Un elastómero es un polímero con viscoelasticidad (es decir, tanto viscosidad como elasticidad ) y con fuerzas intermoleculares débiles , módulo de Young generalmente bajo y alta deformación de falla en comparación con otros materiales. [1] El término, un acrónimo de polímero elástico , [2] a menudo se usa indistintamente con caucho , aunque se prefiere este último cuando se hace referencia a vulcanizados . [3] Cada uno de los monómeroscuyo enlace para formar el polímero suele ser un compuesto de varios elementos entre carbono , hidrógeno , oxígeno y silicio . Los elastómeros son polímeros amorfos que se mantienen por encima de su temperatura de transición vítrea , de modo que es factible una reconformación molecular considerable , sin romper los enlaces covalentes . Por tanto, a temperatura ambiente , tales cauchos son relativamente elásticos ( E ≈ 3 M Pa ) y deformables. Sus usos principales son para sellos , adhesivos y piezas flexibles moldeadas. Las áreas de aplicación para distintos tipos de caucho son segmentos colectores y de recubrimiento tan diversos como neumáticos, suelas para zapatos , y de amortiguación y aislantes elementos. La importancia de estos cauchos puede juzgarse por el hecho de que se prevé que los ingresos mundiales aumenten a 56.000 millones de dólares EE.UU. en 2020. [4] [5]
La IUPAC define el término "elastómero" como un " polímero que muestra una elasticidad similar al caucho". [6]
Los sólidos similares al caucho con propiedades elásticas se denominan elastómeros. Las cadenas de polímeros se mantienen juntas en estos materiales mediante enlaces intermoleculares relativamente débiles , que permiten que los polímeros se estiren en respuesta a tensiones macroscópicas.
Los elastómeros suelen ser termoendurecibles (que requieren vulcanización ) pero también pueden ser termoplásticos (ver elastómero termoplástico ). Las largas cadenas de polímero se entrecruzan durante el curado, es decir, durante la vulcanización. La estructura molecular de los elastómeros se puede imaginar como una estructura de "espaguetis y albóndigas", donde las albóndigas significan enlaces cruzados. La elasticidad se deriva de la capacidad de las cadenas largas de reconfigurarse para distribuir una tensión aplicada. Los enlaces cruzados covalentes aseguran que el elastómero vuelva a su configuración original cuando se elimine la tensión. Como resultado de esta extrema flexibilidad, los elastómeros pueden extenderse reversiblemente del 5 al 700%, dependiendo del material específico. Sin los enlaces cruzados o con cadenas cortas reconfiguradas de forma incómoda, la tensión aplicada daría como resultado una deformación permanente.
Los efectos de la temperatura también están presentes en la elasticidad demostrada de un polímero. Los elastómeros que se han enfriado a una fase vítrea o cristalina tendrán menos cadenas móviles y, en consecuencia, menos elasticidad que los manipulados a temperaturas superiores a la temperatura de transición vítrea del polímero.
También es posible que un polímero presente una elasticidad que no se deba a reticulaciones covalentes, sino a razones termodinámicas .
Ejemplos de
Cauchos insaturados que se pueden curar mediante vulcanización con azufre :
- Poliisopreno Natural : cis-1,4-poliisopreno de caucho natural (NR) y trans-1,4-poli-isopreno gutta-percha
- Poliisopreno sintético (IR para caucho de isopreno )
- Polibutadieno (BR para caucho de butadieno )
- Caucho de cloropreno (CR), policloropreno , neopreno , Baypren, etc.
- Caucho de butilo (copolímero de isobuteno e isopreno, IIR)
- Cauchos de butilo halogenados (caucho de cloro butilo: CIIR; caucho de bromo butilo: BIIR)
- Caucho de estireno-butadieno (copolímero de estireno y butadieno, SBR)
- Caucho de nitrilo (copolímero de butadieno y acrilonitrilo , NBR), también llamado cauchos Buna N
- Cauchos de nitrilo hidrogenado (HNBR) Therban y Zetpol
(Los cauchos insaturados también se pueden curar mediante vulcanización sin azufre si se desea).
Cauchos saturados que no se pueden curar mediante vulcanización con azufre:
- EPM ( caucho de etileno propileno , un copolímero de eteno y propeno ) y caucho EPDM ( caucho de etileno propileno dieno, un terpolímero de etileno, propileno y un componente dieno )
- Caucho de epiclorhidrina (ECO)
- Caucho poliacrílico (ACM, ABR)
- Caucho de silicona (SI, Q, VMQ)
- Caucho de fluorosilicona (FVMQ)
- Fluoroelastómeros ( FKM y FEPM) Viton , Tecnoflon , Fluorel, Aflas y Dai-El
- Perfluoroelastómeros ( FFKM ) Tecnoflon PFR, Kalrez , Chemraz, Perlast
- Amidas de bloque de poliéter (PEBA)
- Polietileno clorosulfonado (CSM), (Hypalon)
- Etileno-acetato de vinilo (EVA)
Varios otros tipos de elastómeros 4S :
- Elastómeros termoplásticos (TPE)
- Las proteínas resilina y elastina
- Caucho de polisulfuro
- Elastolefina , fibra elástica utilizada en la producción de tejidos.
- Poli (diclorofosfaceno) , un "caucho inorgánico" de la polimerización del hexaclorofosfaceno
Ver también
- Moldeado de elastómero líquido
Referencias
- ^ De, Sadhan K. (31 de diciembre de 1996). Manual del tecnólogo del caucho, volumen 1 (1ª ed.). Prensa de Smithers Rapra. pag. 287. ISBN 978-1859572627. Archivado desde el original el 7 de febrero de 2017 . Consultado el 7 de febrero de 2017 .
- ^ Gent, Alan N. "Compuesto químico elastómero" . Encyclopædia Britannica . Encyclopædia Britannica. Archivado desde el original el 7 de febrero de 2017 . Consultado el 7 de febrero de 2017 .
- ^ Alger, Mark (21 de abril de 1989). Diccionario de ciencia de polímeros . Saltador. pag. 503. ISBN 1851662200. Archivado desde el original el 7 de febrero de 2017 . Consultado el 7 de febrero de 2017 .
- ^ "Estudio de mercado del caucho sintético" . Ceresana.com. Archivado desde el original el 29 de junio de 2013 . Consultado el 28 de junio de 2013 .
- ^ "El mercado mundial del caucho generará 56.000 millones de dólares en 2020" . Plásticos y caucho británicos (BP&R). Archivado desde el original el 22 de septiembre de 2018 . Consultado el 21 de septiembre de 2018 .
- ^ Alemán, JV; Chadwick, AV; Él, J .; Hess, M .; Horie, K .; Jones, RG; Kratochvíl, P .; Meisel, I .; Mita, I .; Moad, G .; Penczek, S .; Stepto, RFT (2007). "Definiciones de términos relacionados con la estructura y procesamiento de soles, geles, redes y materiales híbridos inorgánicos-orgánicos (Recomendaciones de la IUPAC 2007)" (PDF) . Química pura y aplicada . 79 (10): 1801–1829. doi : 10.1351 / pac200779101801 . S2CID 97620232 . Archivado (PDF) desde el original el 6 de enero de 2018 . Consultado el 14 de julio de 2017 .
enlaces externos
- Polimerización eficiente y ecológica de elastómeros, por Andreas Diener, Product Manager de List AG