embargo, el entrecruzamiento
con perxido requiere que se preste especial atencin a la seleccin
de los ingredientes de la mezcla. Materiales como los
plastificantes, los aceites, y materiales cidos como las slices y
las arcillas floculadas restan valor a la eficacia del
entrecruzamiento al competir con el polmero por los radicales
libres producidos por los perxidos. Los antioxidantes, como tales,
son finalizadores del radical libre e impiden que el perxido se
entrecruce.Entre los perxidos utilizados se encuentran el perxido
di(2,4-diclorobenzoilo), perxido de benzoilo, t-butil perbenzoato,
perxido de dicumilo, etc.
FIGURA XXV
No es recomendable el uso de perxidos en presencia de oxgeno,
como en el caso de la vulcanizacin continua en aire caliente, la
razn es que el radical de transferencia de la cadena del caucho se
oxida, formndose hidroperxidos responsables del inicio de la
degradacin.3.1.3 Vulcanizacin de policloroprenoLa vulcanizacin de
neopreno o policloropreno (caucho CR) se lleva a cabo usando xidos
metlicos (en particular MgO y ZnO, a veces PbO) en lugar de
compuestos de azufre que se utilizan actualmente con muchos cauchos
naturales y sintticos. Adems, debido a varios factores de
procesamiento (principalmente quemaduras, siendo sta la reticulacin
prematura de cauchos, debido a la influencia del calor), la eleccin
del acelerador se rige por normas distintas a otros cauchos dieno.
Los aceleradores utilizados para el cloropreno pueden acarrear
ciertos problemas. El ms importante acelerador para el curado del
caucho CR (tiourea de etileno o ETU), que, a pesar de ser un
excelente acelerador para policloropreno, ha sido clasificado como
txico para la reproduccin. La industria del caucho Europea ha
iniciado un proyecto de investigacin (SafeRubber) para desarrollar
una alternativa ms segura para el uso del ETU.
3.1.4 Vulcanizacin de siliconasLas siliconas de vulcanizacin a
temperatura ambiente (RTV: Room Temperature Vulcanizing) estn
constituidos de aceite reactivo del polmero base junto con cargas
minerales para fortalecimiento. Hay dos tipos de silicona de
vulcanizacin a temperatura ambiente:RTV-1 (sistemas de un
componente)Las RTV-1 se endurecen debido a la accin de la humedad
atmosfrica, un catalizador y acetoxisilano. El acetoxisilano,
cuando es expuesto a condiciones de humedad se forma cido actico.
El proceso de curacin comienza en la superficie externa y avanza
hacia su ncleo. El producto est envasado en cartuchos hermticos y
puede estar en forma lquida o en pasta. Las siliconas RTV-1 tienen
una buena adherencia, elasticidad y durabilidad. La dureza Shore A
puede variar entre 18 y 60. El alargamiento a la rotura puede
variar desde 150% hasta 700%. Tienen una excelente resistencia al
envejecimiento debido a la mayor resistencia a la radiacin UV y a
la intemperie. Los productos RTV-1 industrial se conocen como
CAF.RTV-2 (sistemas de dos componentes)Los elastmeros RTV-2 son
productos de dos componentes que, cuando se mezcla, cura a
temperatura ambiente para dar un elastmero slido, un gel o una
espuma flexible. Las RTV-2 se mantienen flexibles de -80C a +250C.
Se descomponen a temperaturas superiores a 350C dejando un depsito
de slice inerte que no es inflamable y ni combustible. Pueden ser
utilizados para el aislamiento elctrico debido a sus propiedades
dielctricas. Las propiedades mecnicas son satisfactorias. Las RTV-2
se utilizan para hacer moldes flexibles, as como muchas piezas
tcnicas para aplicaciones industriales y sanitarias.
FIGURA XXVIRecubrimiento de circuito elctrico con silicona3.1.5
Entrecruzamiento con aminasLos cauchos fluoroelastmeros (FKM) y los
poliacrilatos (ACM) no son vulcanizados con azufre, debido a que
contienen una pequea cantidad de monmero reactivo que reacciona con
las aminas. El azufre puede ser aadido solamente como un retardador
de la vulcanizacin.4. CONCLUSIONES Destacamos el uso del caucho
vulcanizado, usado en su mayora en la industria automotriz, tanto
para neumticos como para recubrimientos. En el uso industrial su
uso tambin es frecuente gracias a que es repelente al agua,
aislante de la temperatura y de la electricidad. El caucho se
destaca por su enorme elasticidad, la resistencia al estiramiento y
su capacidad para conservar la flexibilidad incluso en condiciones
de temperaturas extremas. Un autntico producto milagro que nunca se
ha podido reproducir de manera artificial, a pesar de todos los
esfuerzos realizados en este sentido.