Pregúntele a tres personas qué es el caucho y obtendrá tres respuestas diferentes: un árbol en el sudeste asiático, el neumático de un automóvil y una línea en un dibujo que dice 70 Shore A, negro. Los tres son correctos, y la brecha entre ellos es donde comienzan la mayoría de los argumentos sobre el abastecimiento.
¿Qué es realmente el caucho?
El caucho es un elastómero: una red de polímero que se deforma bajo carga y regresa casi por completo una vez que se retira la carga. Ese tramo recuperable es la propiedad definitoria. El color, la dureza y el precio se derivan de la química subyacente.
El caucho natural es cis-1,4-poliisopreno extraído de Hevea brasiliensis. El caucho sintético se polimeriza a partir de monómeros como butadieno, estireno, isopreno, cloropreno, etileno y propileno, con flúor o silicio en grados especiales. Ambas rutas terminan en el mismo lugar: un polímero en bruto con una viscosidad Mooney y casi ninguna resistencia útil hasta que se combina y cura.
400 a 700%
Elongación de rotura para compuestos típicos de uso general
40 a 90
Banda de dureza Shore A que cubre la mayoría de sellos, tapetes y neumáticos.
-40 a 120 ºC
Ventana de trabajo para grados generales; los grados de especialidad son más amplios
Elastómero: un polímero que se puede estirar repetidamente hasta al menos el doble de su longitud relajada a temperatura ambiente y vuelve a esa longitud cuando se libera la fuerza. Caucho es el nombre cotidiano; El elastómero es el de ingeniería.
La consecuencia práctica es que el caucho es una familia, no un material. Dos piezas, ambas descritas como caucho negro, pueden diferir en 60 puntos de dureza, en 150 C de resistencia al calor y en un factor de cuatro en el precio por kilogramo.
Caucho natural: del látex a la bala
El caucho natural comienza como látex, una suspensión lechosa de aproximadamente entre un 30 y un 40 por ciento de hidrocarburos de caucho extraídos de la corteza de los árboles maduros de Hevea. El látex se coagula con ácido fórmico o acético, se prensa en láminas o migajas y se seca antes de empacarlo.
La forma en que se realiza esa calificación decide lo que realmente recibe. Las calidades de láminas ahumadas acanaladas mantienen una alta resistencia en verde y adherencia de construcción, lo cual es importante para la construcción manual de piezas grandes. Los grados de caucho técnicamente especificados, como TSR 10 o TSR 20, se venden con límites de suciedad, cenizas, nitrógeno y materias volátiles, y con una ventana de viscosidad Mooney.
- Viscosidad Mooney y, lo que es más importante, la distribución lote a lote que la rodea.
- Contenido de suciedad y cenizas, los cuales perturban la dispersión del negro de carbón.
- Materia volátil, que modifica la precisión del pesaje de ingredientes pequeños
- Índice de retención de plasticidad, un indicador rápido de la resistencia al envejecimiento.
El caucho natural gana su lugar gracias a su resistencia a la tracción, al desgarro, a la fatiga y a la adherencia. Sus límites son igualmente claros: se hincha en aceites y combustibles, se agrieta bajo el ozono y envejece rápidamente por encima de aproximadamente 90 C en servicio continuo.
Caucho sintético: elija primero la química
El caucho sintético se produce polimerizando monómeros derivados del petróleo, y ese control es el objetivo: se puede especificar la resistencia al aceite, la resistencia al ozono o una temperatura de servicio de 200 C que el caucho natural nunca alcanzará.
| familia | Fortaleza principal | Rango de servicio | Resistencia al aceite |
| SBR | Resistencia a la abrasión, costo. | -50 ºC a 100 ºC | pobre |
| NBR | Resistencia al aceite, combustible y grasa. | -30 ºC a 120 ºC | Excelente |
| EPDM | Ozono, clima, vapor y agua | -50 ºC a 150 ºC | pobre |
| CR | Resistencia al fuego, envejecimiento climático. | -40 ºC a 120 ºC | bueno |
| FKM | Calor y productos químicos agresivos. | -20 ºC a 200 ºC | Excelente |
| VMQ | Amplia banda de temperatura, inercia. | -60 ºC a 200 ºC | Feria |
Dentro de una familia, el grado es un dial. En NBR, el contenido de acrilonitrilo decide el equilibrio: alrededor del 18 por ciento mantiene la flexibilidad a bajas temperaturas, mientras que el 45 por ciento maximiza la resistencia al aceite a costa del rendimiento en frío. Especifique la banda ACN, no solo la palabra nitrilo.
EPDM es un buen ejemplo de cómo la química se traduce en un artículo común. El mismo polímero que sella la puerta de un automóvil también se envía como lámina resistente a la intemperie para techos, revestimientos de estanques y alfombras industriales.
Lámina de caucho EPDM para sellado y protección en exteriores Lámina de caucho resistente a la intemperie, al ozono y al envejecimiento adecuada para techos, revestimientos de estanques, sellos y almohadillas protectoras donde se espera una exposición prolongada al aire libre. Ver producto → caucho natural
- Mayor resistencia a la tracción y al desgarro de las familias en general.
- Excelente tack for building and lining work
- Débil contra el aceite, el ozono y el calor continuo por encima de 90 C
caucho sintético
- Propiedad ajustada por elección y proporción de monómeros
- Suministro constante y comportamiento de curación más predecible
- Por lo general, es más caro por kilogramo, menor adherencia y fuerza en verde más estrecha.
Haga coincidir el medio ambiente primero, el servicio mecánico en segundo lugar y el precio en tercer lugar. Invertir ese orden es cómo un sello barato se convierte en un costoso reclamo de garantía dieciocho meses después.
Para una comparación a nivel de datos del rendimiento del aceite, el calor, el clima y la abrasión en estas familias, este desglose de propiedades del caucho sintético es un punto de referencia útil antes de arreglar un compuesto.
La cadena de proceso: mezclar, dar forma, curar
Cada pieza de caucho, desde una junta tórica de 2 mm hasta una cubierta de cinta transportadora de 15 mm, pasa por tres etapas: mezclar el compuesto, darle forma y luego curarlo. La mayoría de los problemas de calidad se deciden en la primera etapa y sólo se descubren en la tercera.
Mezclando
Un mezclador interno o molino abierto mezcla polímero, negro de carbón, aceite de proceso, activador y curativos. Son típicos tiempos de ciclo de 2 a 4 minutos y temperaturas de descarga de 110 C a 160 C, y la dispersión del negro de humo es el número que predice el resto.
Dar forma
El calandrado produce láminas desde aproximadamente 0,2 mm hacia arriba con un espesor mantenido dentro de una tolerancia; La extrusión produce perfiles, mangueras y secciones de banda de rodadura. Ambos dependen de que la viscosidad del compuesto se mantenga estable de un lote a otro.
Curado
El calor y la presión convierten la pieza en bruto moldeada en una pieza reticulada, ya sea en una prensa de plato, en un tambor de rotocurado o mediante una línea de vulcanización continua.
Máquina Banbury de caucho para mezcla uniforme de compuestos Mezclador controlado hidráulicamente con rotores optimizados para dispersar compuestos de caucho, adecuado para la producción de neumáticos, mangueras, sellos y calzado, donde la mezcla constante respalda el procesamiento posterior. Ver producto → En la producción de láminas, el paso de conformado es donde se gana la tolerancia de espesor y el acabado superficial. Una calandria de tres rodillos produce una hoja más estable que una unidad de dos rodillos cuando el compuesto es rígido, porque la pasada adicional elimina la variación del calibre antes de que la hoja salga del último paso.
Calandra de caucho de tres rodillos para revestimiento de láminas Calandra controlada por PLC con rodillos perforados para recubrimiento continuo de láminas de caucho y calandrado de láminas puras, donde el calibre estable y el acabado superficial son importantes. Ver producto → Un compuesto que sale de la mezcladora a 145 C en lugar de 120 C ya ha empezado a quemarse. El registro de caída de temperatura en el mezclador cuesta mucho menos que un lote rechazado de piezas moldeadas.
Leer una especificación de caucho sin dejarse engañar
Una especificación de caucho sólo tiene sentido cuando la dureza, la resistencia a la tracción, el alargamiento, la deformación por compresión y el estándar de prueba aparecen juntos. Cualquier número puede ser alcanzado por un compuesto que falla en servicio.
| Propiedad | Valor típico | lo que controla | Trampa común |
| Dureza | 40 a 90 Shore A | Fuerza de sellado y ajuste | Citado sin tolerancia; cinco puntos de deriva cambian visiblemente la rigidez |
| Resistencia a la tracción | 12 a 25MPa | Resistencia al desgarro bajo carga | Se vende como durabilidad, pero dice poco sobre la vida útil |
| Elongación de rotura | 200 a 700% | Margen de flexibilidad | Medido en una pieza nueva, nunca en una envejecida. |
| Conjunto de compresión | 15 a 35% después de 22 h a 70 C | Sellado después de una carga estática prolongada | Probado a una temperatura más fría que la aplicación. |
| Fuerza de desgarro | 20 a 60 kN/m | Reducir la resistencia al crecimiento | Comparado entre diferentes métodos de prueba |
Pregunte por el estándar, el espesor de la probeta y el tiempo de acondicionamiento. Una cifra de dureza sin esos tres detalles es una declaración de marketing, no una especificación.
Las leyendas de línea ayudan a cerrar esa brecha. Una designación al estilo de ASTM D2000 o ISO 3302 une la dureza, la resistencia a la tracción y el envejecimiento por calor en un solo código, por lo que un proveedor no puede sustituir silenciosamente una mezcla de 60 Shore A por el NBR de 70 Shore A que usted aprobó.
Adaptación del caucho a la aplicación
Comience con el entorno en el que vivirá la pieza, luego el funcionamiento mecánico y luego el precio. Ese orden evita el resultado más común: un compuesto barato, fácil de moldear y que falla al octavo mes.
- Temperatura, tanto continua como máxima, incluidos los ciclos de limpieza.
- Medios de contacto: aceite, combustible, agua, vapor, ozono, alimentos, desinfectantes
- Servicio estático o dinámico y número de ciclos esperados a lo largo de la vida.
- Carga y compresión, más el conjunto que se puede tolerar.
- Límites reglamentarios: llama, electricidad, contacto con alimentos, sustancias restringidas
Los modos de fracaso apuntan directamente a la decisión compuesta. El endurecimiento y el agrietamiento fino suelen significar envejecimiento por calor. El agrietamiento de la superficie en una parte exterior no estresada generalmente significa ozono. La hinchazón, el ablandamiento y la pérdida de resistencia generalmente significan que la resistencia al aceite fue incorrecta. Un sello que permanece plano después de retirar la carga muestra deformación por compresión, no un defecto de moldeo.
Compre el medio ambiente, no la lista de precios. Un compuesto seleccionado por su costo por kilogramo eventualmente se juzgará por su costo por año.
Cuando la aplicación es pisos, esteras o láminas en general en lugar de un sello moldeado, el compuesto generalmente llega como una lámina terminada y la decisión de compra depende del patrón y el espesor de la superficie. el gama de productos de caucho muestra cómo esos grados se agrupan por industria, lo que es un punto de partida más rápido que el nombre de un polímero.
Preguntas frecuentes
¿Es el caucho un plástico?
No. Los plásticos suelen ser termoplásticos, por lo que se ablandan y vuelven a fluir cuando se calientan. El caucho se reticula durante la vulcanización, por lo que no se derretirá ni refluirá; Si se empuja lo suficiente, se degrada. Los elastómeros termoplásticos se comportan como caucho y se procesan como plástico, pero el caucho curado común es una clase de material diferente.
¿Cuál es la diferencia entre caucho natural y sintético?
El caucho natural proviene del látex Hevea y ofrece alta resistencia a la tracción, resistencia al desgarro y adherencia, pero poca resistencia al aceite y al ozono. El caucho sintético se polimeriza a partir de monómeros y puede diseñarse para resistir el aceite, el calor, el ozono o los productos químicos, generalmente a un precio más alto por kilogramo y con menor pegajosidad.
¿Qué tan dura puede ser la goma?
La mayoría de los compuestos industriales se encuentran entre 40 y 90 Shore A. Por debajo de 40 Shore A, el material se comporta como un gel suave o una esponja; por encima de 90 Shore A, el poliuretano o un plástico de ingeniería suele ser la mejor respuesta. La ebonita, un caucho duro muy reticulado, se mide en la escala Shore D.
¿Por qué falla una pieza de goma antes de su vida útil?
En la mayoría de los casos, el compuesto era aceptable, pero el entorno no estaba suficientemente especificado: una salpicadura de aceite, un agente de limpieza, un rincón de la planta rico en ozono o una temperatura continua más alta de lo que suponía la hoja de datos. Confirme la temperatura de servicio real y los medios de contacto, luego vuelva a verificar la configuración de compresión y la retención de tracción después del envejecimiento.
¿Aún estás decidiendo? Anote la temperatura de servicio, los medios de contacto y el ciclo de vida esperado. Esas tres líneas generalmente limitan la selección de caucho a dos o tres compuestos candidatos.
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