Generalidades Del Caucho 465e1g
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- Words: 1,669
- Pages: 20
GENERALIDADES DEFINICION Sustancia natural o sintética que se caracteriza por su elasticidad, repelencia al agua y resistencia eléctrica.
Existen diferentes clases de cauchos que se pueden clasificar en dos grandes grupos: CAUCHO NATURAL Se obtiene a partir del látex hallado en especies vegetales típicas de regiones tropicales. CAUCHO SINTETICO Se obtiene a partir del procesamiento de Hidrocarburos
GENERALIDADES
Indonesia, Malasia, Tailandia, China y la India producen actualmente alrededor del 90% del caucho natural.
Se plantan aproximadamente 250 árboles por hectárea, y la cosecha anual de caucho bruto en seco suele ser de unos 450 kg por hectárea. En árboles de alto rendimiento la producción anual puede llegar a 2.225 kg por hectárea, y se ha conseguido desarrollar ejemplares experimentales que alcanzan los 3.335 kg por hectárea.
El caucho bruto en estado natural es un hidrocarburo blanco o incoloro
El caucho puro es insoluble en agua, y soluble en benceno, petróleo, hidrocarburos clorados y disulfuro de carbono. Con agentes oxidantes químicos se oxida rápidamente, pero con el oxígeno de la atmósfera lo hace lentamente.
GENERALIDADES
El caucho vulcanizado tiene más fuerza, elasticidad y mayor resistencia a los cambios de temperatura que el no vulcanizado; además es impermeable a los gases y resistente a la abrasión, acción química, calor y electricidad. También posee un alto coeficiente de rozamiento en superficies secas y un bajo coeficiente de rozamiento en superficies mojadas por agua.
ARTICULOS DE CAUCHO
Hilos, cuerdas, cintas, bandas, correas de transmisión Modelos y maquetas para arquitectura Juguetes Artículos de insonorización Superficies para campos de juego Revestimiento para paredes Suelos para tiendas de campaña Protectores acampanados para patas de caballo Tapetes
ARTICULOS DE CAUCHO
Patas para máquinas de oficina Piezas de caucho para jeringas Poleas Parachoques Pavimento de caucho recicladoEtiquetas Guantes Protectores para tallos (horticultura)
CAUCHO NATURAL Existe una clasificación visual de los hules naturales, los cuales son diferenciados por su apariencia, este varia dependiendo del método de preparación.
HOJA AHUMADA El látex que se obtiene del árbol se diluye en agua después se vacía en tanques de aluminio, luego se agrega ácido acético o fórmico diluido para coagular el látex, al mismo tiempo se insertan verticalmente unas separaciones de aluminio en el tanque, de esta manera se producen hojas o láminas de coagulo.
CREPE BLANCO Para esta preparación se agrega primero bisulfito de sodio al látex con el fin de prevenir el oscurecimiento del caucho debido a las enzimas presentes, en especial polifenol oxidaza.
CREPE CAFÉ Estos crepés de calidad inferior que se derivan de materiales coagulados prematuramente o material sucio.
PROCESAMIENTO DEL CAUCHO NATURAL
CAUCHO SINTETICO Se obtiene por reacciones de polimerización a partir de hidrocarburos insaturados. El Caucho Estireno Butadieno más conocido como caucho SBR es un copolímero (polímero formado por la polimerización de una mezcla de dos o más monómeros) del Estireno y el 1,3-Butadieno. Este es el caucho sintético mas utilizado a nivel mundial.
CAUCHO SINTETICO Obtención del Butadieno
Se obtiene principalmente a partir de los gases del petróleo según diferentes procesos.
El primero se basa en el cracking térmico del petróleo, aumentando la temperatura y disminuyendo la presión de manera de mejorar el rendimiento de Butadieno como producto.
El más utilizado en la actualidad, se fundamenta en la deshidrogenación catalítica del Butano o del Butileno.
Es posible también, obtener Butadieno a partir de alcohol etílico por medio de la conversión catalítica
Obtención del Estireno
También llamado vinilbenceno, se prepara a partir del benceno y acetileno mediante la reacción de Friedel-Crafts
MATERIAS PRIMAS NECESARIAS EN LA PRODUCCION DE CAUCHO SBR
Butadieno Estireno Agua Jabón de ácidos grasos Emulsificante Dodecil mercaptán Hidróxido de P-mentano Sulfato ferroso Sulfoxilato de Sodio 0,05
TIPOS DE CAUCHOS SINTETICOS
SBR El SBR es un copolímero de butadieno y estireno, sin vulcanizar es soluble en la mayoría de los solventes hidrocarbonados. Al rededor del 70% del SBR es utilizado por la industria llantera, este tipo de caucho es el que mas se emplea.
BR tiene una flexibilidad muy alta, de hecho, el polibutadieno es el único caucho sintético con una flexibilidad mayor incluso que al del hule natural, al mismo tiempo, la resistencia a la abrasión es sobresaliente y la flexibilidad a baja temperatura es excelente. Sus principales limitaciones son: Baja adhesividad . baja tensión y resistencia al desgarre. El uso de este caucho es limitado por si mismo, este material es mas frecuentemente usado en mezclas con otros cauchos, como por ejemplo en la industria llantera en la cual se tomo por sus cualidades de resistencia a la abrasión y baja generación de calor.
ISOPRENO Tiene la misma composición química del caucho natural
TIPOS DE CAUCHOS SINTETICOS
CAUCHO ETILINO- PROPILENO (EPM - EPDM) Tanto el EPM como el EPDM tienen una notable resistencia a la luz solar, al ozono y al envejecimiento, junto con la capacidad de aceptar grandes cargas de aceites de extensión, sin perdida de las propiedades físicas.
CAUCHO NITRILO (NBR) Este es un copolímero de acrilonitrilo y butadieno, en el cual la proporción de acrilonitrilo puede variar desde el 18% al 40 %. Cuanto más alta es la proporción de acrilonitrilo, más pobres son las propiedades físicas, pero es mejor la resistencia al aceite. La resistencia al aceite y al calor es ligeramente mas alta que en el caucho cloropreno, pero la resistencia a la luz solar no es tan buena.
CAUCHO CLOROPRENO (CR) El cloropreno es un liquido que se parece al isopreno en cuanto a su estructura química, salvo que tiene un átomo de cloro, mientras que el isopreno tiene un grupo metilo.es resistente a la degradación ambiental, presenta resistencia a solventes y agentes químicos
TIPOS DE CAUCHOS SINTETICOS
CAUCHOS FLUORADOS ( CFM - FKM) Los cauchos de fluoro-carbono y flouro silicona están entre los elastomeros más caros del mercado. Los copolímeros y terpolímeros con base en fluoruro de vinilideno y hexafluoropropileno son designados por ASTM con las iniciales FKM, mientras que los copolímeros y terpolímeros con base en fluoruro de vinilideno y clorotrifluoroetileno se indican con las iniciales CFM.
CAUCHO SILICONA (Q) A pesar de su alto precio, dichos polímeros tienen mucha aceptación por su buena estabilidad térmica, su constancia de propiedades de aislamiento eléctrico, su repelencia al agua y sus características antiadhesivas.
CAUCHOS TERMOPLÁSTICOS La idea básica de un caucho termoplástico es que debe fundirse al ser calentado y solidificarse al ser enfriado, sin que se dañen sus propiedades elásticas.
CLASIFICACION DE LOS CAUCHOS SBR De acuerdo con el código del Instituto Internacional de Productores de Goma Sintética, IISRP, los copolímeros de SBR se clasifican en diferentes categorías:
SBR serie 1000: Copolímeros obtenidos por copolimerización en caliente.
SBR serie 1500: Copolímeros obtenidos por copolimerización en frío. Sus propiedades dependen de la temperatura de reacción y del contenido de estireno y emulsificante. La variación de estos parámetros afecta el peso molecular y por lo tanto las propiedades de la mezcla vulcanizada.
SBR serie 1700: SBR 1500 extendida con aceite.
SBR series 1600 y 1800: Se mezcla negro de carbón con goma SBR 1500 durante la producción mediante la incorporación de una dispersión acuosa de negro de carbón con el látex de SBR previamente extendido con aceite. Se obtiene una mezcla maestra cercana al producto final luego de la coagulación y secado .
CAUCHOS DE USOS ESPECIALIZADOS
La goma de butilo Es un copolímero de isobuteno con aproximadamente 2% de isopreno. Se usa principalmente en la producción de tubos internos debido a su excelente impermeabilidad a los gases.
El policloropreno o neopreno Se usa en una amplia variedad de aplicaciones relacionadas con su resistencia a los aceites y solventes.
La goma de nitrilo , Un copolímero de butadieno/acrilonitrilo (75% de butadieno en peso) se usa especialmente por su excelente resistencia a aceites y solventes aromáticos. Sin embargo, es de difícil procesamiento.
Los termoplásticos elastómeros
Son copolímeros trisecuencia esti-reno/butadieno/estireno o bien estireno/isopreno/estireno. Estos materiales exhiben propiedades de elastómeros, pero pueden ser procesados como termoplásticos sin vulcanización.
COMPARACION ENTRE EL CAUCHO NATURAL Y SINTETICO
SBR es inferior a la goma natural para procesado, resistencia a la tracción y a la rotura, adherencia y calentamiento interno.
SBR es superior en permeabilidad, envejecimiento, y resistencia al calor y desgaste.
La vulcanización de SBR requiere menos azufre, pero más acelerador.
El efecto reforzador del negro de carbón es mucho más pronunciado sobre SBR que sobre goma natural.
Para uso en neumáticos, SBR es mejor para vehículos de pasajeros, en tanto que la goma natural es preferible para vehículos utilitarios y autobuses.
Las SBR extendidas con aceite se usan principalmente para fabricación de neumáticos, correas cintas transportadoras, etc.) y suelas de zapatos; las mezclas de SBR se emplean en la producción en masa de cubiertas de neumáticos.
CUADRO COMPARATIVO DE PROPIEDADES Propiedades
Caucho Natural
SBR
Rango de Dureza
20-90
40-90
Resistencia a la rotura
Buena
Regular
Resistencia abrasiva
Excelente
Buena
Resistencia a la compresión
Buena
Excelente
Permeabilidad a los gases
Regular
Regular
LATEX ESPUMA DE CAUCHO Y PRODUCTOS MOLDEADOS La espuma de caucho se elabora directamente a partir del látex con sustancias emulsionantes. Se bate mecánicamente la mezcla en una máquina espumante, formando una espuma con millones de burbujas de aire, que se vierte en moldes y se vulcaniza por calentamiento para fabricar objetos como colchones y almohadas. ´ El látex puede moldearse para hacer artículos como juguetes o guantes de goma, introduciendo moldes de porcelana o de yeso blanco en látex concentrado. Una capa de látex se adhiere al molde y se extrae después de la vulcanización.
APLICACIONES DE LATEX
CEMENTOS CINTAS AISLANTES CINTAS ADHESIVAS. MANGUERAS NEUMÁTICOS RODILLOS MANGUERAS DE AIRE GLOBOS COLCHONES. ROPA IMPERMEABLE, TRAJES DE BUCEO TUBOS PARA QUÍMICA Y MEDICINA, REVESTIMIENTOS DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO, GUANTES PROTECTORES,
Existen diferentes clases de cauchos que se pueden clasificar en dos grandes grupos: CAUCHO NATURAL Se obtiene a partir del látex hallado en especies vegetales típicas de regiones tropicales. CAUCHO SINTETICO Se obtiene a partir del procesamiento de Hidrocarburos
GENERALIDADES
Indonesia, Malasia, Tailandia, China y la India producen actualmente alrededor del 90% del caucho natural.
Se plantan aproximadamente 250 árboles por hectárea, y la cosecha anual de caucho bruto en seco suele ser de unos 450 kg por hectárea. En árboles de alto rendimiento la producción anual puede llegar a 2.225 kg por hectárea, y se ha conseguido desarrollar ejemplares experimentales que alcanzan los 3.335 kg por hectárea.
El caucho bruto en estado natural es un hidrocarburo blanco o incoloro
El caucho puro es insoluble en agua, y soluble en benceno, petróleo, hidrocarburos clorados y disulfuro de carbono. Con agentes oxidantes químicos se oxida rápidamente, pero con el oxígeno de la atmósfera lo hace lentamente.
GENERALIDADES
El caucho vulcanizado tiene más fuerza, elasticidad y mayor resistencia a los cambios de temperatura que el no vulcanizado; además es impermeable a los gases y resistente a la abrasión, acción química, calor y electricidad. También posee un alto coeficiente de rozamiento en superficies secas y un bajo coeficiente de rozamiento en superficies mojadas por agua.
ARTICULOS DE CAUCHO
Hilos, cuerdas, cintas, bandas, correas de transmisión Modelos y maquetas para arquitectura Juguetes Artículos de insonorización Superficies para campos de juego Revestimiento para paredes Suelos para tiendas de campaña Protectores acampanados para patas de caballo Tapetes
ARTICULOS DE CAUCHO
Patas para máquinas de oficina Piezas de caucho para jeringas Poleas Parachoques Pavimento de caucho recicladoEtiquetas Guantes Protectores para tallos (horticultura)
CAUCHO NATURAL Existe una clasificación visual de los hules naturales, los cuales son diferenciados por su apariencia, este varia dependiendo del método de preparación.
HOJA AHUMADA El látex que se obtiene del árbol se diluye en agua después se vacía en tanques de aluminio, luego se agrega ácido acético o fórmico diluido para coagular el látex, al mismo tiempo se insertan verticalmente unas separaciones de aluminio en el tanque, de esta manera se producen hojas o láminas de coagulo.
CREPE BLANCO Para esta preparación se agrega primero bisulfito de sodio al látex con el fin de prevenir el oscurecimiento del caucho debido a las enzimas presentes, en especial polifenol oxidaza.
CREPE CAFÉ Estos crepés de calidad inferior que se derivan de materiales coagulados prematuramente o material sucio.
PROCESAMIENTO DEL CAUCHO NATURAL
CAUCHO SINTETICO Se obtiene por reacciones de polimerización a partir de hidrocarburos insaturados. El Caucho Estireno Butadieno más conocido como caucho SBR es un copolímero (polímero formado por la polimerización de una mezcla de dos o más monómeros) del Estireno y el 1,3-Butadieno. Este es el caucho sintético mas utilizado a nivel mundial.
CAUCHO SINTETICO Obtención del Butadieno
Se obtiene principalmente a partir de los gases del petróleo según diferentes procesos.
El primero se basa en el cracking térmico del petróleo, aumentando la temperatura y disminuyendo la presión de manera de mejorar el rendimiento de Butadieno como producto.
El más utilizado en la actualidad, se fundamenta en la deshidrogenación catalítica del Butano o del Butileno.
Es posible también, obtener Butadieno a partir de alcohol etílico por medio de la conversión catalítica
Obtención del Estireno
También llamado vinilbenceno, se prepara a partir del benceno y acetileno mediante la reacción de Friedel-Crafts
MATERIAS PRIMAS NECESARIAS EN LA PRODUCCION DE CAUCHO SBR
Butadieno Estireno Agua Jabón de ácidos grasos Emulsificante Dodecil mercaptán Hidróxido de P-mentano Sulfato ferroso Sulfoxilato de Sodio 0,05
TIPOS DE CAUCHOS SINTETICOS
SBR El SBR es un copolímero de butadieno y estireno, sin vulcanizar es soluble en la mayoría de los solventes hidrocarbonados. Al rededor del 70% del SBR es utilizado por la industria llantera, este tipo de caucho es el que mas se emplea.
BR tiene una flexibilidad muy alta, de hecho, el polibutadieno es el único caucho sintético con una flexibilidad mayor incluso que al del hule natural, al mismo tiempo, la resistencia a la abrasión es sobresaliente y la flexibilidad a baja temperatura es excelente. Sus principales limitaciones son: Baja adhesividad . baja tensión y resistencia al desgarre. El uso de este caucho es limitado por si mismo, este material es mas frecuentemente usado en mezclas con otros cauchos, como por ejemplo en la industria llantera en la cual se tomo por sus cualidades de resistencia a la abrasión y baja generación de calor.
ISOPRENO Tiene la misma composición química del caucho natural
TIPOS DE CAUCHOS SINTETICOS
CAUCHO ETILINO- PROPILENO (EPM - EPDM) Tanto el EPM como el EPDM tienen una notable resistencia a la luz solar, al ozono y al envejecimiento, junto con la capacidad de aceptar grandes cargas de aceites de extensión, sin perdida de las propiedades físicas.
CAUCHO NITRILO (NBR) Este es un copolímero de acrilonitrilo y butadieno, en el cual la proporción de acrilonitrilo puede variar desde el 18% al 40 %. Cuanto más alta es la proporción de acrilonitrilo, más pobres son las propiedades físicas, pero es mejor la resistencia al aceite. La resistencia al aceite y al calor es ligeramente mas alta que en el caucho cloropreno, pero la resistencia a la luz solar no es tan buena.
CAUCHO CLOROPRENO (CR) El cloropreno es un liquido que se parece al isopreno en cuanto a su estructura química, salvo que tiene un átomo de cloro, mientras que el isopreno tiene un grupo metilo.es resistente a la degradación ambiental, presenta resistencia a solventes y agentes químicos
TIPOS DE CAUCHOS SINTETICOS
CAUCHOS FLUORADOS ( CFM - FKM) Los cauchos de fluoro-carbono y flouro silicona están entre los elastomeros más caros del mercado. Los copolímeros y terpolímeros con base en fluoruro de vinilideno y hexafluoropropileno son designados por ASTM con las iniciales FKM, mientras que los copolímeros y terpolímeros con base en fluoruro de vinilideno y clorotrifluoroetileno se indican con las iniciales CFM.
CAUCHO SILICONA (Q) A pesar de su alto precio, dichos polímeros tienen mucha aceptación por su buena estabilidad térmica, su constancia de propiedades de aislamiento eléctrico, su repelencia al agua y sus características antiadhesivas.
CAUCHOS TERMOPLÁSTICOS La idea básica de un caucho termoplástico es que debe fundirse al ser calentado y solidificarse al ser enfriado, sin que se dañen sus propiedades elásticas.
CLASIFICACION DE LOS CAUCHOS SBR De acuerdo con el código del Instituto Internacional de Productores de Goma Sintética, IISRP, los copolímeros de SBR se clasifican en diferentes categorías:
SBR serie 1000: Copolímeros obtenidos por copolimerización en caliente.
SBR serie 1500: Copolímeros obtenidos por copolimerización en frío. Sus propiedades dependen de la temperatura de reacción y del contenido de estireno y emulsificante. La variación de estos parámetros afecta el peso molecular y por lo tanto las propiedades de la mezcla vulcanizada.
SBR serie 1700: SBR 1500 extendida con aceite.
SBR series 1600 y 1800: Se mezcla negro de carbón con goma SBR 1500 durante la producción mediante la incorporación de una dispersión acuosa de negro de carbón con el látex de SBR previamente extendido con aceite. Se obtiene una mezcla maestra cercana al producto final luego de la coagulación y secado .
CAUCHOS DE USOS ESPECIALIZADOS
La goma de butilo Es un copolímero de isobuteno con aproximadamente 2% de isopreno. Se usa principalmente en la producción de tubos internos debido a su excelente impermeabilidad a los gases.
El policloropreno o neopreno Se usa en una amplia variedad de aplicaciones relacionadas con su resistencia a los aceites y solventes.
La goma de nitrilo , Un copolímero de butadieno/acrilonitrilo (75% de butadieno en peso) se usa especialmente por su excelente resistencia a aceites y solventes aromáticos. Sin embargo, es de difícil procesamiento.
Los termoplásticos elastómeros
Son copolímeros trisecuencia esti-reno/butadieno/estireno o bien estireno/isopreno/estireno. Estos materiales exhiben propiedades de elastómeros, pero pueden ser procesados como termoplásticos sin vulcanización.
COMPARACION ENTRE EL CAUCHO NATURAL Y SINTETICO
SBR es inferior a la goma natural para procesado, resistencia a la tracción y a la rotura, adherencia y calentamiento interno.
SBR es superior en permeabilidad, envejecimiento, y resistencia al calor y desgaste.
La vulcanización de SBR requiere menos azufre, pero más acelerador.
El efecto reforzador del negro de carbón es mucho más pronunciado sobre SBR que sobre goma natural.
Para uso en neumáticos, SBR es mejor para vehículos de pasajeros, en tanto que la goma natural es preferible para vehículos utilitarios y autobuses.
Las SBR extendidas con aceite se usan principalmente para fabricación de neumáticos, correas cintas transportadoras, etc.) y suelas de zapatos; las mezclas de SBR se emplean en la producción en masa de cubiertas de neumáticos.
CUADRO COMPARATIVO DE PROPIEDADES Propiedades
Caucho Natural
SBR
Rango de Dureza
20-90
40-90
Resistencia a la rotura
Buena
Regular
Resistencia abrasiva
Excelente
Buena
Resistencia a la compresión
Buena
Excelente
Permeabilidad a los gases
Regular
Regular
LATEX ESPUMA DE CAUCHO Y PRODUCTOS MOLDEADOS La espuma de caucho se elabora directamente a partir del látex con sustancias emulsionantes. Se bate mecánicamente la mezcla en una máquina espumante, formando una espuma con millones de burbujas de aire, que se vierte en moldes y se vulcaniza por calentamiento para fabricar objetos como colchones y almohadas. ´ El látex puede moldearse para hacer artículos como juguetes o guantes de goma, introduciendo moldes de porcelana o de yeso blanco en látex concentrado. Una capa de látex se adhiere al molde y se extrae después de la vulcanización.
APLICACIONES DE LATEX
CEMENTOS CINTAS AISLANTES CINTAS ADHESIVAS. MANGUERAS NEUMÁTICOS RODILLOS MANGUERAS DE AIRE GLOBOS COLCHONES. ROPA IMPERMEABLE, TRAJES DE BUCEO TUBOS PARA QUÍMICA Y MEDICINA, REVESTIMIENTOS DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO, GUANTES PROTECTORES,
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