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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, juntas de
estanqueidad, tuberías hidráulicas para frenos, adhesivos y partes
flexibles, etc. Comenzaron a utilizarse a finales del siglo XIX, dando
lugar a aplicaciones hasta entonces imposibles (como los neumáticos de
automóvil).
En la actualidad, los más importantes fabricantes de piecería de caucho
destinada a las industrias de alta tecnología, tales como la industria
de automoción, aeroespacial y aeronáutica, técnica de fluidos, etc.,
exigen utilizar materiales de altas prestaciones, con garantías máximas
de resistencia a las condiciones de servicio y avaladas por rigurosos
controles de calidad.
Dentro de los elastómeros más apreciados por este tipo de fabricantes,
podemos citar los siguientes:
CAUCHO NITRILO BUTADIENO (NBR)
Es adecuado en la mayoría de las aplicaciones de juntas de estanqueidad
y su uso es muy extendido. El Nitrilo (NBR) es un polímero Acrilo
Nitrilo-Butadieno (ACN). En las formulaciones de Kastas el porcentaje de
Acrilo Nitrilo en un compuesto de Nitrilo varía entre un 30% y un 50%.
La variación en el porcentaje de ACN modifica el volumen, la
permeabilidad al gas, elasticidad y deformación remanente del compuesto
usado en aceites minerales, grasas y carburantes.
El Nitrilo es muy duradero en hidrocarburos alifáticos (p. Ej. Propano,
butano, petróleo, etc.), aceites minerales (lubricantes, aceites
hidráulicos tipo H, HL, HLP), grasas HFA, HFB, HFC, aceites
vegetales-animales, combustibles para calefacción y diesel. Para uso con
carburantes y otros fluidos especiales se formulan diferentes mezclas.
El compuesto de Nitrilo estándar es aconsejable para su usos entre -30ºC
y +105 ºC. En periodos cortos de tiempo, la temperatura puede llegar a
+120ºC. Usando aditivos especiales es posible incrementar la temperatura
mínima y el Nitrilo puede usarse hasta los –40ºC. La deformación
remanente del caucho nitrilo es muy buena y por ello es ampliamente
usado para juntas de estanqueidad.
CAUCHO NITRILO BUTADIENO HIDROGENADO (HNBR)
Es un tipo de elastómero en el cual se produce la hidrogenación del
polímero NBR con un doble enlace de butadieno. Con la vulcanización con
peróxido, el HNBR logra resistencia a la alta temperatura y la
oxidación. Teniendo mayor resistencia a la alta temperatura, y las
propiedades mecánicas de las mezclas estándar de NBR, el HNBR es
adecuado para su uso entre –30ºC y +150ºC. Tiene un amplio espectro de
uso especialmente en el sector de la automoción y en aplicaciones de
hidráulica móvil.
SILICONA (MVQ)
La silicona mantiene su elasticidad entre –60ºC y +200ºC. No es
recomendable para aplicaciones dinámicas. Tiene una buena resistencia al
ozono, aire y grasa. Con aditivos especiales para aumentar su
resistencia a bajas temperaturas los compuestos de MVQ pueden usarse
hasta –90ºC. La resistencia es limitada con algunos lubricantes
aromáticos y lubricantes tipo E.P.
FLUORELASTOMERO (FKM)
Este material bajo la marca de Vitón o Fluorel tiene buen comportamiento
con todo tipo de grasas, lubricantes y disolventes. Tiene muy buena
resistencia a la mayoría de los productos químicos. Da muy buen
resultado en sistemas de vacío debido a su baja permeabilidad al gas.
Las propiedades mecánicas y el rango de temperaturas puede mejorarse con
aditivos especiales. Tiene una resistencia muy pobre al vapor, agua
caliente, metanol y cetonas polares. El FKM puede usarse entre –30ºC y
+225ºC.
CLOROPRENO (CR)
Este material, bajo la marca Neopreno, tiene una buena resistencia a la
rotura, desgarro, y desgaste entre las temperaturas de –45ºC +100ºC. Es
antiinflamable. Su resistencia a los aceites minerales con un alto grado
de anilina, aceites de silicona, grasas y alcohol es buena. También es
muy usado en aplicaciones en las que se requiere resistencia a los
lubricantes y a los agentes atmosféricos.
POLIURETANO (PU)
Es ampliamente usado en los últimos 15 años en la producción de juntas
de estanqueidad debido a sus características de deformación permanente.
Tiene un comportamiento excelente a la rotura, el desgarro y desgaste
entre las temperaturas de –30ºC y 100 ºC. Su resistencia a aceites
minerales, grasa e hidrocarburos alifáticos, es buena. Su resistencia a
las cetonas polares, aromáticos, líquidos de freno, ácidos y alcalinos
no es muy buena. Sus principales aplicaciones son el recubrimiento de
ejes y como junta de estanqueidad de alta presión.
CAUCHO ETILENO PROPILENO (EPDM)
Su rango de temperatura de uso es entre –40ºC y +145ºC. Tiene muy buena
resistencia a los líquidos de frenos, lubricantes basados en ésteres,
agua caliente y vapor.
CAUCHO BUTADIENO ESTIRENO (SBR)
En el rango de temperaturas de –50ºC a +100ºC su resistencia a los
líquidos de freno basados en glicol, ácidos orgánicos e inorgánicos y
alcohol es buena.
CAUCHO NATURAL (NR)
Su rango de temperatura de uso es entre –60ºC y +100ºC. Es recomendable
en aplicaciones en las que se requiere una gran flexibilidad.
POLIOXIMETILENO-POLIACETAL (POM)
Tiene una excelente estabilidad geométrica entre las temperaturas de
–40ºC y +100ºC. Para periodos cortos la temperatura máxima puede llegar
a +140ºC. Es usado comúnmente como guía y anillo antiextrusión en
sistemas hidráulicos y neumáticos. Se puede usar con seguridad en
aceites minerales, fluidos HFA y HFB. Para su uso como anillo de guía se
mezcla con abrazadera de fibra debido a su alta resistencia a la
compresión.
Fuentes: Lanxes, Kastas, Centro de Investigación en Química Aplicada
(CIQA), Wikipedia, Instituto de Plásticos y Caucho (CSIC).
Dadas las graves consecuencias que pueden derivarse del fallo en
sistemas altamente sensibles, tales como los sistemas de frenada, por
ejemplo, los cuales pueden llegar a abortarse como consecuencia de
roturas de los tubos hidráulicos de caucho, por desgaste debido al ozono
bajo diversas condiciones ambientales y de esfuerzos dinámicos, resulta
vital la realización de ensayos de laboratorio con las cámaras
climáticas ozonizadoras.
Definimos como cámara de degradación por ozono a un
sistema capaz de reproducir en su interior concentraciones precisas de
O3 en condiciones estables controladas de temperatura y humedad.
Aplicaciones:
Envejecimiento ambiental acelerado de cauchos, elastómeros y derivados.
Conservación y tratamiento de productos en condiciones atmosféricas
modificadas.
Evaluación en laboratorio de la resistencia de los materiales frente a
las atmósferas agresivas sensibles al gas O3.
Realización de ensayos simultáneos, combinando esfuerzos dinámicos con
concentraciones variables de O3, temperatura y humedad.
Características técnicas:
Sistema de autocalibración mediante espectrofotometría Lamber-Beer de
longitud de onda en el espectro ultravioleta.
Programación automática y precisa de cualquier concentración exigible
por la normativa internacional.
Registro gráfico y almacenamiento de datos transferibles a PC con
software para la evaluación de los protocolos documentales de ensayo vía
informática.
Fiabilidad de programación, lectura y apreciación, mediante sistema.
Dotación de sistema de seguridad intrínseco y extrínseco mediante
cromatografía de columna.
Construcción interior resistente a las atmósferas altamente oxidantes
del O3.
Versatilidad en el dimensionamiento interno: forma y tamaño.
Portaprobetas con sistemas de tracción graduable.
CCI desarrolla desde el año 1967, bajo la certificación AENOR, cámaras
de ozono y de simulación ambiental para investigación y control de
calidad. A este respecto es de destacar que CCI ha fabricado este tipo
de cámaras de ensayos para las entidades de la máxima relevancia y los
centros de investigación más prestigiosos existentes en la actualidad,
tales como el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC),
Instituto de Técnica Aeroespacial (INTA), Ministerio de Defensa,
Ministerio de Ciencia y Tecnología, Universidades, Centros tecnológicos
de la red ENAC, AIRBUS, fabricantes de automóviles y compañías
multinacionales diversas.
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