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Vulcanización
La vulcanización es un proceso químico de optimización de los cauchos crudos y polímeros. A partir de la adición de azufre u otros componentes curativos y de la aplicación de calor se reducen las propiedades plásticas y se incrementa la elasticidad.
Estos cambios se producen porque en el proceso de vulcanización se forman puentes de entrecruzamiento entre los polímeros. El resultado obtenido es que las moléculas elásticas de caucho se unen entre sí a una mayor o menor extensión.
De esta forma, se logra que el caucho sea más estable, duro y resistente al ataque químico y al frío. También mantiene la elasticidad, se hace menos pegajoso y mejora su comportamiento mecánico.
Charles Goodyear desarrolló esta tecnología en 1839, lo que permitió su uso en la fabricación de neumáticos para los coches. Aunque algunos autores aseguran que la vulcanización fue un descubrimiento accidental, otros afirman que fue el producto de una investigación. Lo trascendente del desarrollo de esta tecnología es el impacto en la industria automovilística.
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¿Por qué resulta importante la vulcanización del caucho?
El caucho crudo es un material pegajoso, fácilmente deformable por el calor y muy frágil cuando está frío. Tales características brindan poca utilidad mecánica para la elaboración de los neumáticos. Sin embargo, el caucho vulcanizado es perfecto para el desplazamiento de los coches sobre el asfalto por su comportamiento y rendimiento.
El proceso de vulcanización transforma la dinámica de las largas cadenas poliméricas del caucho. Estas originalmente pueden moverse de forma independiente entre sí, lo que le confiere maleabilidad al calentarse. Al incorporar el azufre en el proceso, se genera un entrecruzamiento que impide que las cadenas del polímero se muevan de forma independiente. El caucho gana así estabilidad y resistencia.
¿Cuál es el proceso de vulcanización?
Para vulcanizar el caucho se le aplica el calor exigido para producir la combinación con el azufre y otros compuestos. En algunas de las múltiples técnicas desarrolladas se aplica también luz y en otras se somete el material a un precalentamiento con microondas de alta frecuencia.
La lámina de caucho al sumergirse en un baño de azufre fundido a 120° C se hincha ligeramente y se combina con el aditivo. Cuando se eleva la temperatura entre 1300° y 1400° C durante 30 o 40 minutos, el caucho sufre un proceso irreversible.
De esta manera el material adquiere un color gris amarillento e incrementa su elasticidad considerablemente. La fragilidad del caucho crudo ante el frío es sustituida por la estabilidad estructural del caucho vulcanizado.
Las variables del tiempo de tratamiento, temperatura, presión y cantidad de azufre determinan el grado de vulcanización. De ahí que el caucho admite varios grados de combinación con el azufre hasta alcanzar el límite de la sobresaturación.
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