elastómeros empleados en electrotecnia

8/18/2019 Elastómeros Empleados en Electrotecnia

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Elastómeros empleados en electrotecnia

Son polímeros caracterizados por su extraordinaria elasticidad; pueden estirarse

varias veces en su longitud por efecto de un esfuerzo de tracción y cuando cesa

este esfuerzo, toman casi instantáneamente su forma primitiva, sin deformación

y sin que queden alteradas sus propiedades.

Esta particularidad, obedece a las características especiales de los enlaces entresus átomos constituyentes, que se desenrollan a travs de enlaces sencillos

cuando son sometidos a esfuerzos de tracción, pero siempre manteniendo puntos

!"os rígidos como se indican en el siguiente grá!co.

Este proceso es reversible puesto que no existen elementos que estabilicen la

nueva con!guración y las cadenas vuelven a su estado inicial al !nalizar la carga.

#na operación importantísima para este tipo de materiales, es la llamada

vulcanización, a travs de cual se producen enlaces parciales entre las cadenas

polimricas adyacentes.

$eneralmente con este proceso se aumenta la elasticidad de material, así como

la dureza del mismo, lo que minimiza la deformación plástica permanente.

Este proceso se logra, empleando azufre en porcenta"es adecuados, cuyos

átomos act%an como elementos de unión entre las distintas cadenas.

Estos puentes disminuyen la movilidad relativa de las cadenas polimricas y

contribuyen al restablecimiento de la posición inicial del material.

Este tipo de material es muy utilizado en electricidad, puesto que además de

tener excelentes propiedades dielctricas, tambin tiene buenas propiedades

mecánicas y resistencia a la &umedad y a otros agentes químicos.

'lasi!cación

Elastómeros naturales( Existentes en la naturaleza en estado de polímeros, a las

que los procesos industriales se limitan a alterar alguna de sus propiedades como

por e"emplo el cauc&o natural, la gutaperc&a y la balata.

El cauc&o natural, se encuentra en distintas concentraciones dentro de un

líquido lec&oso llamado látex, que se extrae de algunas plantas tropicales, entre

las cuales se encuentra la )evea *rasiliensis. El mismo se extrae por un proceso

llamado sangrado y se separa utilizando unos ácidos especí!cos que lo &acen

coagular y depositarse en láminas continuas.

Es básicamente un &idrocarburo, es decir está compuesto de carbono e

&idrógeno. El monómero básico es el isopreno que se une formando cadenas

lineales. +osee un peso especí!co de ,- /g0cm1 y una conductividad elctrica

muy ba"a.


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El estado !nal depende de la proporción de azufre empleado en la vulcanización,

pudiendo variar entre un cauc&o vulcanizado blando o normal y ebonita que es

un material duro, resistente y poco elástico.

+ara ser utilizado en electrotecnia se le debe realizar la vulcanización con azufre

y otras sustancias, de cuyos contenidos dependen sus propiedades elctricas.

En este proceso se le con!ere una mayor elasticidad, resistencia mecánica,duración y resistencia a la temperatura, &umedad y a los disolventes.

El factor de pérdidas dieléctricas es el parámetro que mejor define el comportamiento de un aislante en cuanto a

sus pérdidas eléctricas y sólo depende del material utilizado como aislante.

2tros agentes que se le incorporan son(

• +lasti!cantes( son aceites vegetales o minerales, ácidos grasos, asfalto

natural, para darle más plasticidad y facilitar su modelado.• 3celerantes( como 'alcio, óxido de magnesio, bases orgánicas con el !n de

acelerar el proceso de vulcanización• 3ctivadores( como el óxido de zinc o acido esteárico que colaboran con los

3celerantes.• 4etardadores( como el ácido salicílico para evitar el tostado del cauc&o.

• 3ntioxidantes( como fenoles y aminas aromáticas para retardar el

enve"ecimiento prematuro.• 'argas( como el negro &umo, carbonatos y talcos, para modi!car las

propiedades mecánicas y abaratar costos, además de modi!car las

propiedades elctricas.• 2tros ingredientes( como pigmentos, abrasivos, ignífugos, odorantes.


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5a &umedad lo &ace aumentar de peso, modi!cando simultáneamente sus

propiedades elctricas, como la conductividad y constante dielctrica.

3 ba"as temperaturas se vuelve rígido pero no tiene prácticamente resistencia a

temperaturas elevadas.

El ozono lo deteriora, provocando grietas que lo perforan, pero se minimizan sus

efectos combinándolo con otros elementos como aceites y betunes resistentes.+ara el aislamiento de conductores de cobre ste debe esta6arse, puesto que lo

ataca químicamente, originando su destrucción.

Seg%n la calidad de los aislamientos, su contenido varía desde un 7 a un 8 9 .

:ambin se lo emplean en la confección de cintas aislantes de goma.

Ebonita

Es uno de los materiales aislantes más empleados en aplicaciones

electrotcnicas. ue uno de los primeros polímeros en descubrirse. Se obtiene al

vulcanizar cauc&o puro con azufre sucesivamente

y su nombre proviene del bano al que, por sus propiedades, puede sustituir en

algunas aplicaciones.5a vulcanización se realiza a temperaturas comprendidas entre ?@' y A@ ' a

presiones entre ? a = atm y tiempos estimados entre 8 y 7 &s.

:ambin utiliza otros agentes constitutivos para brindarle propiedades

adicionales.

Es un polímero duro, muy resistente a la tracción y a la compresión, negro,

compacto y susceptible de mecanizado por arranque de viruta.

Es poco &igroscópica y muy sensible al calor por lo que no debe ser sometida a

temperaturas superiores a A@'.

:iene buenas propiedades dielctricas, que varían muc&o con la temperatura de

traba"o, contenido de cargas y aditivos.4esiste muy bien a la mayoría de los ácidos pero es atacada por el ozono, aceites

y disolventes orgánicos.

$utaperc&a( Se obtiene de manera similar a la del cauc&o natural, pero de

diferentes árboles. +roviene del mismo monómero, el isopreno.

Su estructura diferente, la &ace menos elástica que el cauc&o.

Se lo puede vulcanizar con azufre o cloruro de azufre, pero lo se lo utiliza

mayormente sin vulcanizar.

#sualmente se lo utiliza en aislamientos, mezclando distintas calidades del

mismo. +uede moldearse a presión a temperaturas de 8 a @'. Se vaporiza a

partir de -@'. El aire lo oxida fácilmente.Su principal aplicación es como aislamiento de cables submarinos de transporte

de energía elctrica y telecomunicación puesto que el factor de prdidas

dielctricas es máximo a la temperatura ambiente.

5a *alata( Se obtiene de la misma manera que la $utaperc&a pero de especies

sudamericanas. Esta constituido tambin del poli isopreno. :iene las mismas

aplicaciones que la $utaperc&a, pero con propiedades elctricas algo me"ores.

5átex( Es factible de vulcanizarse con polisulfuros o con azufre, y posteriormente

a la evaporación se obtiene una película solida. Se pueden fabricar un sinn%mero

de artículos en forma sencilla a partir de este material con me"ores propiedadesque el cauc&o.

+osee la di!cultad en transportarlo como materia prima ya que se encuentra en

disolución.


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Se lo suele utilizar en electrotecnia para la impregnación de telas, papel y

cordones y para el aislamiento de conductores.

+araguta( 'onsiste una combinación en iguales proporciones de cauc&o exento

de resinas e &idrocarburos de la gutaperc&a puri!cado, con adición de otros

&idrocarburos, para modi!car sus propiedades mecánicas con reducción de coste.

Es un elastómero con buena propiedad aislante con iguales aplicaciones que lagutaperc&a, pero mas económica.

'&atterton( Es una combinación de tres partes de gutaperc&a, una de resina y

una de alquitran. Se lo utiliza en forma de varillas o cintas, siempre como aislante

de conductores.

'auc&o 'onductor( Se lo &ace elctricamente conductor, a6adiendo preparados

adecuados, con resistividades de orden de os ,? o&mios 'm70cm. Se lo suele

emplear en unidades de caldeo, blinda"es y guarniciones para dispositivos

electrónicos.

Elastómeros Sintticos( 2btenidos arti!cialmente por polimerización de

monómeros especí!cos.

5o más frecuente es la polimerización con"unta de dos o más monómeros

diferentes, obtenindose diversos copolímeros.

Se los suele clasi!car en tres grandes grupos(

+olímeros de diole!nas( +osee una estructura molecular de más de un doble

enlace, que le otorga propiedades tecnológicas importantes. Existen diversas

variedades, pero el tipo comercial mas corriente está formado aproximadamente

por B8,=9 de butadieno y 719 de estireno, que es el mas parecido al cauc&o

natural, superando a este en resistencia a la abrasión y a los aceites derivadosdel petróleo. Se lo emplea en electrotecnia como ingrediente en la mezcla con

otros materiales aislantes como el cauc&o natural, el policloruro de vinio, etc., ya

que solo es elctricamente un dielctrico de!ciente.

3demas del butadieno se puede utiizar como monómero básico el cloropeno, que

combinado con otros monómeros se obtiene el policloropeno, conocido como

neopreno, que posee buenas cualidades mecánicas por lo que se los utiliza en

cubiertas exteriores de conductores elctricos de ba"a tensión.

+olímeros de monoole!nas( +osee una estructura molecular de un solo doble

enlace, dando origen a cadenas lineales saturadas susceptibles de ser

vulcanizadas. Co obstante esto se revierte agregando productos como diole!naso que lleven agrupamientos laterales reactivos que establezcan enlaces

moleculares.

El mas conocido es el cauc&o butílico

'ombinado con el isopreno en una proporción de ,= a 19, resulta el poliD

isobutilenoDisopreno


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reacciones originadas, se obtienen los enlaces característicos de las

siliconas.

5as siliconas se pueden presentar comercialmente ba"o distintas formas

diferentes como ser(

luido con aceites( #tiizados en un margen de temperatura entre D?@' y 7@'como dielctrico en condensadores, transformadores, disyuntores, etc.

'ompound o pastas( 'onstituidos por fuidos de silicona de viscosidad elevada,

son utilizados como masa ailante de relleno y presentan muy interesantes

propiedades dielctricas( A a 7= Fv0mm

$rasas( se obtienen a6adiendo a los Guidos de silicona cargas elegidas

especialmente por su buena estabilidad, que le dan excepcional resistencia al

calor y peque6a variación de la consistencia en función de la temperatura.

4esinas( para la fabricación de aislantes elctricos Gexibles, rigidos y barnices de

impregnación y de protección.

Elastómeros( +osee excelente estabilidad a temperaturas extremas, resistencia ala oxidación, excelentes propiedades dielctricas para el aislamiento a altas

temperaturas.

:odas tienen propiedades comunes debido a su estructura o esqueleto

inorgánico(

D $ran estabilidad trmicaD Huy buena inercia química

D Elevado poder &idrófugoD Excelentes propiedades dielctricasD 4esistencia a variaciones de temperatura comprendidas entre D=@' y

7=@' en servicio continuo sin que afecte sus propiedades mecánicas y

elctricas.D Excelente resistencia a las sobrecargas, a frecuencia industria o mediaD Huy buenas propiedades dielctricas. Son me"ores que las

correspondientes a os materiales aislantes orgánicos, sobre todo en lo que

se re!ere a la estabilidad, temperatura y &umedad.D 3usencia de enve"ecimiento a los agentes climatológicos, lo que permite

su utilización en instalaciones exteriores sin protección.

D 4esistencia al oxígeno, ozono y efecto corona.D 4esistencia a agentes químicos.

Seg%n su composición de radicales libres, se obtienen(

• Hateriales rígidos y termoestabes, para la fabricación de aislantes duros

.• Hateriales elásticos y termopásticos( para permitir a dilatación de os

soportes en los aislantes Gexibles, tales como las cintas de relleno,

ad&esivos, etc.• luidos y aceites( utilizados sobre todo como dielctricos líquidos.

• Elastómeros o gomas( utilizados en la formas mas diversas tales como

cintas autoad&esivas, recubrimiento de conductores elctricos, etc.

En general, las siliconas se utilizan en electrotecnia en(

3islantes rígidos, constituidos por resinas de silicona


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3islantes Gexibles, a base de resinas y de elastómeros de silicona 3islantes clase ) de mica y micanita( aglomeradas por una resina de

silicona. *arnices aislantes( abricados a partir de resinas de silicona y utilizados

para impregnación de bobinados de motores. 3islamientos de conductores elctricos( Se emplean sobre todo los

elastómeros de silicona. 4esinas de recubrimiento( +ara el recubrimiento de c&apas , n%cleos y

circuitos magnticos. Iielctricos líquidos( Sobre todo en electrónica +roductos de relleno( para "untas elásticas aislantes en los casos de fuertes

elevaciones de temperatura.

elastómeros empleados en electrotecnia

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