¿Existen dos tipos de cauchos?

Introducción

En este trabajo se hablara sobre los elastómeros que son materiales de muy alta elasticidad y que son capaces de retomar su forma< después de haber sido deformada. El caucho es un polímero de muchas unidades encadenadas de un hidrocarburo elástico, el isopreno que surge como una emulsión lechosa (conocida como el látex) en la savia de varias plantas.

El caucho se caracteriza por su elasticidad, repelente al agua y resistencia eléctrica. ¿Existen dos tipos de cauchos?

El primer caucho es el natural, el caucho es el árbol del Hule (Castilla elástica), originaria de México (de ahí el nombre del Hule), muy utilizado desde la época prehispánica.

Indonesia, Malaysia, Tailandia, China e India producen actualmente alrededor del 90% del caucho natural.

El segundo es el caucho sintético, es un tipo de elastómero, invariablemente un polímero. Un elastómero es un material con la propiedad mecánica de poder sufrir mucha más deformación elástica bajo estrés que la mayoría de los materiales y aun así regresar a su tamaño previo sin deformación permanente.

También veremos la mezcla con otras sustancias para la obtención de un mejor producto, esto se realiza en un proceso llamado vulcanización, así como también los diferentes elastómeros en los que se divide según sus elementos. Además que existen otros elastómeros, estos son llamados elastómeros térmicos.

Desarrollo

Un elastómero se define, como un material de alto peso molecular perteneciente a la familia de los polímeros plásticos los cuales pueden ser deformados a altas temperaturas, pero cuyas propiedades elásticas son desarrolladas posteriormente por la adición de otros materiales de formulación que generan una reticulación (vulcanización) que los hace duros y cristalinos a bajas temperaturas y con propiedades elásticas a temperatura ambiente y hasta su punto de descomposición. En general, el término elastómero se emplea para designar al caucho vulcanizado y a veces al caucho en general, tanto crudo como vulcanizado. (Pimntel Gonzalez, 2016)

Los materiales elastómeros son aquellos materiales que están formados por polímeros que muestran un comportamiento elástico, incluso pueden recuperar su forma luego de ser deformado. A modo más especifico los elastómeros son compuestos químicos formados por miles de moléculas denominadas monómeros, uniéndose y formando enormes cadenas; es gracias a estas cadenas que los polímeros son elásticos, ya que son flexibles y se encuentran entrelazadas de manera muy desordena. (Carrascoa, s.f.)

Todos los elastómeros son polímeros, pero no todos los polímeros son elastómeros; por lo que es importante abundar en sus diferentes clasificaciones de acuerdo con su origen de extracción.

Por su naturaleza los polímeros se dividen en:

Polímeros naturales: Se obtienen directamente de un recurso natural ejemplo de ello son el látex, la caseína de la leche y la celulosa.

Polímeros sintéticos: Se elaboran a partir de compuestos derivados del petróleo, el gas natural o el carbón.

Mientras que por su comportamiento termomecánico, así como por su estructura molecular los polímeros son clasificados en termoplásticos, termoestables y elastómeros.

Termoplásticos: Son aquellos que, por su estructura interna, formada por cadenas lineales o ramificadas, funden con el calor y solidifican al enfriarse. Pueden someterse a este ciclo varias veces. Tienen buena capacidad para el reciclado.

Termoestables: Son aquellos que, por su estructura interna, formada por cadenas entrecruzadas, se degradan con el calor antes de que el plástico se funda, solo pueden fundirse y fabricarse una vez. Poca capacidad de reciclado.

Elastómeros: Son un tipo de termoestables, con lo cual solo pueden fundirse una vez, pero debido a su estructura interna con cadenas ramificadas, presentan un elevado grado de elasticidad.

Los elastómeros o hules son materiales que pueden ser deformados por aplicación de una tensión muy baja, pero en general resisten más la compresión. Los hules están formados por polímeros no cristalinos que tienen dobles enlaces, los cuales son puntos de reticulación, casi siempre por vulcanización con azufre. El azufre forma puentes entre las cadenas del polímero y es esto lo que produce la "recuperación" de los hules cuando se les estira y se les suelta. Asimismo, la elongación es una transición entre el desorden y el orden que reduce la entropía del sistema la que se eleva de nuevo cuando cesa la tensión.

La vulcanización se define como un proceso por medio del cual se provocan intercadenamientos entre las macromoléculas para formar una red tridimensional, por lo que este fenómeno también se define como un proceso irreversible durante el cual un compuesto de hule, sufre un cambio en su estructura química (formación de ligaduras cruzadas "cross-linking") y se hacer menos plástico y más resistente al hinchamiento producido por líquidos orgánicos, mejorando sus propiedades elásticas en un amplio rango de temperaturas.

La vulcanización del hule para la industria sencillamente se define como una transformación de un material pegajoso y flexible en otro no pegajoso, menos flexible y de larga duración debido al entrecruzamiento de las cadenas poliméricas. (Pimntel Gonzalez, 2016)

Mediante este proceso, el caucho crudo, que es un material relativamente plástico, se transforma en un material altamente elástico, debido a la creación de uniones cada cien o doscientos átomos de carbono entre las cadenas poliméricas. Es imprescindible formar entrecruzamientos químicos (principalmente a través la reacción con azufre o peróxidos orgánicos) o físicos entre las cadenas poliméricas lineales para formar una red tridimensional que proporcione las propiedades típicas de un caucho. (Malmierca, 2013)

La vulcanización es una reacción intermolecular que aumenta la fuerza de retracción del hule y reduce la cantidad permanente de deformación remanente después de eliminar la fuerza de deformación existente incrementando la elasticidad y reduciendo la plasticidad.

Usualmente produce aberturas en la red polimérica para la inserción de un agente de entrecruzamiento de enlaces químicos entre las cadenas poliméricas. Este entrecruzamiento puede estar dado por átomos de azufre, enlaces de carbono, radicales orgánicos polivalentes o iones de polímeros metálicos; Por lo que el primer agente vulcanizante fue el azufre utilizado para vulcanizar al hule natural, en condiciones establecidas donde la vulcanización se realizó mezclando 8 partes de azufre por 100 partes de hule y requirió 5 horas a 140°C tiempo que se corrigió tras la adición de óxido de zinc que redujo el tiempo a 3 horas. El uso de aceleradores en concentraciones por debajo de 0.5 partes por cada cien de hule mejoró gradualmente los tiempos y desde entonces se redujo el tiempo a una pequeña parte de entre 2 a 5 minutos. (Pimntel Gonzalez, 2016)

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