Caucho resistente a los rayos UV: la guía definitiva

Los sellos de goma están hechos de materiales flexibles como el caucho. Sin embargo, antes de elegir un sello para su aplicación, debe asegurarse de que cumpla con los requisitos. Por ejemplo, algunos materiales de caucho no son resistentes a la intemperie. Por lo tanto, se deterioran con el tiempo, lo que hace que su equipo no sea seguro.

Índice del contenido

Luckily, this article serves as your ultimate guide to UV-resistant rubber. It delves into how UV rays impact rubber and guides you in selecting the right UV-resistant materials for your needs. Keep reading to unlock this valuable knowledge!

¿Qué es la radiación ultravioleta?

UV radiation occurs naturally from the sun. Although the wavelength for UV ray is 100 - 400 nm, Los rayos UVA con una longitud de onda de 315 a 400 nm constituyen la mayor parte de la radiación que llega a la Tierra. Radiación UV harms human health, causing skin cancers, sunburns, and immune system damage.

Unfortunately, as UV exposure is harmful to humans, it is also detrimental to elastomers. Ozone & UV Ozone not only occurs naturally but can also be generated in instances such as outdoor enclosures which commonly house electrical equipment. Exposure to UV can also be detrimental to the lifespan of a component and result in cracking or disintegration. 

¿Cómo afecta el sol al caucho?

El sol emite radiación ultravioleta, que afecta a las propiedades del caucho. The UV rays attack rubber molecularly, weakening and breaking the monomer chains. Rubber materials can be adversely affected by ongoing exposure to UV radiation, as it affects the molecular structure of the material which causes it to break down or degrade. Hence, the radiation hinders the polimerización .

The effects of the sun on rubber include loss of flexibility and elasticity, crack formation, disintegration, and loss of moss. Other products of the sun on rubber include color fading and deterioration.

When a product or component is exposed to direct sunlight, its internal temperature can be increased to more than 60°C and this heat cycling can accelerate compression set in many materials. A suitable material needs to be considered for outdoor applications and applications with exposure to UV or ozone.

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¿Cómo afecta la luz ultravioleta a los cambios físicos y químicos en el caucho?

Dependiendo de su estructura molecular, puede volverse duro o blando cuando el caucho se degrada. La luz ultravioleta cambia las propiedades químicas del caucho en un proceso de endurecimiento o escisión de cadena.

Chain hardening occurs when the free radicals produced by UV lights and oxygen combine, forming new cross-links. These cross-links then reduce the rubber’s flexibility and cause hardening. The chain hardening process is peculiar to caucho nitrilo y estireno-butadieno-estireno. Estas tipos de caucho se formaron a partir del proceso de reticulación donde las cadenas de polímeros forman una sola molécula.

Goma resistente a los rayos UV

On the other hand, the chain scission process occurs in rubber compounds formed through polymerization. This process gradually degrades and softens the rubber material. Polymerization involves the bonding of multiple monomers to create a polymer. Isoprene and cauchos naturales son polímeros; por tanto, son más susceptibles a la escisión de la cadena.  

Es importante tener en cuenta que los polímeros como EPDM también puede sufrir escisión de cadena y entrecruzamiento. Sin embargo, debido a que las reacciones de reticulación son más dominantes, existe una mayor probabilidad de que el polímero se endurezca con el tiempo.

¿Qué es el caucho resistente a los rayos UV?

Bandas de goma resistentes a los rayos UV

El caucho resistente a los rayos UV es un material de caucho resistente a los efectos de la luz ultravioleta (UV), incluida la luz solar. Sin embargo, la exposición a la radiación UV afecta la estructura molecular de los polímeros, rompiéndolos o degradándolos. En consecuencia, estos materiales se desvanecen, pierden flexibilidad y se desintegran.

Other materials such as Buna-S (SBR), Buna-N (Nitrile), natural rubber, and synthetic isoprene break down relatively quickly in UV exposure. Silicone and EPDM rubber are two of the better UV-resistant materials that are commercially available.

Nevertheless, on exposure to direct sunlight, UV-resistant materials retain their mechanical properties, including strength, hardness, and elasticity. However, it is essential to note that not all types of rubber have UV resistance.

¿Cuáles son los beneficios del caucho resistente a los rayos UV?

El caucho resistente a los rayos UV, ideal para la exposición al sol y a la intemperie, cuenta con durabilidad, estabilidad y eficiencia. Siga leyendo para descubrir juntos las ventajas esenciales: ¡exploremos!

  • Resistencia al clima: El caucho resistente a los rayos UV es adecuado para uso en exteriores porque puede soportar la luz ultravioleta y la exposición al ozono. Por lo tanto, al aire libre, no pierden forma, elasticidad ni propiedades mecánicas.
  • Durabilidad: las propiedades resistivas del caucho resistente a los rayos UV los hacen duraderos. Por lo tanto, juntas y sellos fabricados con caucho resistente a los rayos UV ahorran costos a largo plazo porque duran mucho tiempo sin desgastarse ni romperse.
  • Estabilidad térmica: El caucho resistente a los rayos UV también tiene estabilidad a altas temperaturas. Debido a que existen diferentes tipos de caucho resistente a los rayos UV, su estabilidad térmica varía. Sin embargo, todos ellos son adecuados para aplicaciones de alta temperatura.
  • Propiedades de rebote: El caucho resistente a los rayos UV también tiene una excelente resistencia a la tracción y a la compresión. Por lo tanto, tienen propiedades de rebote después de la exposición a conjuntos de compresión.
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¿Cuáles son los tipos de materiales resistentes a los rayos UV?

Although there are several types of rubber, not all are UV-resistant. Oftentimes, these situations require an elastomer with excellent chemical resistance, physical properties, and high-temperature resistance. Rubber materials that can withstand UV radiation include the following;

Tipos de caucho resistente a los rayos UV

Fluoroelastómero (Viton®)

Viton es un caucho sintético a base de fluorocarbono. Además de sus propiedades resistentes a los rayos UV, el material tiene una excelente resistencia química. Viton también puede soportar temperaturas continuas entre -26 grados C y 230 grados C. Para uso intermitente, Viton puede soportar temperaturas de hasta 260 grados C. Otras propiedades de Viton incluyen su resistencia al aceite mineral, combustible y fluidos hidráulicos sintéticos.

Fluoroelastomer is used in several o-ring, gasket, and sealing solutions. Due to its chemical and physical properties, seals made from Viton are reliable. This rubber material is ideal for manufacturing automotive seals, aerospace seals, pumps, and valves.

Poliuretano

Poliuretano Es un material sintético formado a partir de cadenas de polímeros orgánicos. Además de su resistencia a los rayos UV, este compuesto tiene una excelente resistencia a la tracción y a la abrasión. Además, debido a que el poliuretano tiene resistencia a la intemperie, es adecuado para aplicaciones en exteriores. Puede funcionar bien incluso en exposición al ozono. Otras propiedades del poliuretano incluyen alta capacidad de carga, flexibilidad y resistencia al desgarro.

Además, el poliuretano funciona bien a temperaturas entre -30 y 110 grados C. El material es un excelente aislante eléctrico y se adhiere firmemente a varios materiales. El poliuretano también es estable en agua, grasa y aceite.

El poliuretano ayuda a producir elastómeros, selladores, recubrimientos y adhesivos. También son adecuados para rodamientos de bolas, ruedas de automóviles, poleas y rodillos transportadores.

Caucho EPDM

Caucho EPDM

EPDM es la abreviatura de etileno propileno dieno monómero. El caucho EPDM es resistente al calor. and UV light and has excellent ozone resistance. Furthermore, EPDM rubber is resistant to acids, chemicals, polar substances, and steam. It also has good chemical resistance, The temperature range of EPDM rubber is between -40 degrees C to 121 degrees C for continuous heat application. For intermittent temperature exposure, EPDM rubber can withstand a maximum temperature of 135 degrees C.

Foam EPDM rubber is a very weather-resistant raw material, making this foam rubber highly resistant to UV radiation and ozone. EPDM rubber is highly flexible and durable. It is therefore used to manufacture window and door seals in vehicles. Furthermore, these synthetic rubber compounds help make sistema de refrigeración mangueras y revestimientos antideslizantes.

Silicona

Silicone is another UV-resistant synthetic rubber. Silicona has excellent heat and ozone resistance, high dielectric stability, and resistance to extreme temperatures and many oils, chemicals, and solvents. Silicone works well in high and low temperatures. The material has very good flexibility at low temperatures and is highly resistant to withstand temperatures between -55 degrees C and 204 degrees C. Other properties of Silicone include its thermal and electrical insulation, high tensile strength, and resistance to compression sets.

Silicone rubber compounds are widely used to manufacture Juntas tóricas, juntas, sellos de calidad alimentaria y aislantes electricos.

Caucho de butilo

Caucho de butilo is synthetic and has excellent weather resistance, especially to direct sunlight. In addition, this material has good chemical resistance, abrasion resistance, tear resistance, and water resistance. Therefore, butyl rubber is suitable for applications with steam or ozone exposure. Furthermore, butyl rubber is resistant to gas; the material is biocompatible and is resistant to alkaline and acidic chemicals. The butyl rubber has a wide temperature range of UV rubber is between -45 degrees C and 121 degrees C. At higher temperatures, butyl rubber has diminishing damping characteristics.

El caucho de butilo es útil en aplicaciones que requieren baja permeabilidad a los gases. Por lo tanto, este material se utiliza para fabricar neumáticos sin cámara, juntas, juntas tóricas y mangueras. También fabrica máscaras de gas y materiales impermeabilizantes como tanques y revestimientos para estanques.   

neopreno 

Neoprene is another UV-resistant synthetic rubber. The material is waterproof and also resistant to corrosion. Furthermore, because of its excellent thermal stability, neoprene remains flexible over a continuous temperature between -40 degrees C and 120 degrees C. Neoprene also has good chemical resistance and fuel resistance. In addition, the material is durable and has good tear resistance.

El neopreno se usa para producir juntas, resortes, alambres y cables, y montajes flexibles.

neopreno

HNBR

HNBR is short for hydrogenated nitrile rubber. Those rubber compounds have excellent physical and chemical properties making them suitable for several applications. Although HNBR has UV resistance, it is not as resistant as Silicone or Viton to UV rays. Other properties of HNBR include its good compression set, tensile strength, and abrasion resistance. Furthermore, this synthetic polymer can withstand a wide temperature range between -30 degrees C and 150 degrees C.

HNBR es compatible con agua fría y caliente. También es adecuado para su uso con combustibles, ácidos, álcalis y alcohol. HNBR es útil en la industria automotriz e ideal para aplicaciones como juntas y sellos en la industria del petróleo y el gas.

CSM

CSM, también conocido como Hypalon, es un polímero sintético con excelente resistencia a los rayos UV y a la intemperie. El material es resistente a ácidos y álcalis, lo que lo hace ideal para aplicaciones de procesamiento químico. Además, el CSM tiene excelentes propiedades de resistencia a la abrasión y baja permeabilidad a los gases. El rango de temperatura ideal para CSM está entre -40 grados Celsius y 121 grados Celsius.

CSM es adecuado para su uso en aplicaciones eléctricas. Además, el material se utiliza para fabricar sellos estáticos, alambres y cables, y componentes automotrices.

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¿Cuál es la mejor goma resistente a los rayos UV?

Después de examinar las propiedades de los diferentes cauchos resistentes a los rayos UV disponibles en el mercado, es evidente que difieren. Por ejemplo, algunos cauchos pueden soportar temperaturas más altas, mientras que otros son más resistentes a los productos químicos y la abrasión.

Consequently, there is no definitive best. Instead, the best UV-resistant rubber will be the one that most suits your application at minimal costs.

¿Dónde se utilizan materiales de goma resistentes a los rayos UV?

The extent of possible degradation due to UV exposure depends on whether the part will be partially or constantly exposed to the sun. UV-resistant materials are not usually needed for indoor applications. UV-resistant rubber is used in several applications involving sunlight or weather exposure.

This type of rubber can withstand the effect of UV light while maintaining its physical and chemical properties. Some UV-resistant rubber applications include juntas tóricas, sellos, juntasy mangueras. El caucho también se usa para fabricar ruedas de automóviles, sellos de ventanas y puertas, bombas y válvulas.

Otras aplicaciones del caucho resistente a los rayos UV incluyen máscaras de gas, neumáticos sin cámara, cojinetes de bolas y rodillos transportadores.

Juntas de goma

¿Qué protección ofrece el caucho resistente a los rayos UV contra los rayos solares?

El sol emite rayos UV que atacan los enlaces de carbono en el caucho. Por lo tanto, materiales de caucho organico como el caucho natural y el caucho de nitrilo son propensos al ataque del ozono y los rayos UV. Esto se debe a los enlaces de carbono en su estructura polimérica.

Por otro lado, el caucho resistente a los rayos UV como EPDM, silicona y Viton tienen estructuras principales saturadas. Estas estructuras, en consecuencia, protegen el caucho del efecto de los rayos solares. Por lo tanto, estos materiales de caucho conservan sus propiedades físicas y químicas incluso con una exposición prolongada en aplicaciones al aire libre.

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¿El caucho natural es resistente a los rayos UV?

No. La radiación ultravioleta descompone y degrada la estructura molecular del caucho natural. En consecuencia, hay un cambio en las propiedades físicas y químicas del material. Además, los rayos UV agrietan la goma, debilitándola y provocando que pierda flexibilidad.

El grado de degradación del caucho natural debido a la exposición a los rayos UV depende del tamaño de la exposición y de la parte expuesta a la fuente de radiación.

¿El caucho vulcanizado es resistente a los rayos UV?

Caucho vulcanizado Es más robusto que el caucho natural. Este tipo de caucho se produce tratando el caucho con azufre, aceleradores y activadores para mejorar sus propiedades. En consecuencia, el vulcanización El proceso proporciona al caucho una mayor resistencia a la tracción, excelente resistencia a la intemperie y elasticidad. Sin embargo aunque vulcanized rubber has more UV resistance than caucho natural, it does not possess as many UV-resistant properties como otros materiales de goma resistentes a los rayos UV.

¿Todas las gomas sintéticas son resistentes a los rayos UV?

Caucho sintético

The UV-resistant rubber materials discussed earlier are all synthetic rubber. Nevertheless, this does not mean that all synthetic rubber materials are UV-resistant. For instance, nitrile and styrene butadiene rubber (SBR) are synthetic but not UV-resistant. Nevertheless, these rubbers possess properties that make them suitable for manufacturing hoses, belts, tubings, tires, and electrical components.

El caucho de nitrilo, por ejemplo, es versátil y fiable. El caucho tiene una excelente resistencia a la deformación por compresión y es relativamente resistente al petróleo crudo, los aceites derivados del petróleo y el agua. En consecuencia, el caucho de nitrilo es adecuado para aplicaciones de uso general, incluida la fabricación de correas trapezoidales, sellos de aceite, sellos hidráulicos dinámicos y juntas.

Además, SBR es duradero, flexible y no se contrae rápidamente. Este caucho es resistente al agua y tiene alta abrasión. SBR es útil en varias aplicaciones, incluida la fabricación de piezas de automóviles, neumáticos de automóviles y suelas de zapatos.

Propiedades generales de diferentes tipos de caucho

La siguiente tabla contiene una descripción general de la capacidad de los tipos más comunes de compuestos de caucho para resistir la luz ultravioleta y la intemperie y resistir al aire libre. En consecuencia, es más fácil elegir uno que se adapte a su aplicación.

MaterialesDureza (Shore A)Resistencia a los ácidosResistencia al aceiteResistencia a la abrasiónResistencia a la temperatura (grados C)Resistencia a los rayos UV
Viton60 - 90Excelente resistencia a los ácidos minerales. Bueno a excelenteExcelente -23 a 230 Excelente
Caucho de poliuretano80 – 95 Buena resistencia a los ácidos diluidos ExcelenteExcelente -30 a 110 Bueno
EPDM 30 – 90 Buena resistencia a ácidos diluidos, álcalis y cetonas.Pobre Bueno -40 a 121Excelente
Silicona20 – 80 Buena resistencia a los ácidos excepto al ácido sulfúrico y al ácido fluorhídrico Excelente resistencia al aceite a temperaturas elevadasBueno -55 a 204 Excelente
Caucho de butilo40 – 90 Excelente resistencia a ácidos, álcalis y gases. PobreExcelente-45 a 121Bueno
neopreno 20 – 95 Buena resistencia a pocos ácidos minerales y ácidos orgánicos. ExcelenteBueno-40 a 120Bueno
neopreno 20 – 95 Buena resistencia a pocos ácidos minerales y ácidos orgánicos. ExcelenteBueno-40 a 120Bueno
HNBR 40 – 100 Excelente resistencia a ácidos diluidos Excelente Bueno -30 a 150 Bastante bueno40 – 100 Excelente resistencia a los ácidos diluidosExcelenteBueno -30 a 150Bastante bueno
CSM 40 – 95 Muy buena resistencia a los ácidos oxidantes.Bueno Excelente-40 a 121Excelente
caucho natural30 – 95 Bueno para ácidos inorgánicos.PobreBueno -29 - 104Pobre
Caucho nitrilo 20 – 95 Bueno para diluir ácidosExcelenteExcelente-56 - 121 Suficientemente bueno
SBR 30 - 95 Bueno para diluir ácidos inorgánicos Pobre Excelente -51 – 121 Pobre30 - 95 Bueno para diluir ácidos inorgánicos.Pobre Excelente-51 - 121 Pobre

¿Cómo probar la resistencia UV del caucho?

La luz ultravioleta puede degradar, agrietar o desteñir el caucho. Por lo tanto, probar la resistencia del caucho a la radiación ultravioleta ayuda a saber hasta qué punto ese caucho puede resistir los rayos ultravioleta sin comprometer la integridad.

When testing rubber, a 96-hour concentrated exposure to UV rays helps to know the UV stability. Rubber that can withstand this test period is then classified as UV-resistant.

During testing, place rubber samples in a UV testing cabinet and expose them to UV rays for an extended period. Xenon arc testers can generate UV light that closely replicates sunlight.

Lo mejor es examinar las muestras a intervalos, por ejemplo, dos horas, y medir y registrar cuidadosamente los resultados.

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Desventajas de los materiales resistentes a los rayos UV

Aunque todo caucho resistente a los rayos UV tiene ventajas, también tiene desventajas. Estas desventajas incluyen las siguientes;

Vitón: this rubber material is incompatible with ketones, organic acids, amines, and ester solvents. In addition, although Viton is suitable for high-heat applications, the material is not flame-resistant. Under excessively high temperatures, the rubber material decomposes and releases hydrogen fluoride. Unfortunately, hydrogen fluoride is toxic and irritates the respiratory tract. Furthermore, in shallow temperatures, Viton hardens and becomes inflexible.

Poliuretano: Esta goma no es resistente al agua, lo que la hace menos duradera. Además, son inflamables a altas temperaturas, liberando vapores tóxicos que dañan la salud humana y el medio ambiente. Otra desventaja del poliuretano es que la mayoría de los disolventes lo atacan. Además, en la producción de poliuretano intervienen isocianatos, un material venenoso.

EPDM: este tipo de caucho es inerte, lo que dificulta su adherencia. Además, el caucho EPDM tiene una resistencia relativamente baja a los solventes no polares y a los combustibles a base de petróleo. En consecuencia, este caucho no es adecuado para aplicaciones petroquímicas.

caucho resistente a la intemperie

Silicona: Este caucho es costoso debido a su versatilidad en varias aplicaciones. Otra desventaja es su escasa resistencia al desgarro. Además, la silicona puede reaccionar mal si se expone a gasolina o alcohol. La exposición al azufre o al látex también puede inhibir el curado de la silicona.

Caucho de butilo: este caucho no es resistente a los aceites de petróleo. Además, el caucho de butilo es difícil de procesar. Por lo tanto, es costoso.

Neopreno: aunque el neopreno es versátil, es costoso. Otras desventajas del neopreno incluyen su poca resistencia a ciertos hidrocarburos, ácidos oxidantes, ésteres y cetonas. Además, este material de goma no es resistente al agua y no es adecuado para su uso como aislante eléctrico.

HNBR: las desventajas de HNBR incluyen su pobre resistencia a los solventes orgánicos polares y aceites aromáticos. El material de caucho también tiene poca resistencia a las llamas y malas propiedades eléctricas.

MSC: Hypalon tiene poca flexibilidad a bajas temperaturas. El material también tiene poca resistencia a los conjuntos de compresión, lo que lo hace inadecuado para aplicaciones de sellado dinámico. Además, CSM no es adecuado para aplicaciones automotrices debido a su pobre resistencia a los combustibles.

¿Cuáles son las otras causas del deterioro del caucho?

Además de la radiación UV, otros agentes degradan el caucho. Por ejemplo, las altas temperaturas, la alta humedad y las fuerzas físicas directas degradan el caucho. Otros agentes que degradan el caucho incluyen el estrés, los gases contaminantes y el oxígeno.

It is important to note that these agents do not degrade all rubber materials to the same extent. Some rubber materials have better resistance than others.

¿Cómo prevenir el deterioro del caucho?

Deterioro del caucho

Regardless of the material, rubber deteriorates over time. The most common causes of deterioration include UV light, oxygen, and chemical exposure. Exposure to these factors can cause the contraction and expansion of rubber chains, leading to damage.

Afortunadamente puedes ralentizar el deterioro manteniendo el producto de caucho en un espacio fresco, seco y libre de oxígeno. Si su sello de goma ya muestra signos de daño, puede restaurarlo;

  • Limpieza del área alrededor del sello. Asegúrese de que el sitio esté libre de suciedad y agua.
  • Eliminación de escombros endurecidos
  • Utilice un acondicionador de caucho para revitalizar el sello. Asegúrate de seguir las instrucciones para aplicar el acondicionador.
  • Use una lima para frotar las áreas dañadas y luego vuelva a aplicar el acondicionador para restaurar el sello.
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¿Qué factores se deben considerar al elegir caucho resistente a los rayos UV?

Este artículo ha explorado ocho tipos de caucho resistente a los rayos UV. Aunque todos tienen propiedades resistivas a los rayos UV, es fundamental tener en cuenta que no todos son aptos para las mismas aplicaciones. Por ejemplo, los niveles de resistencia a los rayos UV varían para cada tipo de caucho. Por lo tanto, echemos un vistazo a otros factores a considerar antes de elegir una goma resistente a los rayos UV.

1. Degree of exposure

Exponer su caucho constantemente al sol es diferente a la exposición ocasional. El grado de exposición es fundamental para determinar el mejor caucho resistente a los rayos UV para su aplicación.

2. Rubber thickness

No todos los tipos de caucho resistente a los rayos UV están disponibles en el mismo grosor. Si necesita una goma mucho más gruesa para su aplicación, debe elegir una que coincida con sus especificaciones.

Caucho

3. dureza

La dureza también se conoce como durómetro de orilla. Rubbers with small durometers are not as hard as those with a broader durometer range. However, it is essential to consider hardness before choosing a UV-resistant rubber because this property is necessary for pressure and compression applications.

Es importante tener en cuenta que diferentes escalas miden la dureza de los materiales de caucho. por ejemplo, el Shore A dureza La escala mide la dureza del caucho. La medida varía de suave y flexible a compleja sin flexibilidad.

4. Temperaturas

All UV-resistant rubber has a specific temperature range. When choosing a UV-resistant rubber, consider your application’s temperature and the rubber’s temperature range. If your application’s temperature exceeds your selected rubber range, the rubber will melt and burn. Of all UV-resistant rubber, Silicone has the highest temperature range.

5. resistencia al aceite

Although not all applications require oil, it is still essential to consider the oil resistance of your UV-resistant rubber. This is because oil can severely degrade rubber. However, oil-resistant rubbers are especially useful in the automotive industry. Examples of oil-resistant rubber include Neoprene and Viton.

6. Resistencia a la abrasión

Does your application require mechanical action, including scraping or rubbing? If yes, choosing UV-resistant rubber with excellent abrasion-resistant properties is critical. However, it is essential to note that not all rubber types possess the same level of abrasion resistance.

7. Acid-resistance

Although not all applications require acids, it is essential to consider acid resistance before choosing a UV-resistant rubber. This is because acid attacks almost all types of rubber. And if your application requires highly acidic solutions, always consider rubber resistance. For instance, Viton is resistant to some caustic chemicals but is not immune to ethyl ethers and acetone.

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Conclusión

 Los rayos UV tienen efectos devastadores sobre el caucho. La luz provoca cambios físicos y químicos, incluida una pérdida de masa. Sin embargo, el caucho resistente a los rayos UV puede soportar las condiciones climáticas. Por lo tanto, puede usarlos en aplicaciones al aire libre. Silicona, EPDM, and Viton are some of the best UV-resistant materials on the market. Before choosing a rubber material that suits your application, consider the hardness, abrasion, oil, and acid resistance.

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David

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