Elastómeros: Tipos, características y usos

Elastómeros

• Los elastómeros son polímeros amorfos que existen por encima de su temperatura de transición vítrea.
• Permiten un movimiento segmentario considerable y son muy permeables.
• A temperatura ambiente, los cauchos son blandos y deformables.
• Se utilizan principalmente para sellos, adhesivos y piezas moldeadas flexibles.
• Pueden ser termoestables (que requieren vulcanización) o termoplásticos (elastómero termoplástico o TPE).

Elastómeros Comunes

• Elastómeros acrílicos
• Elastómeros clorados (Neopreno)
• Etileno-propileno (EPDM)
• Etil-vinil-acetato (EVA)
• Elastómero de fluoropolímero (Viton)
• Isopreno
• Caucho natural
• Nitrileno (NBR, BUNA-N)
• Elastómero de polibutadieno
• Silicona
• Estireno-butadieno (SBS)
• Elastómeros termoplásticos (TPE, TPO)

Características de los Elastómeros

• Los elastómeros, tanto naturales como sintéticos, muestran una gran deformación (>200%) cuando se aplica una fuerza.
• Los materiales comunes fabricados con elastómeros incluyen gomas elásticas, neumáticos, juntas tóricas, mangueras y aislamiento para cables eléctricos.
• El caucho natural crudo puede borrar las marcas de lápiz, de ahí el nombre de caucho.
• Los elastómeros son polímeros amorfos que no cristalizan fácilmente durante el procesamiento.
• Tienen una baja temperatura de transición vítrea.
• Las cadenas se deforman elásticamente cuando se aplica una fuerza.

Isómeros Geométricos

• Algunos monómeros tienen diferentes estructuras, aunque tienen la misma composición.
• El monómero incluye dos dobles enlaces entre átomos de carbono.
• Este tipo de monómero se denomina dieno.
• La polimerización rompe ambos dobles enlaces.
• Crea un nuevo doble enlace en el centro de la molécula.
• Crea sitios activos en ambos extremos.

Entrecruzamiento

• La vulcanización, que utiliza átomos de azufre, es un método común para el entrecruzamiento.
• Las cadenas de átomos de azufre enlazan las cadenas de polímero a medida que el polímero se procesa y se da forma a temperaturas de unos 120 a 180 °C.
• Los pasos de entrecruzamiento pueden incluir la reorganización de un átomo de hidrógeno y la sustitución de uno o más de los dobles enlaces por enlaces simples.
• El proceso de entrecruzamiento no es reversible, y el elastómero no puede reciclarse fácilmente.
• Impide la deformación plástica viscosa.
• Conserva la gran deformación elástica al entrecruzar las cadenas.

Comportamiento Elástico y Módulo

• Prácticamente toda la curva representa la deformación elástica.
• Los elastómeros muestran un comportamiento elástico no lineal.
• Inicialmente, el módulo de elasticidad disminuye debido al desenrollamiento de las cadenas.
• Una vez extendidas las cadenas, se produce una mayor deformación elástica por el estiramiento.
• El estiramiento de los enlaces conduce a un mayor módulo de elasticidad.

Siliconas

• Las siliconas son materiales de alto rendimiento y coste.
• Tienen poca resistencia, pero se pueden utilizar en un rango excepcional de temperatura (-100-300 °C).
• Gran estabilidad química y una combinación inusual de propiedades.
• Los elastómeros de silicona y fluorosilicona tienen largas cadenas de grupos O-Si-OSi enlazados.
• Reemplazan a las cadenas -C-C-C-C- de los elastómeros basados en carbono.
• Con cadenas laterales de metilo (CH3) o flúor (F).
• Algunos son sólidos relativamente rígidos, otros son elastómeros.

Elastómeros Termoplásticos (TPE)

• Los TPE son un grupo especial de polímeros que no dependen del entrecruzamiento para producir una gran cantidad de deformación elástica.
• Se comportan como termoplásticos ordinarios a temperaturas elevadas y como elastómeros a bajas temperaturas.