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miércoles, 10 de agosto de 2016

Elastómeros


Los elastómeros forman una gran familia de polímeros amorfos con una temperatura de transición vítrea baja. Sa trata de sustancias, naturales o sintéticas, dotadas de una capacidad característica de sufrir grandes deformaciones elásticas sin ruptura, así que son blandos y tienen un bajo módulo elástico.  Estos se presentan en dos modalidades: hojas de coágulos obtenidos por proceso de polimerización, o también en látex, formado por una suspensión coloidal en un medio acuoso. 

Un elastómero natural, por ejemplo, son las gomas; en cuanto a los elastómeros artificiales, se puede destacar el neopreno o algunas siliconas. La mayoría de estos polímeros son hidrocarbonos, conformados por hidrógeno y carbono. Otra manera de obtener un elastómero es a partir de la síntesis de petróleo y gas natural.

El termino elastómero se deriva de las palabras elastic y mero. La estructura de estos materiales está muy retorcida (muy apretada, torcida o rizada). Se estiran, pero después regresan a su forma original una vez retirada la carga. Para modificar algunas de las características de los elastómeros puede añadirse cloro, obteniendo así el neopreno empleado como material impermeable. Si además se le agrega otro tipo de sustancias químicas, es posible lograr un producto final bastante resistente a las amenazas corrosivas  presentes en el medioambiente.

También pueden entrelazarse y para esto el mejor ejemplo de este proceso es la vulcanización a temperatura elevada del hule con el azufre, descubierta por C. Goodyear en 1839, y llamada así en honor a Vulcano, el dios romano del fuego. Una vez entrelazado el elastómero ya no puede ser reprocesado. A modo de ejemplo, la llanta de un automóvil, que es un elastómero de molécula gigante, no puede ser ablandada ni remoldada.

A menudo los términos hule y elastómero se utilizan indistintamente a modo de sinónimos. En general, se puede definir un elastómero como un material capaz de recuperarse sustancialmente, en forma y tamaño, una vez eliminada la carga. Un hule, a su vez, se define como un material capaz de recuperarse con rapidez de las deformaciones.

Una propiedad de los elastómeros es su pérdida por histéresis, al estirarse o comprimirse. Esta propiedad es deseable para absorber energía originada por vibraciones (amortiguamiento) y para reducir el nivel del ruido.

Asimismo, los elastómeros tienen una amplia gama de aplicaciones, por ejemplo, superficies antifricción y antiderrapantes, protección contra la corrosión y la abrasión, el aislamiento eléctrico y el de contra choque y vibración. Estos ejemplos incluyen: las llantas, mangueras, burletes de interpie, calzado con suela de hule e industrial, recubrimientos, juntas, sellos, rodillos de imprenta y recubrimiento para pisos.

Propiedades de los materiales elastómeros

  • No se pueden derretir, antes de derretirse pasan a un estado gaseoso.
  • Se hinchan ante la presencia de ciertos solventes.
  • Suelen ser insolubles.
  • Son flexibles y elásticos.
  • Poseen una menor resistencia al fenómeno de fluencia que los termoplásticos.

Clasificación de los elastómeros según el comportamiento térmico

Elastómeros termoestables

  • Al ser calentados no se funden ni se deforman y siguen siendo sólidos hasta que, a una cierta temperatura, se degradan. La mayoría de los elastómeros pertenecen a este grupo.

Elastómeros termoplásticos

  • Al elevarse la temperatura se vuelven blandos y moldeables. Sus propiedades no cambian si se funden y se moldean varias veces. Se trata de una mezcla física de polímeros (generalmente un plástico y un caucho) que dan lugar a materiales con características termoplásticas y elastómeras. El entrecruzamiento en elastómeros termoplásticos se forma a partir de dipolos débiles o de enlaces por puentes de hidrógeno. Este tipo de materiales es relativamente reciente, el primero fue sintetizado en 1959.

Principales familias:

  • Estirénicos (SBCs)
  • Olefínicos (TPOs)
  • Vulcanizados termoplásticos (TPVs)
  • Poliuretano termoplástico (TPUs)
  • Copoliésteres (COPEs)
  • Copoliamidas (COPAs)

Ejemplos y aplicaciones de materiales elastómeros

  • Goma natural - Este material es usado en la fabricación de juntas, tacones y suelas de zapatos.
  • Poliuretanos - Estos se emplean en el sector textil para la fabricación de prendas elásticas, como la lycra, también se utilizan como espumas, materiales de ruedas, bases, alcoholes, hidrocarburos alifáticos, etc.
  • Polibutadieno - Este es utilizado en las ruedas o neumáticos de los vehículos, dada su extraordinaria resistencia al desgaste.
  • Neopreno - El uso principal de este es para la fabricación de trajes de buceo, así como para el aislamiento de cables, correas industriales, bases y ácidos diluidos, peróxidos, combustibles y aceites, hidrocarburos alifáticos, alcoholes, glicoles y fenoles, entre los más característicos. 
  • Silicona - Esta se emplea en una gama amplia de materiales y áreas dadas sus excelentes propiedades de resistencia térmica y química. Las siliconas se utilizan también en la fabricación de chupetes, prótesis médicas, lubricantes, moldes, etc.
  • Caucho butílico - Este se usa para bases y multitud de compuestos orgánicos.
  • Polietileno clorado (CPE) - Este compuesto es adecuado para hidrocarburos alifáticos, ácidos y bases, alcoholes y fenoles.
  • Caucho nitrílico - A su vez, este otro es idóneo para fenoles, bifenilos policlorados, aceites y combustibles, alcoholes, aminas, bases y peróxidos.
  • Alcohol polivinílico (PVA) - Este se utiliza para casi todos los productos orgánicos.
  • Cloruro de polivinilo (PVC) - Esta materia se emplea para ácidos y bases, así como algunos compuestos orgánicos, aminas y peróxidos.
  • Viton - Un material indicado para hidrocarburos aromáticos alifáticos y aromáticos, así como también para ácidos.

Conclusión

Los elastómeros son un grupo de materiales donde predominan las espumas y los cauchos. Estos son utilizados en infinitas aplicaciones, desde calzados, ropas y utensilios de los más diversos tipos, pasando por piezas de ingeniería, hasta llegar a vedamientos o amortiguadores de vibración. Sin duda, son una parte integrante de la vida moderna y siempre estarán presentes en nuestro cotidiano.

Pepe Cocodrilo
(Adaptado de diversas fuentes)



2 comentarios:

  1. Nunca me hubiera imaginado que muchas de las cosas que uso a diario se agrupasen bajo este singular nombre. Pepe siempre nos enseñas algo más. ¡¡GRACIAS!!

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    1. Querida Pizpireta, buenos días.

      ¡Qué bueno que apreciaste! Conocimiento y amistad, cuanto más se reparten, mayores quedan. Además conocimiento es poder.

      Gracias por tu visita.

      Beso cariñoso.

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