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fecha de publicación23.12.2015
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ELASTOMEROS

Los elastómeros son considerados como polímeros por algunos, pero no lo son porque los polímeros presentan 2 propiedades claves que son la viscosidad y la elasticidad, es decir son materiales visco-elásticos, pero os elastómeros son nicamente materiales elásticos.

Los elastómeros se forman cuando los monómeros se unen entre sí para formar el polímero está normalmente compuesto de carbono, hidrógeno, oxígeno y/o silicio. Los elastómeros son polímeros amorfos que se encuentran sobre su temperatura de transición vítrea, la Temperatura de transición vítrea (Tg) es la temperatura a la que se da una seudotransición termodinámica en materiales vítreos de ahí esa considerable capacidad de deformación, es decir, un punto en donde las fibras del polímero empiezan a captar las modificaciones hechas.

Estas cadenas de monómeros se unen otorgándole una condición de elasticidad, pero no es otorga una condición viscosa por lo cual se diferencian de los polímeros normales.

TIPOS DE ELASTOMEROS

Los elastómeros se dividen de acuerdo el grado de elongación, estos se dividen en elastómeros termofijos, elastómeros termoplásticos y termoestables. Los termofijos: estos se desarrollan por en un proceso conocido como vulcanización, La vulcanización es un proceso mediante el cual se calienta el caucho crudo en presencia de azufre, con el fin de volverlo más duro y resistente al frío. El cual permite el desarrollo de enlaces transversales, lo cuales dan firmeza al material sin perder su condición elástica, un ejemplo de elastómeros termofijos son las llantas de los vehículos. Los termoplásticos: esta es una nueva clase que prácticamente reemplazaron los termofijos, debido a que son mucho más elásticos son usados en estos momentos más en la industria. Elastómeros termoestables: Al ser calentados no modifican su forma y siguen siendo sólidos hasta que, a una cierta temperatura, se degradan. La mayoría de los elastómeros pertenecen a este grupo.

NOMENCLATURA DE ELASTOMEROS

NOMENCLATURA DE ELASTOMEROS

TIPO

TEMPERATURA °C (°F)

CLASE

AUMENTO DE VOLUMEN MAX. (%)

A

70(158)

A

NO REQUERIDO

B

100(212)

B

140

C

125(257)

C

120

D

150(302)

D

100

E

175(347)

E

80

F

200(392)

F

60

G

225(437)

G

40

H

250(482)

H

30

J

275(527)

J

20







K

10

La nomenclatura utilizada para la clasificación de los elastómeros es una dada por la ASTM, la cual está dada por 2 letras iníciales, la primera letra inicial es el tipo, que varia con el tipo de temperatura que puede soportar el elastómero. Y es segundo es el volumen que puede alcanzar él cuando se le aplica una temperatura determinada.

Algunos elastómeros de uso generalizado

Tipo

Clase

Caucho Típico

A

A

Caucho natural, butilo,polibutaneno

A

K

Polisulfuro

B

A

Etileno-propileno,

estireno-butadieno

B

C

Cloropeno, polietieno colorado

C

E

Poietileno clorosulfonado

C

H

Nitrilo, acrílico.

D

F

poliacriato

CLASIFICACION DE LOS ELASTOMEROS

Clasificación según su composición química

  • Grupo R (del inglés Rubber) - la cadena principal se compone de carbono e hidrógeno y contiene dobles enlaces

  • Caucho natural (NR)

  • Polisopreno (IR, forma artificial del caucho natural)

  • Polibutadieno

  • Caucho estireno-butadieno (SBR)

  • Caucho butilo (IIR)

  • Caucho nitrilo (NBR)

  • Neopreno (CR)

  • Grupo M (del inglés Methylene) - su cadena principal sólo contiene átomos de carbono e hidrógeno y está saturada (no dobles enlaces)

  • Caucho etileno-propileno (EPM)

  • Caucho etileno-propileno-dieno (EPDM)

  • Caucho etileno-acetato de vinilo (EVM)

  • Caucho fluorado (FKM)

  • Caucho acrílico (ACM)

  • Polietileno clorado (CM)

  • Polietileno clorosulfurado (CSM)

  • Grupo N - contiene átomos de nitrógeno en la cadena principal

  • "Pebax", copolímero de poliamida y poliéster

  • Grupo O - contiene átomos de oxígeno en la cadena principal

  • Caucho de epiclorohidrina (ECO)

  • Grupo Q - contiene grupos siloxano en la cadena principal

  • Caucho de silicona (MQ)

  • Grupo U (de Uretano) - contiene átomos de nitrógeno, oxígeno y carbono en la cadena principal formando el grupo NCO (uretano)

  • Elastómeros de poliuretano (AU y EU)

  • Grupo T - contiene átomos de azufre en la cadena principal

  • Caucho de polisulfuro o "Thiokol"

Según la reacción a la que son sometidos para cambiar al estado plástico

  1. Aquellos que cambian de estado por una reacción física, vale decir, no se alteran sus propiedades, solo su consistencia al ser sometidos a calor.

• Ceras para impresión.

• Compuestos de modelar o godivas.

• Hidrocloides reversibles.

b) Aquellos que cambian de estado a través de una reacción química, en este caso mezclamos dos materiales iníciales y obtenemos un producto diferente. Ejemplo:

• Yesos para impresión.

• Elastómeros.

• Pasta zinquenolica.

• Alginatos o hidrocoloides irreversibles.

Clasificación según su comportamiento al fraguar, endurecer o polimerizar.

a) Elásticos:

• Mercaptanos.

• Elastómeros –siliconas.

• Poliésteres.

b) Rígidos:

• Compuestos de modelar o godibas.

• Ceras.

• Yesos.

• Pasta zinquelados.

Propiedades de los elastómeros

Dureza y suavidad

Es una propiedad que cualquiera puede notar simplemente tocando el caucho, pero para determinar exactamente el nivel de dureza, se necesitan unos instrumentos específicos así como unos estándares de referencia que serán descritos más adelante. El caucho sólido tiene una dureza que va desde 20 a 98 Shore A, el 20 representando el punto de suavidad extrema y el 98 constituyendo el punto extrema de dureza. Todos los tipos de caucho pueden ser preparados de forma que cubran la mayoría de este espectro de durezas. El cálculo exacto de la dureza requerida es de fundamental importancia para que una pieza de caucho funcione correctamente y desarrolle su función (en los casos en los que una determinada deformación se requiere debido al contacto con una superficie de fricción o cuando una resistencia a la abrasión es necesaria.

Elasticidad

Es la capacidad para deformarse y volver rápidamente a su estado inicial, lo cual no sólo permite la posibilidad de catapultar, sino también la de proveer una fuerza constante ya sea bajo tensión o bajo compresión. Todos los tipos de cauchos son naturalmente elásticos pero el grado de elasticidad varía según los tipos, así como su tiempo de vida que puede ser limitado cuando son expuestos a la luz, al ozono, etc. Algunos tipos especiales de caucho permanecen elásticos durante toda su vida proyectada, pero todos se relajan y pierden su elasticidad dentro de ciertos límites si están sometidos a una deformación constante.

Resistencia a la temperatura

Dado que pertenecen principalmente a la familia de los hidrocarburos, el caucho tiene un rango relativamente limitado de resistencia a las temperaturas. La temperatura de aplicación indica el rango dentro del cual las propiedades del caucho permanecen más o menos inalteradas. E l material tiende a endurecerse a temperaturas por debajo del mínimo mostrado y temperaturas extremadamente bajas pueden causar la ruptura del caucho. El material se dañará, incluso se destruirá, a temperaturas por encima del máximo estipulado. La temperatura exacta de funcionamiento debe ser establecida de forma que se elija el material más adecuado para trabajar en esas condiciones.

Resistencia climática

Las propiedades de algunos tipos específicos de caucho pueden permanecer inalteradas indefinidamente cuando se exponen a cualquier tipo de condiciones atmosféricas (calor, frío, humedad, lluvia, sequía); el tipo más adecuado para resistir cualquier tipo de condiciones atmosféricos, incluido el ataque por ozono es el EPDM.

Resistencia a ambientes extremos

Todas las sustancias químicas agresivas, ciertos componentes alimentarios, refrigerantes y aceites hidráulicos deben ser considerados para una formulación correcta del caucho y probados para garantizar un servicio de cierre adecuado. Todos los tipos de caucho sintético que se conocen en la actualidad han sido desarrollados con el objeto de obtener una resistencia mejor a los combustibles y aceites que han caracterizado tan notablemente el siglo XX. En cuanto a comportamiento frente a los aceites y combustibles, el CR tiene una resistencia moderada, el NBR y la VMQ una resistencia buena mientras el FPM, la FVMQ el ACM y el FFKM tienen una resistencia muy alta.

APLICACIONES DE ALGUNOS ELASTOMEROS

  • Elastómeros de butadieno-estireno: Se aplican en la industria de los neumáticos.

  • Neopreno: Se parte de acetileno, llegando al monómero cloropreno que es objeto de polimerización, dando lugar a este producto que es similar al caucho natural pero con propiedades técnicas superiores. Propiedades: no se degrada por acción de rayos solares, ni intemperie. Frente a agentes químicos su comportamiento es excelente. Se puede utilizar en una amplia gama de temperaturas. Alta resistencia física y frente a la combustión. Equilibrada combinación de características térmicas, químicas y físicas que le ayudan en la versatilidad de aplicaciones. Alta resistencia a la abrasión. Aplicaciones: tres formas distintas de empleo: la compacta, la celular y la líquida.

  • El neopreno compacto: se transforma en productos moldeados, perfiles extrusionados o láminas calandradas. Se utilizan para la fabricación de tuberías para transporte de líquidos; revestimientos de cables eléctricos; juntas rápidas para canalizaciones empotradas, como sustituto del plomo.

  • El neopreno celular: se transforma en productos esponjosos y espumas de caucho. Se usan para juntas de estanqueidad; materiales isolantes; mastiques; gomas de espumas; etc.

  • El neopreno líquido o en látex: es una dispersión acuosa de caucho. Es el principal componente de muchos adhesivos (cola de neopreno usada para adherir tableros estratificados a base de madera natural o aglomerada, fáciles de extender secan rápidamente, resisten a la humedad y calor), pinturas, aislantes contra el calor y electricidad, etc.

  • Elastómeros de Polisulfuro: Su aplicación es en mangueras para automóviles y estaciones de servicio, revestimientos de cables y acabados de tejidos impermeables.

  • Elastómeros de Siliconas: Su aplicación es en mangueras para automóviles y estaciones de servicio, revestimientos de cables y acabados de tejidos impermeables.

  • Hypalón: Se obtiene mediante un tratamiento de polietileno con una mezcla de cloro y anhídrido sulfuroso. Es un elastómero vulcanizable, con variables propiedades características del caucho y del polietileno. Propiedades: de las más destacadas es su resistencia al ozono. No se altera frente a movimientos estructurales o de variaciones de temperaturas. Aplicación: por la propiedad antes mencionada su aplicación más adecuada es par protección e impermeabilización de cubiertas en forma de láminas o en estado fluido. También se fabrican baldosas para pavimentación, etc.

  • Elastómeros de Poliuretano: Esta se forma en base a enlaces de uretano. Un producto característico de la familia, es el Adiprene. Propiedades: Se destacan por su energía elástica, su extraordinaria dureza, su elevada capacidad para la carga y excepcional resistencia a la tracción, flexión abrasión radiación ultravioleta, ozono, disolventes. Aplicaciones: ruedas, piezas que soportan cargas, tubos en sustitución del metal, para elementos de soporte, juntas cortadas a troquel, etc.

  • Otros elastómeros: Fluorelastómeros, Poliisoprenos, Polibutadieno.

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