Un elastómero es un polímetro que cuenta con la particularidad de ser muy elástico pudiendo incluso, recuperar su forma luego de ser deformado. Debido a estas características, los elastómeros, son el material básico de fabricación de otros materiales como la goma, ya sea natural o sintética, y para algunos productos adhesivos.

A modo más específico, un elastómero, es un compuesto químico formado por miles de moléculas denominadas monómeros, los que se unen formando enormes cadenas. Es gracias a estas grandes cadenas que los polímeros son elásticos ya que son flexibles y se encuentran entrelazadas de manera muy desordenada.

Cuando un elastómero es estirado, sus moléculas se alinean, permitiendo que muchas veces tomen un aspecto cristalino. Sin embargo, una vez que se suelta, rápidamente, vuelve a su estado original de elástico desorden. Lo anterior distingue a los elastómeros de los polímeros plásticos.

La mayoría de estos polímeros son hidrocarbonos, por lo tanto, están conformados por hidrógeno y carbono, y se obtiene en forma natural del polisopreno que proviene del látex de la goma de los árboles. Otra manera de obtener un elastómero es a partir de la síntesis de petróleo y gas natural.

Para modificar algunas de las características de los elastómeros, es posible añadir otros elementos como el cloro, obteniendo así el neopreno tan utilizado en los trajes húmedos para bucear.

Para poder darle un uso más práctico a los elastómeros, estos deben ser sometidos a diversos tratamientos. A través de la aplicación de átomos de azufre, este polímero se hace más resistente gracias a un proceso denominado vulcanización. 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 medio ambiente.

Como se mencionaba con anterioridad, los elastómeros pueden ser utilizados para la fabricación de adhesivos. Para ello son disueltos en una solución de solventes orgánicos y luego, se le añaden ciertos adhesivos que mejoran su capacidad de adhesión y su durabilidad.

Elastómero

A es un dibujo esquemático de un elastómero no sometido a tensión. Los puntos representan los enlaces. B es

el mismo elastómero sometido a tensión. Cuando se deja de aplicar esta tensión, el elastómero regresa a la

posición A.

Los elastómeros son aquellos polímeros que muestran un comportamiento elástico. El término, que

proviene de polímero elástico, es a veces intercambiable con el término goma, que es más

adecuado para referirse a vulcanizados. Cada uno de los monómeros que se unen entre sí para

formar el polímero está normalmente compuesto de carbono, hidrógeno, oxígeno y/o silicio. Los

elastómeros son polímeros amorfos que se encuentran sobre su temperatura de transición vítrea o

Tg, de ahí esa considerable capacidad de deformación. A temperatura ambiente las gomas son

relativamente blandas (E~3MPa) y deformables. Se usan principalmente para cierres herméticos,

adhesivos y partes flexibles. Comenzaron a utilizarse a finales del siglo XIX, dando lugar a

aplicaciones hasta entonces imposibles (como los neumáticos de automóvil).

Contenido

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1     Introducción   

2     Justificaciones matemáticas   

3     Tipos y nomenclatura   

o 3.1      Clasificación según su composición química   

o 3.2      Prefijos   

o 3.3      Clasificación según su comportamiento a alta temperatura   

3.3.1      Elastómeros termoestables   

3.3.2      Elastómeros termoplásticos   

o 3.4      Familias principales   

4     Véase también   

5     Referencias   

6     Enlaces externos   

[editar]Introducción

Los elastómeros suelen ser normalmente polímeros termoestables pero pueden ser

también termoplásticos. Las largas cadenas poliméricas enlazan durante el curado. La estructura

molecular de los elastómeros puede ser imaginada como una estructura de "espaguetis con

albóndigas", en dónde las albóndigas serían los enlaces. La elasticidad proviene de la habilidad de

las cadenas para cambiar su posición por sí mismas y así distribuir una cierta tensión aplicada.

El enlace covalente asegura que el elastómero retornará a su posición original una vez deje de

aplicarse la tensión. Como resultado de esa extrema flexibilidad, los elastómeros pueden alargarse

de un 5% a un 700%, dependiendo del material en concreto. Sin los enlaces o con pocos de ellos, la

tensión aplicada puede provocar una deformación permanente.

Los elastómeros que han sido enfriados llevándolos a una fase vítrea o cristalina tendrán menos

movilidad en las cadenas, y consecuentemente menos elasticidad que aquellos manipulados a

temperaturas superiores a la temperatura de transición vítrea del polímero.

Es también posible para un polímero exhibir elasticidad que no es debida a los enlaces covalentes,

sino a razones termodinámicas.

[editar]Justificaciones matemáticas

Usando las leyes de la termodinámica, las definiciones de tensión y las características de

los polímeros, llegamos a un comportamiento ideal de la tensión:

donde n es el número de monómeros por unidad de volumen, k es la constante de Boltzmann, T es

la temperatura y   es la distorsión en la dirección 1.

Estos valores son bastante precisos hasta aproximadamente un 400% de deformación. En este

punto, el alineamiento entre cadenas estiradas comienza a provocar una cristalización.

Mientras el módulo de Young no existe para elastómeros debido a la naturaleza no lineal de la

relación tensión-deformación, un "módulo secante" puede ser encontrado a una tensión particular.

[editar]Tipos y nomenclatura

Existen muchas clasificaciones posibles de los numerosos tipos de elastómeros. En primer lugar se

indica la clasificación más extendida, según la composición química, con su nomenclatura (norma

ISO 1629). A continuación se presenta la clasificación según las propiedades a alta temperatura.

[editar]Clasificación según su composición química

Grupo R (del inglés Rubber) - la cadena principal se compone de carbono e hidrógeno y

contiene dobles enlaces

Caucho natural  (NR)

Poliisopreno  (IR, forma artificial del caucho natural)

Polibutadieno

Caucho estireno-butadieno  (SBR)

Caucho butilo  (IIR)

Caucho nitrilo  (NBR)

Neopreno  (CR)

Grupo M (del inglés Methylene) - su cadena principal sólo contiene átomos de carbono e

hidrógeno y está saturada (no dobles enlaces)

Caucho etileno-propileno  (EPM)

Caucho etileno-propileno-dieno  (EPDM)

Caucho etileno-acetato de vinilo  (EVM)

Caucho fluorado  (FKM)

Caucho acrílico  (ACM)

Polietileno clorado  (CM)

Polietileno clorosulfurado  (CSM)

Grupo N - contiene átomos de nitrógeno en la cadena principal

"Pebax", copolímero de poliamida y poliéster

Grupo O - contiene átomos de oxígeno en la cadena principal

Caucho de epiclorohidrina  (ECO)

Grupo Q - contiene grupos siloxano en la cadena principal

Caucho de silicona (MQ)

Grupo U (de Uretano) - contiene átomos de nitrógeno, oxígeno y carbono en la cadena principal

formando el grupo NCO (uretano)

Elastómeros de poliuretano (AU y EU)

Grupo T - contiene átomos de azufre en la cadena principal

Caucho de polisulfuro  o "Thiokol"

[editar]Prefijos

X indica presencia de grupos carboxilo (por ejemplo, XNBR)

C y B indican cauchos halogenados (por ejemplo, CIIIR y BIIR)

H indica caucho hidrogenado (por ejemplo, HNBR)

S, normalmente minúscula, indica polímero obtenido mediante un proceso en solución (por

ejemplo, sSBR)

E ó EM, normalmente en minúsculas, indican polímero obtenido mediante un proceso en

emulsión (por ejemplo, eSBR)

OE indica un polímero al que se ha añadido aceite (por ejemplo, OE-SBR)

Y suele indicar propiedades termoplásticas.

[editar]Clasificación según su comportamiento a alta temperatura

[editar]Elastómeros termoestables

Al calentarlos no cambian de forma y siguen siendo sólidos hasta que, por encima de una cierta

temperatura, se degradan. La mayoría de los elastómeros pertenecen a este grupo

[editar]Elastómeros termoplásticos

Al elevar la temperatura se vuelven blandos y moldeables. Sus propiedades no cambian si se

funden y se moldean varias veces. Este tipo de materiales es relativamente reciente, el primero fue

sintetizado en 1959.

[editar]Familias principales

Estirénicos (SBCs)

Estireno-butadieno-estireno  (SBS) de alto y bajo contenido en estireno

Estireno-etileno-butileno-estireno  (SEBS)

Estireno-isopreno-estireno  (SIS)

Olefínicos (TPOs)

Vulcanizados termoplásticos (TPVs)

Poliuretano termoplástico  (TPUs)

Copoliésteres (COPEs)

Copoliamidas (COPAs)

[editar]Véase también

Acelerador de vulcanización

[editar]Referencias

Treloar L.R.G., The Physics of Rubber Elasticity, Oxford University Press, 1975. ISBN 0-19-

85027-9.

Meyers and Chawla. Mechanical Behaviors of Materials, Prentice Hall, Inc. (Pearson

Education) 1999.

Budinski, Kenneth G., Budinski, Michael K., Engineering Materials: Properties and Selection, 7th

Ed, 2002. ISBN 0-13-030533-2.

[editar]Enlaces externos

 Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Elastómeros.

{| style="margin:0 auto;" align="center" width="90%" class="toccolours"

|align="center" style="background:#ccccff" colspan="3" | Elastómeros |- | style="width:30%" |Caucho

natural | style="width:30%" |Caucho estireno butadieno (SBR) | style="width:30%" |Polibutadieno |-

| Caucho nitrilo (NBR) | Caucho butílico (BR) | Neopreno |- | Caucho etileno propileno (EPM)

| Caucho etileno propileno dieno (EPDM) | Estireno Butadieno (SBR) |- | Estireno Butadieno

Estireno (SBS) | Poliuretano(PUR) |}

ELASTÓMEROSPlásticos wikipedia

FAMILIA

NOMBREFORMULA QUÍMICA

OBTENCIÓNAPLICAC

IONES

Cauchos naturales

Caucho naturalvariedad cis

Estructura molecular estéreo especifica  cis del

caucho naturalSe obtiene del látex de algunos árboles, sus propiedades se mejoran por masticación, ósea disminuyendo el peso molecular del látex desde 700.000-2.300.000 a menos de 500.000, seguido de la adición de negro de carbono (hollín), y vulcanizando en caliente (130-140 ºC) desde un 3-4% de S, hasta un 30-40% a mayor contenido en S mas dureza, la variedad mas dura se llama ebonita.Es miscible en todas proporciones con otros cauchos (IR, SBR, BR), lo que permite combinar propiedades de unos y otros.

Elásticos, muelles, zapatos, soportes antivibraciones, tapones, tuberías, y neumáticos

gutapercha:caucho natural variedad trans

Estructura molecular estéreo

especifica  trans del caucho natural, tiene cierta cristalinidad, y por lo tanto es poco elástica.

  

Aislante en cables eléctricos

Cauchos diénicos sintéticos     

IR:Poliisopreno sintéticoCaucho natural sintético

Actualmente se emplean dos técnicas para la fabricación del caucho sintético: Con catalizadores Ziegler-Natta, y la polimerización aniónica, con alquil-litio, en ambos casos se necesitan productos muy puros, esto unido al alto precio del isopreno, hace que resulte poco competitivo frente al caucho natural.Los IR tiene menos dureza, rigidez,  resistencia a la tracción y al desgarro que los cauchos naturales, pero también presentan menos histéresis y deformación permanente.

Similares al caucho natural, pero se emplea menos porque es más caro.

BR:Polibutadienocauchos BUNA

mediante

la polimerización de 1,3-butadieno., es uno de los más utilizados, actualmente se obtienen por polimerización en disolución, pueden clasificarse en dos grandes grupos :BR de alto contenido (93-97 %) de estructuras cis-1,4 preparado con catalizadores de coordinación; y BR de medio contenido (35%)

neumáticos, pelotas de golf, zapatos, cintas transportadoras, en la mejora de plásticos (poliestiren

preparado con catalizadores de alquil-litio.Tienen buenas propiedades mecánicas pero se trabajan con dificultad por lo que se mezclan con cacho natural y otros elastómeros sintéticos para que la mezcla no pierda cohesión y se desmenuce, les caracteriza su elevada resiliencia, su resistencia al frío, a la abrasión y a la aparición de grietas

o, ABS)

SBR:Cauchos butadieno estirenoBUNA S

CH2 = CH – CH =CH2 + CH2 = CH2 Butadieno Estirenomediante la polimerización de una mezcla de estireno y de butadieno.. Se distinguen SBR fríos (se obtienen a 5 ºC) de alto peso molecular (del orden de 250000) y SBR calientes (se obtienen a 50 ºC) de bajo peso molecular( sobre 90000), el alto peso molecular mejora sus propiedades pero empeora su elaboración, esto a llevado a la formulación de mezclas de SBR fríos de muy alto peso molecular con un alto porcentaje (hasta el 50%) de aceite mineral, obteniéndose SBR extendido de menor coste, buenas propiedades y facilidad de elaboración.Mejoran sus características mecánicas con la adición de cargas reforzantes, concretamente su resistencia a la abrasión llega superar a la del caucho natural, y es más barato.

Cubiertas de neumáticos de tamaño pequeño y medio, calzado, correas transportadoras y de transmisión, artículos moldeados, perfiles

NBR:Cauchos nitriloBUNA N

Son copolimeros de butadieno y acrilonitrilo, los distintos tipos comerciales se diferencian en la proporción de acrilonitrilo ( entre el 18 y 50 % en peso).El acrilonitrilo le hace resistente a gasolinas, aceites y disolventes hidrocarbonatados, y es compatible con los plásticos polares (PVC), en detrimento de sus propiedades elásticas.También aumentan la resistencia a la tracción, abrasión, dureza y resistencia al calor con el aumento de acrilonitrilo, es atacado por el ozono, y por consiguiente no soporta bien la intemperie, este fenómeno a contribuido al desarrollo de cauchos NBR parcialmente hidrogenados, vulcanizados con azufre.

Juntas, diafragmas, mangueras, tubos, rodillos de imprenta, y aquellos artículos que han de estar en contacto con hidrocarburos

CR:policloropreno o neopreno

Es un derivado del 2-cloro-1,3butadieno ; polimeriza como el butadieno y el isopreno en

trajes húmedos de submarinismo, aislamiento eléctrico, correas para ventiladores de

posición 1,4 fundamentalmente y también en posición 1,2 y 4,3, pueden vulcanizarse sin azufre, por simple calentamiento en presencia de óxidos metálicos (Zn, Mg) con condensación de ClH, el átomo de Cl favorece su resistencia al envejecimiento y al ozono, cristalizan con el estiramiento como el caucho natural y el IRSus características mecánicas son buenas y no requieren cargas reforzantes, pero las llevan para abaratar costes. Tienen buena resistencia a la temperatura, auto extinguiéndose en el fuego, cuando se les aparta de la llama, y soportan los disolventes hidrocarbonatados.

automóviles, botas de pesca, juntas de dilatación de autopistas, guantes,  corchos, insonorización, control de vibraciones, adhesivos...

Cauchos monoolefínicos 

IIR:Cauchos butilo

son copolimeros del isobutileno con pequeñas cantidades de isopreno, la vulcanización por azufre es muy lenta, por lo que se añaden acelerantes ultrarrápidos e inhibidores.Se mezclan mal con el caucho natural, por lo que se emplean solos o con cauchos etileno propileno.Resisten bien los agentes químicos, el envejecimiento y tiene baja permeabilidad a los gases, lo que le hace el mas adecuado para cámaras de neumáticos

cámaras para neumáticos , aislamiento de cables, amortiguadores de choque, tapones en farmacia, y artículos que han de estar en contacto con alimentos, tuberías y accesorios para grasas aceites vegetales o animales y disolventes polares.

cauchos etileno propileno

EPR o EPM:copolimero etileno-propileno

Son completamente amorfos y tienen magnificas propiedades elásticas, su composición mas habitual es 50/50 etileno/propileno. La vulcanización se realiza mediante peróxidos ( dedicumilo o de isobutilo y derivados) con muy poco azufre, 

Automoción, en juntas de puertas y ventanillas, manguitos de radiador, cables y capuchones de bujías.

EPT o EPDMtermopolimeros de

La copolimerización de EPR con butadieno o isopreno da lugar al termopolímero EPT, que puede vulcanizarse en caliente con azufre a la manera clásica.

etileno-propileno-diofina

Es barato resiste bien el envejecimiento , para especificaciones poco exigentes pueden vulcanizarse fácilmente mezclados con hasta el 100-200% de su peso en aceite y hasta 400-500 % en peso de cargas reforzantes, logrando productos muy económicos.

siliconas aceites, resinas, y cauchos

  R y R' son radicales alquilos o arilos, como por ejemplo CH3 o C6H5

Fluidas, lubricantes, antiadherentes, y débilmente tóxicas.

Cada molécula de silicona es una cadena compuesta por átomos de oxígeno y silicio alternados y con un grupo orgánico (como el metilo) unido al átomo de silicio. En la preparación de la metilsilicona, se combinan el cloruro de metilo y el silicio aleado con una pequeña cantidad de cobre (que es un catalizador de la reacción). El producto de la reacción, dicloruro de dimetilsilicio, se trata con agua y forma moléculas de silicona. Los aceites de silicona tienen un pequeño número de átomos de silicio en cada molécula; las resinas de silicio poseen moléculas mayores que están polimerizadas.Controlando el tamaño de las moléculas individuales y la polimerización de las moléculas adyacentes, se producen aceites, resinas o cauchos. Los aceites de silicona pueden soportar temperaturas muy altas sin descomponerse y son químicamente inertes a los metales y a la mayoría de los reactivos. También conservan la viscosidad a bajas temperaturas (a las que los aceites hidrocarburos ordinarios se espesan) y a altas temperaturas (a las que los aceites ordinarios se diluyen demasiado). Microsoft® Encarta® Online 2007

Los aceites de silicona se utilizan en los sistemas hidráulicos de los aviones. Las resinas de silicona se emplean como aislantes resistentes al calor. Los cauchos de silicona se utilizan como aislantes o para otros propósitos en los que el caucho deba soportar altas temperaturas. Las siliconas se usan también para cerámicas, tejidos y papel que sean resistentes al agua. La sustancia a tratar se 

cubre primero con una capa de agua y después se expone al vapor de dicloruro de dimetilsilicio, formando una capa superficial de moléculas de silicona. Las prótesis de silicona se utilizan con frecuencia como partes de los órganos implantados en operaciones quirúrgicas de corazón, ojos o trompas de Falopio. Se usan tubos de silicona para conectar los riñones artificiales a los vasos sanguíneos de los pacientes.Microsoft® Encarta® Online 2007