En el mercado existen tantos tipos de caucho que puede resultar confuso encontrar el adecuado. Por eso, este artículo sencillo analiza los 15 tipos de caucho más comunes , sus propiedades y sus aplicaciones.
Propiedades del Caucho
El caucho es un material único por varias razones. Puede ser blando o duro, sólido o líquido, flexible o rígido, y mucho más.
Solo un puñado de materiales pueden igualar la versatilidad del caucho; incluso entre ellos, algunas aplicaciones no pueden funcionar sin él.
A continuación se presenta una breve lista de las distintas propiedades del caucho y su importancia.
1. Elasticidad
La elasticidad es la propiedad de un material de volver a su estado original después de experimentar una fuerza de compresión o tracción. Una mayor elasticidad significa que el material puede deformarse y volver a su forma original.
En resumen, la elasticidad es una medida de la capacidad de un material para estirarse. Esta propiedad se puede observar en diversos materiales , como elastómeros (caucho), metales y plásticos.
Sin embargo, el caucho es, con diferencia, el material más elástico. La elasticidad es esencial en el ámbito industrial ; muchos productos, como tuberías, juntas y sellos, requieren materiales elásticos como el caucho.
Su buena elasticidad es la razón por la que los materiales de caucho se utilizan predominantemente en tuberías, juntas y sellos. El caucho obtiene su elasticidad de su composición molecular particular.
Está formado por largas cadenas de polímeros entrelazadas entre sí. Estas cadenas pueden ser estiradas y retraídas, pero finalmente vuelven a su estado original.
2. Vulcanización
La vulcanización es un proceso químico que se utiliza para fortalecer los materiales de caucho. El caucho se introduce en un horno junto con azufre y se calienta a una temperatura aproximada de entre 280 °F y 320 °F.
Al añadir calor, los átomos de azufre se incrustan entre las cadenas moleculares del caucho.
El caucho vulcanizado tiene mayor dureza y resistencia a la tracción , mayor elasticidad, buena resistencia a la abrasión y excelente resistencia a la intemperie.
3. Contracción Térmica
La contracción térmica es la disminución del volumen de un material debido a un cambio de temperatura . Los materiales reaccionan de manera diferente a los cambios de temperatura; los metales se contraen al disminuir la temperatura, pero el caucho se contrae al aumentarla.
Las largas cadenas moleculares se curvan y se encogen cuando se aplica calor a un material de caucho.
La contracción térmica no es ideal, pero es preferible a la expansión térmica. Un aumento de volumen puede causar interferencias con los componentes vecinos de un producto.
Una disminución del volumen puede provocar tensiones menores , que son más fáciles de solucionar.
4. Aislamiento
El aislamiento es la propiedad de un material de impedir el paso de calor o corriente eléctrica a través de él. El caucho natural y sintético es un aislante de la corriente eléctrica en todas sus formas.
Sin embargo, la resistencia al calor del caucho puede variar desde ser un aislante completo hasta ser un conductor débil.
Las propiedades de aislamiento acústico del caucho lo convierten en un material muy apreciado para los componentes electrónicos.
5. Conjunto de compresión
La deformación permanente por compresión mide la deformación del material después de una exposición prolongada a esfuerzos de compresión.
En los productos de caucho, la deformación permanente por compresión se utiliza para medir la cantidad de material que no recupera su forma original.
El caucho se utiliza habitualmente en juntas, sellos y anillos tóricos , por lo que una deformación permanente por compresión deficiente puede afectar al funcionamiento a largo plazo del dispositivo.
6. Resistencia al agua y al aire
El caucho natural y todos los cauchos sintéticos tienen una estructura no porosa, lo que les confiere una excelente impermeabilidad . Su resistencia al agua y al aire permite que tanto el caucho natural como el sintético se utilicen en diversas aplicaciones hidráulicas y neumáticas.
Los cauchos sintéticos herméticos, como la silicona de grado alimenticio, se utilizan a menudo en la industria alimentaria para el envasado. Por otro lado, el caucho natural se utiliza con frecuencia en juntas y sellos de fontanería.
7. Durabilidad
El caucho es un material resistente que puede soportar altos niveles de tensión . Sin embargo, con una vulcanización y formulaciones químicas adecuadas, el caucho puede modificarse para soportar entornos aún más adversos.
El caucho tiene buena resistencia a la abrasión, resistencia a bajas temperaturas, resistencia a las llamas y resistencia moderada al desgarro.
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Tipos comunes de materiales de caucho
En el mercado existen dos categorías principales de materiales de caucho: caucho natural y caucho sintético.
El caucho natural es la savia procesada que proviene de los árboles de caucho . El caucho sintético es una categoría completa que abarca diferentes tipos de materiales de caucho.
En total, existen alrededor de 40 tipos de caucho natural y sintético , y aquí tienes una lista de los tipos de caucho más comunes que debes conocer.
Caucho Natural (NR)
El caucho natural se conoce con muchos nombres , como látex, caucho indio, caucho gomoso o caucho amazónico, pero sus atributos esenciales son los mismos. La savia orgánica se recolecta de los árboles de caucho y se procesa para obtener caucho natural utilizable.
El caucho natural posee una excelente resistencia a la tensión y a la fatiga , además de una buena deformación permanente por compresión y resistencia al desgarro.
Los cauchos naturales tienen buenas propiedades mecánicas y térmicas, pero son particularmente débiles ante la mayoría de los productos químicos.
Los aceites, combustibles, ácidos, álcalis y aminas no deben entrar en contacto directo con el caucho natural. Por lo tanto, el caucho natural suele mezclarse con otros compuestos para aumentar su resistencia.
Se utiliza frecuentemente en aplicaciones a temperatura ambiente, como gomas elásticas, neumáticos , amortiguadores de vibraciones, juntas y sellos. Con la adición de algunos compuestos reforzadores , puede emplearse en aplicaciones para techos, suelos y adhesivos.
Caucho de estireno-butadieno (SBR)
El caucho de estireno-butadieno es una familia de compuestos de caucho creados a partir de la combinación de estireno y butadieno. Es el caucho sintético más complejo y duradero de todos.
Desarrollado en 1929 por un químico alemán, se utilizó principalmente durante la Segunda Guerra Mundial para neumáticos de automóviles y otros productos de caucho.
El caucho de estireno-butadieno (SBR) comparte varias propiedades materiales con el caucho natural. Presenta una mayor durabilidad, pero es uno de los tipos de caucho más vulnerables a los daños químicos y ambientales.
Actualmente, casi la mitad de los neumáticos de coche del mundo están fabricados con caucho de estireno-butadieno . Además, este material se encuentra en las suelas de los zapatos, las tablas de cortar de goma y los tejados.
Caucho de silicona (VMQ)
La silicona natural (Si) se procesa con carbono (C), oxígeno (O) e hidrógeno (H) para crear un elastómero sintético llamado caucho de silicona.
El caucho de silicona sin curar existe en estado líquido y requiere vulcanización, curado y, en ocasiones, catálisis para convertirse en sólido . La silicona posee la mayor diversidad de propiedades materiales de entre todos los cauchos.
Posee buena resistencia a la llama, excelente resistencia a productos químicos y bajas temperaturas, y un desempeño ambiental significativo . Los combustibles y disolventes químicos representan una gran amenaza para los cauchos de silicona.
El caucho natural se utiliza en diversas industrias , desde la médica hasta la automotriz. Se emplea en productos médicos biocompatibles y alimentos hipoalergénicos.
Además, puedes encontrar cauchos de silicona en lubricantes y adhesivos sintéticos.
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Caucho de fluorosilicona (FVMQ)
La fluorosilicona es una forma modificada de caucho de silicona diseñada para ser duradera y estable a temperaturas extremas . Es uno de los tipos de caucho más caros y se utiliza con moderación en productos de uso general.
El FVMQ mejora las deficientes propiedades físicas y la resistencia a la abrasión de la silicona convencional . Su único inconveniente es su permeabilidad a los gases y su capacidad para retener cetonas, que es de media a baja .
Debido a su elevado coste, el FVMQ no es apto para artículos sencillos como gomas elásticas y suelas de zapatos. En cambio, se suele utilizar para juntas y sellos en algunas piezas de ingeniería y en sistemas de líquido de frenos hidráulicos.
Caucho de nitrilo (NBR)
El caucho de nitrilo es un elastómero sintético con mayor resistencia química . También se le conoce como caucho de nitrilo butadieno, caucho de acrilonitrilo butadieno, NBR y Buna-N , y está registrado comercialmente bajo las marcas Perbunan, Nipol, Krynac y European.
El caucho de nitrilo se desarrolló en la década de 1940 como uno de los primeros elastómeros resistentes al aceite.
El NBR tiene una resistencia relativamente baja a los cambios térmicos para ser un compuesto de caucho sintético . Dependiendo de la configuración, también tendrá una baja resistencia a la llama.
Sin embargo, todas las deficiencias del NBR se compensan con su resistencia al ozono, al combustible y al aceite. Además, el nitrilo se puede mezclar con PVC para aumentar su resistencia al envejecimiento, a la gasolina, al ozono y a las llamas.
Por lo tanto, se utiliza ampliamente en las industrias automotriz y de petróleo y gas. Las cámaras de aire, los sellos y las juntas de caucho de nitrilo se utilizan comúnmente en los tanques de gasolina de los vehículos . Para aplicaciones médicas, el nitrilo es la opción principal para los guantes quirúrgicos.
Caucho de nitrilo hidrogenado (HNBR)
La hidrogenación consiste en la adición de moléculas de hidrógeno a un compuesto. El HNBR es un producto de la hidrogenación del butadieno en el caucho de nitrilo . La hidrogenación proporciona una mayor resistencia a los aceites y productos químicos, pero, lo que es más importante, también aumenta la temperatura de funcionamiento.
El material HNBR posee las mismas propiedades físicas moderadas, resistencia a la abrasión y resistencia a los aceites derivados del petróleo que el NBR.
El caucho de nitrilo hidrogenado también se utiliza en aplicaciones de alto rendimiento, como equipos de perforación petrolífera y motores.
Caucho de policloropreno (CR/Neopreno®)
El caucho de neopreno está hecho de un líquido volátil e incoloro llamado cloropreno. El cloropreno es uno de los tipos de caucho más antiguos, diseñado en la década de 1930.
La empresa DuPont registró la marca Neopreno para su compuesto de caucho, que se ha convertido en sinónimo de caucho de policloropreno.
El caucho de neopreno tiene una resistencia aceptable al aceite y a los productos químicos , y es menos propenso a la degradación y la corrosión . Es débil frente a ácidos y álcalis concentrados, así como a algunos disolventes químicos.
El caucho de neopreno se utiliza en juntas de alta presión, mangueras, adhesivos, burletes, máscaras de seguridad comerciales e industriales y ropa para deportes acuáticos.
Los trajes de baño y de buceo suelen estar fabricados con neopreno por su excelente impermeabilidad.
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Caucho de butilo (IIR)
El caucho butílico (o caucho de butil isobutileno isopreno) es un elastómero sintético con una permeabilidad a los gases excepcionalmente baja en comparación con otros tipos de caucho.
El caucho butílico posee una excelente resistencia química ; puede soportar ácidos, álcalis y alcohol concentrados. Además, el caucho butílico tiene excelentes propiedades a bajas temperaturas y resistencia al ozono.
El caucho butílico se utiliza en diversas aplicaciones, pero es el preferido para selladores y juntas herméticas.
También puedes encontrar caucho butílico en las suelas de los zapatos, los neumáticos de los coches, las cámaras de aire y el chicle.
Caucho de etileno propileno (EPDM)
El caucho EPDM es uno de los cauchos sintéticos más resistentes y duraderos. Se utiliza comúnmente como espuma de caucho para brindar amortiguación y aislamiento adicionales.
Posee buena resistencia a la abrasión, propiedades térmicas y físicas, impermeabilidad y capacidad aislante. El caucho EPDM es particularmente vulnerable a combustibles, disolventes y aceites derivados del petróleo.
El caucho EPDM se utiliza principalmente en aplicaciones exteriores, como mangueras de jardín, juntas para puertas de garaje y felpudos. En la industria automotriz, se suele preferir por sus propiedades aislantes y de amortiguación de ruido.
Caucho de poliuretano (PU)
El poliuretano es un grupo de polímeros que contienen compuestos orgánicos unidos por enlaces de carbono. Es un compuesto altamente inflamable y a menudo se mezcla con otros elementos.
Las propiedades del caucho de poliuretano dependen principalmente de su forma y estructura. Generalmente tiene buena resistencia a la corrosión y a la abrasión, pero es susceptible a los aceites derivados del petróleo.
La mayor parte del caucho de poliuretano se fabrica a partir de espumas de caucho recubiertas con otro material . El uso más común de las espumas de poliuretano es en la fabricación de muebles, ya que se utilizan en una amplia gama de productos.
Cojines, almohadas, asientos, ropa, zapatos y alfombras son todos de poliuretano.
Los dos tipos más comunes de caucho fabricados con poliuretano son el poliéter (UE) y el poliéster (AU).
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Fluoroelastómero (FKM/Viton®)
El FKM se conoce con varios nombres , como caucho fluorocarbonado, fluoroelastómero o Viton. Es un material increíblemente denso con un tono marrón verdoso. El FKM es un material poco común y rara vez se ve fuera de las aplicaciones industriales.
Es resistente a combustibles, aceites minerales, ácidos, alcoholes y disolventes. Además, el FKM posee una de las especificaciones de temperatura de funcionamiento más elevadas . Es el material de caucho más robusto, susceptible únicamente a ciertos productos químicos.
El FKM se utiliza principalmente en maquinaria de alto rendimiento , como vehículos y equipos industriales. Las juntas tóricas, las empaquetaduras, las mangueras y los guantes de protección industrial para automóviles suelen estar fabricados con FKM.
Caucho poliacrílico (ACM)
El ACM es un elastómero especializado diseñado para ofrecer una gran resistencia al combustible y al aceite . Al ser un material especializado, su uso es poco común en aplicaciones generales.
Tiene una excelente resistencia al ozono, al calor y al aceite, lo que la hace ideal para su uso en bloques de motor.
Los sellos, juntas tóricas, correas y empaquetaduras de ACM se encuentran en la mayoría de las secciones de alta temperatura de un motor de automóvil. También se puede utilizar como ingrediente en selladores y recubrimientos protectores de grado industrial.
Goma acrílica de etileno (EA/Vamac®)
El caucho EA es un material común en la industria automotriz, a menudo conocido por su nombre comercial Vamac.
De entre todos los tipos de caucho, el EA destaca por su resistencia a temperaturas extremas y a los efectos ambientales.
El caucho acrílico de etileno tiene poca resistencia a los combustibles y es susceptible a diversos productos químicos. Se utiliza comúnmente en sellos, juntas, anillos tóricos, cables y aislamiento de conectores de alta tensión para automóviles.
Epiclorhidrina (ECO/Hydrin®)
ECO destaca por su excelente resistencia a la intemperie entre los distintos tipos de caucho. Es similar al nitrilo, pero ofrece mejoras clave en la resistencia química y las temperaturas de funcionamiento.
La epiclorhidrina posee buenas propiedades materiales, pero destaca por su notable resistencia a combustibles, aceites y disolventes. Se utiliza en la industria automotriz para juntas tóricas, sellos y empaquetaduras. Comercialmente, el caucho ecológico se encuentra en los patines de los neumáticos.
Espuma de caucho
La gomaespuma no es un tipo de material de caucho, sino un formato para el caucho natural y los cauchos sintéticos.
Combina un material de caucho con un agente espumante para crear una estructura matricial con diminutas burbujas de aire que se propagan a través de ella.
Las propiedades físicas de la espuma de caucho dependen del tipo de caucho base utilizado en su fabricación . Se usa comúnmente para el aislamiento de paredes y como relleno para colchones, sillas, cojines y sofás.
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Caucho natural vs. sintético
El caucho natural suele ser adecuado para la mayoría de las aplicaciones . Sin embargo, al utilizar equipos de alto rendimiento, los defectos del caucho natural se hacen evidentes.
Muchos vehículos, instrumentos y equipos modernos requieren materiales más robustos, duraderos y resistentes. A continuación, se presenta una comparación entre los compuestos de caucho natural y el caucho sintético fabricado en laboratorio.
| Material | Elasticidad | Durabilidad | Conjunto de compresión | Resistencia a la abrasión | Resistencia al desgarro |
|---|
En lo que respecta a las propiedades físicas, el caucho natural sigue siendo el rey. Sin embargo, algunos materiales sintéticos se acercan o incluso superan el rendimiento del caucho natural. Por ello, muchos fabricantes y proveedores siguen optando por la opción natural.
| Material | ácidos | Álcalis | combustibles | Aceites | disolventes |
|---|
La comparación de la resistencia química muestra una realidad muy distinta. Casi todos los cauchos, tanto naturales como sintéticos, presentan dificultades con la mayoría de los productos químicos . Si bien podría parecer que la resistencia entre los cauchos naturales y sintéticos es similar , en realidad uno de ellos tiene una ligera ventaja.
Los cauchos sintéticos también presentan problemas con los productos químicos, pero ofrecen una gama de materiales mucho más amplia que una sola opción viable. Además, algunas opciones sintéticas son muy superiores en determinadas situaciones.
| Material | Frío | PROCESADOR | Llama | Permeabilidad a los gases | Ozone | Agua |
|---|
Finalmente, observamos una clara derrota para el caucho natural. A pesar de mostrar una resistencia promedio a la mayoría de los efectos ambientales, los sintéticos lo superaron con creces. Salvo algunas excepciones, casi todos los cauchos sintéticos tuvieron un mejor desempeño que sus contrapartes naturales.
Aparte de la resistencia al agua, los cauchos naturales no podían competir con las opciones sintéticas. La resistencia a la temperatura y al ozono son propiedades deseables para todas las aplicaciones de caucho en exteriores, y las opciones sintéticas ofrecen una mejor opción en general.
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Conclusión
Los cauchos son muy diversos en su naturaleza y propiedades físicas . Si bien los cauchos naturales generalmente ofrecen excelentes propiedades, los cauchos sintéticos los superan en la mayoría de los casos.
Cada tipo de caucho tiene subtipos y formulaciones que refuerzan sus atributos individuales.
Al seleccionar un material para sus proyectos, preste mucha atención a sus propiedades individuales . Luego, pídale al fabricante que ajuste los materiales para que cumplan con sus tolerancias.
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