Caucho - Polímeros termoplásticos, elastómeros y aditivos



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Caucho

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Caucho natural (NR)

Los cauchos naturales, o goma natural, también denominada hule, se obtienen por coagulación del látex obtenido a partir de algunas plantas tropicales (en particular Hevea brasiliensis) y se recogieron por incisión del tronco de la planta. Requiere la vulcanización, un proceso por el cual se crea reticulaciones entre las cadenas poliméricas del caucho por calentamiento en presencia de azufre. Las reticulaciones aumentan la resistencia del caucho y actuar en cierto sentido como una "memoria" que ayuda al polímero a recuperar su forma original después de un stiramento.La plasticidad del caucho varía de un árbol a otro y también depende de la cantidad de trabajo dedo al caucho desde el estado látex, de las bacterias que lo acompañan e influyen en su oxidación y de otros factores. El caucho natural muestra, a diferencia de otros cauchos sintéticos, la característica especial de la cristalización reversible al estirar.

Nombres - Símbolo
                                                  
  • Natural rubber
  • Goma natural
  • Hule
  • Cis -1,4-poliisopreno
  • Polímero del isopreno
  • 2 metilbutadieno
  • ASTM D 1418 Designación: NR
  • ISO/DIN 1629 Designación: NR
  • ASTM D2000/SAE J200 Type, Class: AA
  • Apple Compound Designation: NA
                                                 
Caucho propiedades Físico-Mecánicas

Como muchos elastomeros las propiedades físicas del caucho cambian con la temperatura. Calentando arriba de 100ºC, se ablanda y sufre alteraciones permanentes. A bajas temperaturas, se vuelve rígido, y cuando cuando esta abajo de la Tg adquiere estructura fibrosa. Debido a su naturaleza plástica la goma natural adquiere gran deformación permanente. Proporciona excelentes propiedades físicas , mecánicas,y un excelente rendimiento elástico, pero no resiste a los agentes atmosféricos, a la temperatura y a muchos compuestos químicos. Elevata permeabilidad  a los gases, por lo tanto, no es adecuado para el propósito, buen aislante elettrico. Resistenza de ozono, el envejecimiento y la intemperie, más bien limitada. Sin embargo, puede mejorar con la adición de antiager y antiozonantes como cera protectora.

Caucho propiedades Termicas

Excelente resistencia a la abrasión, resistencia al calor, hasta un máximo de 80÷90°C. Con la acción prolongada de altas temperaturas, el caucho natural, después de un endurecimiento temporal puede suavizar, un fenómeno atribuible a la descomposición de materiale. Resistencia a bajas temperaturas hasta aproximadamente -55°C.

Caucho propiedades Eléctricas

Las goma natural son normalmente buenos aislantes con una relativa alta resistividad eléctrica, siendo los no polares mejores que los polares.  Sin embargo, las propiedades eléctricas de los compuestos de XPRENE B son más dependientes de los ingredientes utilizado en la mecla que del elastómero base.

Caucho propiedades Químicas

El caucho puro es insoluble en  agua, álcali o ácidos débiles, y soluble en benceno, petróleo, hidrocarburos clorados y disulfuro de carbono. Con agentes oxidantes químicos tales como ácido nítrico, ácido crómico, cloro, bromo, etc, se oxida rápidamente, pero con el oxígeno de la atmósfera lo hace lentamente. Modesta resistencia a los líquidos de frenos a base  de glicol ,aceites y grasas de silicona. No resisten a los aceite minerales, grasa , combustibles como motor de gasolina, queroseno y diesel, hidrocarburos tales como propano, butano, hexano, gasolina ligera, heptano, pentano. Resiste al agua, agua con detergentes para limpieza, soluciones alcalinas y salinas, aceites oxidantes y no oxidantes y bases de concentración ≤50% alcoholes no alimentarios a una temperatura máxima de 50°C, acetonas a una temperatura máxima de 20°C.

Las cargas minerales inorgánicas ya encuentran un uso extenso en compuestos de caucho

  • El talco se utiliza en productos como el respaldo de alfombras y puede
  • ì eficaz cuando se mezcla con rellenos de refuerzo como sílice o negro de humo. Los tamaños de partículas pueden oscilar entre 0,5 y 10,0 am.
  • También se pueden usar arcillas como caolín y bentonita en combinación con sílice o negro de humo. Los tamaños de partículas tienden a oscilar entre 0,5 y 5,0 am. Arcillas químicamente modificadas de gran superficie, resistencia a la tracción, resistencia a la abrasión y resistencia al desgarro del producto de caucho.
  • El carbonato de calcio se puede utilizar como relleno aunque sus propiedades de refuerzo sean insignificantes. La modificación de la superficie mediante el uso de agentes de acoplamiento puede mejorar las propiedades de los compuestos que contienen carbonato de calcio. Sin embargo, es más eficaz cuando se mezcla con negro de humo o sílice.

Caucho procesabilidad

La procesabilidad es mejor cuando el peso molecular del plástico es bajo, mientras que las propiedades del producto acabado son mejores cuando su peso molecular es alto. En la práctica la mayor cantidad de plásticos utilizados se eligen con un peso molecular intermedio entre su procesabilidad y las propiedades finales del producto, pero dada la gran variedad de plásticos y procesos, particularmente en los termoendurecibles, cauchos y recubrimientos, se debe elegir el plástico y el proceso que permitan al mismo tiempo obtener, la mejor procesabilidad y las mejores propiedades en el producto acabado. En la fabricación moderna de artículos de caucho natural, el caucho crudo se trata con varios compuestos mezclándolos en máquinas. La mezcla se aplica entonces mecánicamente a una base o molde, y el objeto revestido o formado de la mezcla se pone en moldes y vulcaniza.

Como se obtiene el caucho sintetico

Los cauchos naturales, se obtienen por coagulación del látex obtenido a partir de algunas plantas tropicales (en particular Hevea brasiliensis) por incisión en la corteza del árbol para sangrar las plantas, y se recoge la savia de látex, una sustancia pegajosa y lechosa, que se refina hasta conseguir la goma utilizable. La composición del látex varía en las distintas partes del árbol; generalmente el porcentaje de caucho (hidrocarburo) decrece del tronco a las ramas y hojas. Otras plantas de las cuales se obtiene caucho natural son Urceola elastica de Asia y la Funtamia elastica de África occidental, el ficus euphorkingdom heartsbias y el diente de león común, de Castilla elástica, del Kalule patenium argentatum y de la Gutta-percha palaquium gutta. Al estirarlo, no regresa a adquirir después la forma inicial, por eso ,la goma natural se vulcaniza, y mejora las propiedades mecanica, también la elongacion,   un proceso en el que la goma se calienta y se le añade azufre o peróxido para incrementar su resistencia y elasticidad, así como para evitar su deterioro. Para la mayoría de aplicaciones, el caucho crudo se mezcla con una variedad de ingredientes para modificar sus características, como carga minerales, pescadillas, o carbonato de calcio, y bario, o sulfato de bario, el negro de humo y óxidos de zinc y plomo, y muchos productos orgánicos, actúan de acelerantes de la vulcanización, dando a los demás un caucho más tenaz y duradero.

Aplicación de compuestos de materiales reciclados

El material reciclado se puede agregar a la formulación del compuesto original en una de dos formas. El contenido total de elastómero se puede mantener en 100 RHC, o el contenido de reciclaje se puede agregar sobre el elastómero original como relleno. Aunque a niveles bajos puede haber deterioro en las propiedades mecánicas de un compuesto, todavía existe una amplia variedad de aplicaciones exitosas. Por ejemplo :

  • En cemento y hormigón, la adición de caucho reciclado reduce transmisión de vibraciones, mejora la resistencia a la fractura y reduce
  • agrietamiento
  • En el relleno de las plantas de tratamiento de lodos, el caucho granulado es eficaz para absorber metales pesados y disolventes orgánicos como benceno, tolueno y otros disolventes orgánicos
  • El asfalto que contiene caucho desmenuzado es más duradero, tiene una mejor resistencia al agrietamiento térmico y reflectante, reduce el nivel de ruido generado por los vehículos que viajan sobre él y proporciona una conducción más cómoda
  • Los suelos, las baldosas de los pasillos y las superficies deportivas, como las pistas para correr o trotar, constituyen un mercado en crecimiento para el caucho reciclado. Tales superficies son muy efectivas. Sin embargo, el problema técnico más importante es la eliminación de todo el acero del material. La trituración criogénica se usa típicamente para producir materiales para tales aplicaciones.

Aplicaciones del caucho

Artículos técnicos de cualquier tipo: tubos, juntas, membranas, elementos de resorte de goma y de goma / metal, para motores de suspensiones, perfiles de puertas y ventanas, mangueras, correas, esteras, revestimientos para suelos y amortiguadores para el sector de la automoción. Neumáticos para vehículos de motor, cintas transportadoras, cinghie. Articolos de uso común, tales como botas de goma, suelas de zapatos y los talones, guantes, chupetes, esponjas, hilos de caucho, adhesivos, guantes, los globos y gomas de borrar.

Uso de caucho natural en neumáticos

La cantidad de caucho natural que se utiliza en neumáticos específicos varía según el diseño y el tamaño del neumático. En términos de tonelaje, el consumo de caucho natural en llantas se divide de la siguiente manera: la producción de llantas para automóviles usa alrededor del 45%, las llantas para camiones usan aproximadamente el 35% y el 20% restante se usa para agricultura, movimiento de tierras o fuera de la carretera (OTR ) vehículos y aeronaves. Los neumáticos más grandes para aplicaciones comerciales tendrán un contenido de caucho natural dentro de un rango de 32 a 40% en peso. Los niveles más altos de caucho natural que se encuentran en los neumáticos comerciales son necesarios para satisfacer las siguientes necesidades de rendimiento:

  • Temperaturas de funcionamiento más bajas
  • Resistencia a la rodadura reducida
  • Adhesión de componente a componente para mayor durabilidad y capacidad de recauchutado de neumáticos
  • Resistencia al desgarro, especialmente para neumáticos que operan en condiciones todoterreno
  • Desgaste de la banda de rodadura
  • Clasificación de neumáticos OTR mejorada, toneladas millas por hora (TMPH). Ésta es una medida de la cantidad de toneladas que una configuración de neumático en un vehículo es capaz de transportar a la velocidad promedio del vehículo para el turno de operación. Es una función de la temperatura de funcionamiento y la durabilidad de los neumáticos

El contenido de caucho natural en los compuestos de la banda de rodadura puede variar desde 10 phr, cuando se ha agregado para mejorar las cualidades de procesamiento, hasta 100 phr, como cuando se usa en neumáticos comerciales radiales para camiones para obtener una buena histéresis y resistencia al desgarro. Otros polímeros típicamente mezclados con caucho natural son polibutadieno (BR) para resistencia a la abrasión y fatiga, caucho de estireno butadieno (SBR) para tracción y rigidez, caucho de butilo (IIR) y caucho de halobutilo (CIIR, BIIR) para mejorar el rendimiento de tracción del neumático, y poliisopreno sintético (IR) para cualidades de procesamiento. Las paredes laterales de las llantas son típicamente mezclas 50:50 de caucho natural y polibutadieno para resistencia a la fatiga, crecimiento de cortes y abrasión.

Espectrometría infrarroja por Transformadas de Fourier (FTIR)


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