La vulcanización es un
proceso mediante el cual se calienta el caucho crudo en presencia de azufre,
con el fin de volverlo más duro y resistente al frío. Durante la vulcanización,
los polímeros lineales paralelos cercanos constituyen puentes de entrecruzamiento
entre sí. El resultado final es que las moléculas elásticas de caucho quedan
unidas entre sí a una mayor o menor extensión. Esto forma un caucho más
estable, duro, con mayor durabilidad, más resistente al ataque químico y sin
perder la elasticidad natural. También transforma la superficie pegajosa del
material en una superficie suave que no se adhiere al metal o a los sustratos
plásticos.
La vulcanización es un proceso de cura
irreversible y debe ser fuertemente contrastado con los procesos termoplásticos
que caracterizan el comportamiento de la vasta mayoría de los polímeros
modernos. Este proceso irreversible define a los cauchos curados como
materiales termorígidos (no se funden con el calor) y los saca de la categoría
de los termoplásticos (como el polietileno y el polipropileno).
Usualmente el entrecruzamiento químico es
realizado con azufre, pero existen otras tecnologías como los sistemas basados
en peróxidos. Se suelen usar combinadamente con agentes aceleradores y
retardadores.
Vulcanizar el caucho es el tratamiento por medio
del que se combina con azufre y otros compuestos. Bajo la acción del calor
apropiado junto con el azufre, y a veces de la luz, el caucho sufre profundas
modificaciones, las cuales son motivo de especulación científica e industrial.
Una lámina de caucho de 2 milímetros de espesor sumergida en un baño de azufre
fundido a 120cc. se hincha ligeramente y la goma entra en combinación con el
azufre produciéndose la vulcanización. Elevando la temperatura entre 1300° y
1400° C y manteniendo el tratamiento entre 30 y 40 minutos, el aspecto y las
propiedades del cau¬cho se modifican, la substancia toma un color gris
amarillento, su elastici¬dad aumenta considerablemente con la particularidad de
que el frío no la anula como sucede con el caucho crudo.
Este fenómeno conocido con el nombre de
vulcanización, puede pro¬ducirse a diversas temperaturas comprendidas entre el
punto de fusión del azufre y los 160°C. La vulcanización se produce más
rápidamente a esta última temperatura, pero la experiencia ha demostrado que
los mejores resultados son los obtenidos cuando se vulcaniza a 120°C., lo que
exige en cambio prolongar por más tiempo lo operación.
Sí se prolonga la operación de vulcanizado
elevando la cantidad de calor entre 150° y 160° por algunas horas entonces se
obtiene un nuevo producto, en el cual la elasticidad ha desaparecido y el
aspecto del caucho se ha modificado; se nos presenta ahora bajo una apariencia
pardo oscura, en cierto grado quebradizo.
El grado de vulcanización del caucho pende de
varios factores, tales como el tiempo que dura el tratamiento, la temperatura,
la presión y la cantidad de azufre agregado. Parece ser que el fenómeno de la
vulcanización es el resultado de una verdadera combinación química en la que el
caucho admite varios grados de combinación con el azufre hasta alcanzar la
sobre saturación.
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