El caucho sintético es un elastómero artificial , un polímero sintetizado a partir de subproductos del petróleo. Estados Unidos produce alrededor de 32 millones de toneladas de caucho al año, dos tercios de las cuales son caucho sintético. Al igual que el caucho natural, el caucho sintético se utiliza ampliamente en la industria automotriz, en productos como neumáticos, perfiles de ventanas y puertas, juntas tóricas y empaquetaduras, mangueras, correas, tapetes y revestimientos para pisos. Posee diversas propiedades físicas y químicas que pueden mejorar la confiabilidad de productos o aplicaciones específicos. El caucho sintético es superior al caucho natural en dos aspectos: estabilidad térmica y resistencia a aceites y compuestos relacionados. [1] Son más resistentes a oxidantes como el oxígeno y el ozono, que pueden acortar la vida útil de productos como los neumáticos.
La historia del caucho sintético
Desde la década de 1890, el uso generalizado de bicicletas, especialmente neumáticos, ha incrementado la demanda de caucho. En 1909, un equipo dirigido por Fritz Hoffmann polimerizó con éxito el isopreno en el laboratorio de Bayer en Elberfeld, Alemania, produciendo así el primer caucho sintético. [2] [3]
En 1930, Lebedev, el estadounidense Wallace Carrathers y el científico alemán Hermann Staudinger publicaron de forma independiente los resultados de sus investigaciones, lo que condujo al nacimiento de uno de los primeros cauchos sintéticos: el caucho de cloropreno. En 1931, bajo la dirección de Bolton, de DuPont, se desarrolló con éxito el caucho de cloropreno. El caucho de cloropreno posee una resistencia al calor y a la corrosión química extremadamente alta, como la del aceite y la gasolina, y se utiliza a menudo para fabricar mangueras de combustible y como material de aislamiento mecánico. La empresa Theocor utilizó su nombre para un producto de caucho a base de dicloroetano, que competía con el caucho de cloropreno. [4]
En 1935, químicos alemanes sintetizaron el primer caucho sintético, conocido como caucho de nitrilo. El caucho de nitrilo es un copolímero , lo que significa que este polímero se obtiene polimerizando dos monómeros en secuencia alterna. Otras marcas incluyen Koroseal , desarrollado por Wald Simon en 1935 , y Sovprene, desarrollado por investigadores soviéticos en 1940 .
Segunda Guerra Mundial
Durante la Segunda Guerra Mundial, mientras Japón conquistaba la mayor parte de Asia, en particular las colonias británicas en el sudeste asiático, Malasia (hoy Malasia) y las Indias Orientales Neerlandesas (hoy Indonesia), las potencias del Eje controlaban casi todas las limitadas reservas de caucho natural del mundo y, como resultado, la producción de caucho sintético en los Estados Unidos se expandió rápidamente. [6]
Los objetivos de las «operaciones de bombardeo a corta distancia» de la Alemania nazi incluían la planta de Shkopa (producción anual de 50.000 toneladas) y la planta de caucho sintético de Hulls cerca de Recklinghausen (producción anual de 30.000 toneladas, lo que representa el 17%) [7] , así como la planta de neumáticos y cámaras de aire de la planta de caucho de Colonia en la orilla este del Rin en el río Deutz [8 ] . La planta de caucho sintético de Ferrara en Italia (cerca del puente del río ) fue bombardeada el 23 de agosto de 1944. Leverkusen (producción anual de 5.000 toneladas) también fue bombardeada. El 5 de marzo de 1944, una planta de caucho sintético en construcción en Auschwitz, Polonia, que estaba bajo ocupación nazi , [10] era operada por Farben y utilizaba trabajadores esclavos de las SS del campo de concentración de Auschwitz III (Monowitz).
tipo
El caucho sintético más común es el caucho de estireno-butadieno (SBR), un copolímero de estireno y 1,3-butadieno. Otros cauchos sintéticos incluyen:
- Poliisopreno, obtenido por polimerización del isopreno.
- El caucho de cloropreno se polimeriza a partir de 2-clorobutadieno.
- Caucho de nitrilo fabricado a partir de cianobutadieno o 2-acrilonitrilo y butadieno
Mezclando monómeros y diferentes catalizadores se pueden preparar diversos compuestos de este tipo, controlando así la estereoquímica.
El poliisobutileno, o caucho butílico, se utiliza comúnmente en cámaras o revestimientos de neumáticos, ya que impide eficazmente el paso del aire. Sin embargo, su elasticidad es mucho menor que la del cis-polibutadieno, que suele emplearse en los flancos de los neumáticos para minimizar la pérdida de energía y la generación de calor . De hecho, su excelente flexibilidad ha llevado incluso a su uso en la fabricación de pelotas de fútbol americano. El polietileno clorosulfonado (Hypalon) es un elastómero ampliamente utilizado en materiales exteriores como techos. Los cauchos sintéticos, como el EPR, también pueden emplearse para el aislamiento eléctrico.
caucho de silicona
El caucho de silicona es un elastómero sintético compuesto de polímeros de silicona. Tiene amplias aplicaciones industriales y está disponible en diversas formulaciones. El caucho de silicona suele ser un polímero de uno o dos componentes y puede contener rellenos para mejorar el rendimiento o reducir los costos. El caucho de silicona generalmente posee ventajas como su no reactividad, buena estabilidad y resistencia a ambientes y temperaturas extremos.
Caucho natural y caucho sintético
El caucho natural se extrae del látex del árbol de caucho brasileño y su componente principal es el policis- isopreno.
El caucho sintético, al igual que otros polímeros, está hecho de una variedad de monómeros derivados del petróleo.
Algunos cauchos sintéticos son menos susceptibles a la descomposición por ozono que el caucho natural . El caucho natural es susceptible a la descomposición por ozono porque su estructura de cadena contiene dobles enlaces, mientras que algunos cauchos sintéticos no los contienen y, por lo tanto, son más resistentes a la descomposición por ozono. Algunos ejemplos son el caucho fluorado (Viton), el monómero de etileno propileno dieno (EPDM) y el caucho butílico.
Los elastómeros termoplásticos son un nuevo tipo de caucho sintético que, a diferencia de los cauchos naturales y vulcanizados tradicionales, son fáciles de moldear. La estabilidad estructural del poliuretano se logra mediante la reticulación cristalina, mientras que la estabilidad estructural de los copolímeros en bloque SBS se logra mediante la reticulación amorfa.