7/25/2019 El Vulcanizado

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El vulcanizado

 

INTRODUCCIÓN

 Este proceso se refiere a la reacción química producida cuando el azufre actúa sobre

los dobles enlaces de carbono presentes en el elastómero. Normalmente, para elaborar

el elastómero, se mezcla el caucho con todas las materias primas y se obtiene un crudo,

en el cual no existe reacción química alguna. Luego, aplicando presión y altas

temperaturas, se genera la reacción química del azufre con los dobles enlaces del

elastómero, obteniendo el caucho ulcanizado.

!on este proceso lo que se pretende es me"orar las características del caucho mediante

la adicción de azufre, principalmente, aunque puede ser sustituido por metaloides

seme"antes como el selenio y teluro o por compuestos capaces de liberar azufre por

disociación t#rmica.

El caucho ulcanizado tiene m$s fuerza, elasticidad y mayor resistencia a los cambios

de temperatura que el no ulcanizado, el bruto% adem$s es impermeable a los gases y

resistente a la abrasión, acción química, calor y electricidad. &ambi#n posee un alto

coeficiente de rozamiento en superficies secas y un ba"o coeficiente de rozamiento en

superficies mo"adas por agua.

PERFECCIONAMIENTO DEL PROCESO

 No sería exacto considerar a 'ancoc( un mero imitador, pues perfeccionó de modo

considerable la industria del caucho con la inención del masticador, que tritura el l$tex

en bruto para conferirle mayor ductilidad, de calandrias y prensas y de moldes que,

desde )*+, permitieron fabricar en grandes cantidades te"idos impermeabilizados con

una fina capa de caucho ulcanizado y ob"etos con forma obtenida por presión que

 presentan la homogeneidad necesaria para su uso industrial.

En )-, el americano /enslager introdu"o el uso de aceleradores org$nicos 0 el

 primero que empleo fue la anilina 1 que permitían una ulcanización r$pida con

 productos m$s informes. En )-23, los americanos 4il(elmann y 5ray, y en )-2+, su

compatriota !ad6ell descubrieron otros productos químicos que eleaban la resistencia

del caucho ulcanizado.

 

PROCESO DE VULCANIZACIÓN

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El proceso de ulcanización al que se someten los cauchos no es m$s que un

entrelazamiento de cadenas de polímeros con mol#culas de azufre a alta presión como

ya se ha dicho.

El principal agente ulcanizante sigue siendo el azufre. El selenio y el teluro tambi#n se

emplean, pero generalmente con una eleada proporción de azufre. En la fase de

calentamiento del proceso de ulcanización, se mezcla el azufre con el caucho a la ez

que con el resto de aditios. La proporción azufre7caucho aría entre un )8+ para el

caucho blando hasta un )8) en el caucho duro. La ulcanización en frío, que se utiliza

 para fabricar artículos de caucho blando como guantes y artículos de lencería, se llea a

cabo por exposición al apor de cloruro de azufre 092!l21.

En este proceso, el caucho pasa de ser una material termopl$stico a ser uno

elastom#rico.

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CARACTERÍSTICAS FÍSICO-UÍMICAS

La cantidad de azufre necesaria a tal fin es del orden del .: al 3 ; del peso del caucho

 para artículos blandos y del ): al 3 ; para gomas duras o ebonita 0 usado como

aislante el#ctrico hasta la aparición de los pl$sticos 1.

<urante el proceso, el azufre se combina con las mol#culas de caucho, enlaz$ndolas

transersalmente. = gracias a la formación de una red tridimensional se en

modificadas las propiedades del l$tex.

9e puede determinar el gran alor del descubrimiento de la ulcanización si se

comparan las características físicas del l$tex puro y del caucho ulcanizado. 9u grado

de elasticidad es de 2>: a 3: (g?cm2% el del l$tex puro es de 2 a + (g?cm2. La dureza

en el tensiómetro pasa de 273 a +7+:. 9in embargo, la capacidad de estiramiento sin

deformación disminuye. La deformación consecutia a un estiramiento del 2 ;

durante 2+ horas disminuye del >:7)2: ; a )37: ;.

@or otra parte, el caucho ulcanizado es pr$cticamente impermeable al agua y a los

gases, y sus componentes no se en afectados por el oxígeno, las bases, los $cidos, ni

los disolentes org$nico, menor sensibilidad a las ariaciones de temperatura adem$s

 presenta una mayor resistencia a las fisuras, a la abrasión, a las grietas y a la erosión.

ACELERADORES DE LA VULCANIZACIÓN 

Los aceleradores de la ulcanización son sustancias que, aAadidas en cantidades

 pequeAas a la mezcla de caucho, que contiene otras materias accesorias, aumentan

considerablemente la rapidez de ulcanización. 9u utilidad se extiende m$s all$ de este

efecto, pues me"oran notablemente la calidad del producto. La industria moderna del

caucho no podría subsistir sin el empleo de los aceleradores de la ulcanización.

!on anterioridad al descubrimiento de los aceleradores org$nicos, se usaban

compuestos inorg$nicos de car$cter b$sico% blanco de plomo, cal y magnesia, que han

sido sustituidos casi completamente por los aceleradores org$nicos. El primero de estos

fue la anilina. La anilina era superior a los óxidos de metales no solo en la aceleración

sino tambi#n en el me"oramiento de las propiedades del producto final. !omo la anilina

es demasiado tóxica para uso general, se ha experimentado con arios deriados, latiocarbanilida, producto de la reacción de la anilina y el sulfuro de carbono, fue

adoptada y usada durante m$s de einte aAos. Las aldehidoaminas y las guanidinas

dieron todaía me"ores resultados y tuieron un uso muy extendido.

Los tiazoles han reemplazado en gran medida a los aceleradores de otros grupos.

Blgunos autores suponen que la aceleración obra por cat$lisis, conirtiendo el azufre

elemental en una forma m$s actia que actúa como agente ulcanizador. 9egún otros, la

descomposición t#rmica del acelerador proporciona radicales que quitan $tomos de

hidrogeno a las mol#culas de isopreno e inician la reacción en cadena entre el azufre y

el caucho. 9egún ciertas teorías, en forma actia se une a las mol#culas de caucho enlos dobles enlaces o sustituye $tomos de hidrogeno 7metil#nico durante la ulcanización

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formando puentes o enlaces cruzados de sulfuro y disulfuro.

Los aceleradores se consumen parcialmente o por completo durante la ulcanización y

 pueden funcionar en las etapas iniciales y terminales de la misma.

Los aceleradores se diiden en cuatro grupos químicos8

• Cercaptotiazoles y sus deriados.

• <iotiocarbamatos y sulfuros de bis 0 tiocarbamoílo 1.

• 5uanidinas y productos de reacción de aldehidos.

• Bminas.

El sistema de ulcanización con azufre, acelerador y óxido met$lico es sensible al p'.

Dn p' ba"o retarda la ulcanización y un p' eleado la actia. @or esta razón, la

mayoría de los actiadores son sustancias que elean el p' del sistema.

 

ACTIVADORES OR!"NICOS

<iersas sustancias org$nicas se enden en calidad de actiadores de la ulcanización.

Blgunas no son aceladores cuando se usan solas% pero asociadas a cierto acelerador

aumentan la elocidad de ulcanización sobre el alor obtenido con el acelerador solo.

!on esta asociación se obtiene una r$pida ulcanización m$s económicamente que si se

usa mayor concentración de acelerador sin el actiador.

A!ENTES DE VULCANIZACIÓN

El azufre, el agente de ulcanización del caucho casi uniersal, se usa generalmente en

la forma de azufre molido comercial. Dna ariedad que contiene -; de azufre en

forma insoluble en sulfuro de carbono se usa en ciertas ocasiones.

Las combinaciones org$nicas sulfurosas capaces de liberar azufre a las temperaturas de

ulcanización siren tambi#n para esta operación.

Los elementos selenio y telurio y el monocloruro de azufre se usan tambi#n como

agentes de ulcanización.

El requisito principal que debe cumplir un agente ulcanizador es que efectúe la

ulcanización despu#s de ser expuesto a temperatura coneniente. Las principales

transformaciones producidas por la ulcanización son la represión de la plasticidad,

aumento de la elasticidad y aumento de la resistencia. Dn agente ulcanizador debe ser

soluble en el caucho o estar diidido en partículas finas para que pueda dispersarse con

facilidad y uniformidad en el caucho. <ebe ser preferentemente no tóxico y no teAir.

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RETARDADORES DE LA VULCANIZACIÓN 

El retardador ideal sería una sustancia que retardase el comienzo de la ulcanización yque no afectase el curso #sta.

Los retardadores comerciales m$s aceptados para las ulcanizaciones con azufre son el

$cido salicílico, $cido benzoico, anhídrido ft$lico, y la tricloromelamina.

Las sales de plomo y cadmio son retardadores de sistemas que emplean los sulfuros de

 bis 0 tiocarbamoílo 1 como aceleradores.

Dn retardador erdaderamente eficaz debe aumentar el tiempo requerido para el

comienzo de la ulcanización 0 a cualquier temperatura 1, pero no debe retardar la

elocidad de ulcanización. Dna sustancia que retarda ambos procesos produce elmismo efecto que una reducción de la dosis de acelerador, lo que significa un consumo

inútil. Dn retardador debe ser capaz de dispersarse f$cilmente en el caucho y por ello

debe ser soluble en el mismo o estar en partículas sumamente finas. !oniene que sea

no tóxico e inodoro% no debe teAir, y ha de ser estable en almacenamiento.