Caucho: definición, tipos, procesamiento, usos

Un polímero es una sustancia o material formado por muchas subunidades repetitivas que forman moléculas muy grandes o macromoléculas. Tanto los polímeros fabricados como los naturales desempeñan papeles cruciales y omnipresentes en la vida cotidiana debido a su amplia gama de características. Los polímeros incluyen todo, desde plásticos sintéticos comunes como el poliestireno hasta biopolímeros como el ADN y las proteínas, que son esenciales para la estructura y función biológica. 

Los polímeros, tanto naturales como artificiales, se fabrican mediante la polimerización de una gran cantidad de moléculas diminutas llamadas monómeros . En comparación con los compuestos de molécula pequeña, su enorme masa molecular da como resultado características físicas inusuales como dureza, alta elasticidad, viscoelasticidad y una tendencia a formar estructuras amorfas y semicristalinas en lugar de cristales.

Goma

El caucho es un tipo de polímero que se puede estirar y encoger. Es un elastómero que, tras ser deformado, puede volver a su forma anterior. Para crearlo se utiliza la polimerización de isopreno (2 metil-1,3-butadieno). La corteza de un árbol de caucho se usa para hacer caucho natural. 

El caucho se producía artificialmente con el tiempo para satisfacer su enorme demanda, y esto marcó el comienzo de una revolución en el ámbito de los polímeros.

Nombre químico y fórmula química del caucho

El isopreno (2-metil, 13-butadieno) es el monómero del caucho natural. El caucho natural es el polímero de este isopreno, y su nombre químico es ‘cis – 1,4 – poliisopreno’.

Tipos de Caucho

Los cauchos se dividen en dos grupos según su origen: caucho natural y caucho sintético.

1. Caucho Natural: Es un polímero natural derivado de la savia de látex del árbol del caucho. La elasticidad del caucho lo convierte en un material popular. El caucho natural vulcanizado se usa para hacer una variedad de artículos. Poliisopreno es el nombre químico del caucho natural. La mejor característica del caucho natural es que es biodegradable y renovable porque se extrae de los árboles. Miles de artículos, incluidos guantes quirúrgicos, dispositivos médicos, neumáticos de aviones y vehículos, colchones, suelas de zapatos, botas de goma, juguetes y más, dependen de él como material básico.
2. Caucho sintético: cualquier elastómero artificial se denomina caucho sintético. El caucho sintético normalmente se compone de polímeros adicionales de monómeros de polieno, y los laminados que incluyen una capa de este tipo se clasificarán como polímeros adicionales a menos que el caucho sintético se describa como un caucho de polisulfuro. Un elastómero es un material que tiene la propiedad mecánica de poder doblarse mucho más elásticamente bajo estrés que la mayoría de los materiales y al mismo tiempo regresa a su tamaño original sin distorsión permanente. En muchas circunstancias, el caucho sintético se puede utilizar en lugar del caucho natural, especialmente cuando se requieren materiales de mejor calidad.

Fabricación de Caucho

Fabricación de Caucho Natural

La savia de látex del árbol del caucho se utiliza para fabricar caucho natural. El látex se cosecha colocando un recipiente en el árbol de caucho, lo que se conoce como golpeteo .

Después de eso, se usa ácido fórmico para coagular el látex. Se convierten en una masa dura como resultado de este proceso. Estos cauchos ahora están completamente secos, ya sea con una serie de rodillos o dejándolos secar al aire durante varios días. Estos cauchos naturales ya están listos para su procesamiento y se utilizarán para fabricar una variedad de productos.

Fabricación de Caucho Sintético

Varios cauchos sintéticos se fabrican mediante el proceso de polimerización, como el neopreno mediante polimerización por adición, Buna-S y Buna-N mediante copolimerización.

• Neopreno: El neopreno, comúnmente conocido como policloropreno, es un homopolímero hecho de cloropreno polimerizado por radicales libres. Tiene una gran resistencia al aceite y se utiliza para fabricar cintas transportadoras, mangueras y juntas, entre otras cosas.

• Buna-S: Buna – S se forma por la copolimerización de 1,3-butadieno y estireno. Tiene una alta resistencia a la tracción y se puede utilizar como alternativa al caucho natural. Se utiliza para fabricar neumáticos de automóviles, componentes de calzado, aisladores de cables y otras cosas.

• Buna-N: Buna – N es un copolímero hecho mediante la polimerización de 1,3-butadieno con acrilonitrilo en presencia de un catalizador de perrust. Los aceites, la gasolina y algunos solventes orgánicos no lo dañarán. Por lo general, se utilizan para fabricar revestimientos de tanques, sellos de aceite y otras cosas similares.

Procesamiento de Caucho

Una vez que se fabrica el caucho natural o sintético, se entrega a las plantas procesadoras para que se procese en el producto final, que luego se puede utilizar para fabricar una variedad de productos. La composición, la mezcla, la conformación y la vulcanización son los cuatro procesos en el proceso de procesamiento del caucho.

1. Composición: El caucho está fortificado con aditivos y productos químicos para mejorar su resistencia a la tracción y sus características. Los rellenos de negro de carbón, por ejemplo, se agregan al caucho para aumentar su resistencia a la tracción y protegerlo de la degradación por radiación ultravioleta.
2. Mezcla: El caucho debe estar bien mezclado con los aditivos antes de su uso. La temperatura se eleva para este propósito y los aditivos se mezclan completamente.
3. Conformación: la extrusión, el calandrado, el moldeado o revestimiento y la fundición son cuatro métodos comunes para dar forma a artículos de caucho. Los extrusores fuerzan un caucho altamente plástico a través de una serie de extrusores de tornillo para crear cauchos. El calandrado sigue a esta fase, que implica pasar el caucho a través de una serie de espacios más pequeños entre los rodillos. Este método de array de rodillos combina la extrusión y el calandrado para crear un resultado superior. El revestimiento es la aplicación de una capa de caucho o el empuje del caucho en la tela u otros materiales. Los revestimientos de caucho se utilizan para fabricar neumáticos, tiendas de campaña textiles impermeables, impermeables, cintas transportadoras y otros artículos. Los moldes se utilizan para fabricar productos de caucho como suelas y tacones de zapatos, sellos, ventosas y tapones para botellas.
4. Vulcanización: El proceso de procesamiento de caucho se termina con la vulcanización. Las conexiones cruzadas de azufre entre los polímeros de caucho se forman durante la vulcanización. El caucho que tiene menos conexiones cruzadas entre sus polímeros es más suave. La elasticidad del caucho se reduce a medida que aumenta el número de conexiones cruzadas, lo que da como resultado un caucho más duro. El caucho sería pegajoso en caliente y quebradizo en frío si no estuviera vulcanizado.

Usos del Caucho

• Uno de los mayores consumidores de caucho es la industria de neumáticos y cámaras. Para hacer que el caucho natural sea más duradero, se combina con caucho sintético con el tiempo.
• El caucho también se emplea en otras áreas de la industria automotriz. Los sellos y varios tipos de amortiguación para varias piezas de automóviles están hechos de caucho natural. Por ejemplo, se usa para fabricar pastillas de freno y sellos de ventanas y parabrisas en automóviles.
• El caucho se utiliza para producir bolsas de aire en automóviles, que protegen a los pasajeros de daños causados ​​por accidentes.
• Ropa: debido a que el caucho natural es elástico en su forma fibrosa, se utiliza para hacer ropa ajustada y expandible, como trajes de baño y pantalones cortos para ciclistas.
• El caucho se utiliza para fabricar pisos en una variedad de establecimientos comerciales, cocinas e incluso parques infantiles. Crea una superficie acolchada que también es antideslizante e impermeable. Es fácil de mantener y dura mucho tiempo.
• Juntas: Las juntas se utilizan para evitar fugas o rellenar espacios irregulares entre dos o más piezas mecánicas.
• Borradores: este dispositivo de goma podría «borrar» las marcas de lápiz en el papel, lo que le valió el nombre de «borrador».
• El caucho natural fue utilizado por las antiguas civilizaciones mesoamericanas para fabricar zapatos y botellas impermeables. No solo eso, sino que también se utilizó para hacer una pelota deportiva para un juego llamado fútbol, ​​que es comparable al baloncesto de hoy en día.
• El caucho se utiliza como adhesivo y capa protectora para una variedad de superficies en su estado de látex.
• Los guantes de goma son un producto de goma muy conocido ya que se utilizan con frecuencia para mantener nuestras manos seguras y limpias.
• El caucho se utiliza para fabricar materiales de insonorización y una variedad de juguetes de caucho para niños.

Ejemplos de preguntas

Pregunta 1: ¿Cuáles son los elementos del caucho?

Responder:

El carbono y el hidrógeno son los dos componentes más frecuentes que se encuentran en el caucho. El isopreno (2-metil-1,3-butadieno), un hidrocarburo dieno conjugado, es el monómero del caucho natural.

Pregunta 2: ¿Cuáles son los tipos de caucho?

Responder:

Hay dos tipos de caucho: natural y sintético. Los cauchos sintéticos son elastómeros artificiales que se sintetizan a partir de productos derivados del petróleo. El caucho natural se extrae del látex de la planta del caucho, mientras que los cauchos sintéticos son elastómeros artificiales que se fabrican a partir de derivados del petróleo. Son el doble de fuertes que el caucho natural en términos de resistencia a la tracción. Son predominantemente derivados de 1,3-butadieno.

Pregunta 3: ¿Por qué los cauchos se llaman elastómeros?

Responder:

Un elastómero es un tipo de polímero que exhibe elasticidad. El caucho natural es un elastómero fabricado a partir del látex, la savia lechosa del árbol del caucho. El petróleo se utiliza para fabricar elastómeros sintéticos. El caucho se denomina con frecuencia elastómeros debido a esta característica.

Pregunta 4: ¿Qué es el neopreno?

Responder:

El neopreno, también conocido como policloropreno, es un homopolímero formado por la polimerización del cloropreno por radicales libres. Se utiliza para crear cintas transportadoras, mangueras y juntas, entre otras cosas, y tiene una alta resistencia al aceite.

Pregunta 5: ¿Qué es Buna-S?

Responder:

Buna – S se compone de 1,3-butadieno y estireno copolimerizados juntos. Tiene una alta resistencia a la tracción y se puede utilizar como reemplazo del caucho natural. Se utiliza para fabricar productos como neumáticos para vehículos, componentes de calzado, aisladores de cables y más.