petroquimica de gomas y caucho

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1 PETROQUIMICA DE GOMAS Y CAUCHO 1. INTRODUCCION Como 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 técnicas de obtención de gomas y los cauchos. Las cauchos se dan de forma natural, ya que estos son macromoléculas y polisacáridos que tienen gran capacidad de retener agua y formar suspensiones coloidales, se usan en la formulación de varios alimentos principalmente por su capacidad texturizante, posee la capacidad de no añadir y no impartir aroma ni sabor. Su complejidad impide ser metabolizado por seres humanos, por lo cual es bajo en calorías. Las gomas vegetales de uso generalizado son los galactomananos de semillas de guar y algarrobo europeo, los exudados, goma arábiga y tragacanto, las de las algas, carragenanos y alginatos. Todos ellos son muy utilizados en la tecnología 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 β (1-4), con ramificaciones formadas por unidades de D-galactosa ligados a ella, por enlaces glucosídicos α (1-6). Los estudios sobre la naturaleza de la goma que los científicos realizaron en el siglo XIX, el descubrimiento de

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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.