Caucho sintético

Un caucho sintético es un elastómero artificial . Son polímeros sintetizados a partir de subproductos del petróleo . Alrededor de 32 millones de toneladas métricas de cauchos se producen anualmente en los Estados Unidos , y de esa cantidad dos tercios son sintéticos. El caucho sintético, al igual que el caucho natural , tiene muchos usos en la industria automotriz para neumáticos , perfiles de puertas y ventanas, sellos como juntas tóricas y juntas , mangueras , correas , esteras y pisos . Ofrecen una gama diferente de propiedades físicas y químicas que pueden mejorar la confiabilidad de un producto o aplicación determinados. Los cauchos sintéticos son superiores a los cauchos naturales en dos aspectos principales: estabilidad térmica y resistencia a los aceites y compuestos relacionados. ^[1] Son más resistentes a los agentes oxidantes, como el oxígeno y el ozono , que pueden reducir la vida útil de productos como los neumáticos.

El uso extendido de bicicletas, y en particular de sus neumáticos , a partir de la década de 1890, generó una mayor demanda de caucho. En 1909, un equipo dirigido por Fritz Hofmann , que trabajaba en el laboratorio de Bayer en Elberfeld , Alemania , logró polimerizar el isopreno , creando así el primer caucho sintético. ^{[2] [3]}

Estudios publicados en 1930 escritos independientemente por el ruso Lebedev, el estadounidense Wallace Carothers y el científico alemán Hermann Staudinger condujeron en 1931 a uno de los primeros cauchos sintéticos exitosos, conocido como neopreno , que fue desarrollado en DuPont bajo la dirección de E. K. Bolton . El neopreno es altamente resistente al calor y a productos químicos como el aceite y la gasolina , y se utiliza en mangueras de combustible y como material aislante en maquinaria. La empresa Thiokol aplicó su nombre a un tipo de caucho competidor basado en dicloruro de etileno . ^[4]

En 1935, los químicos alemanes sintetizaron el primero de una serie de cauchos sintéticos conocidos como cauchos Buna . Se trataba de copolímeros , lo que significa que los polímeros estaban formados por dos monómeros en secuencia alternada. Otras marcas incluían Koroseal , que Waldo Semon desarrolló en 1935, y Sovprene , que los investigadores soviéticos crearon en 1940. ^[5]

La producción de caucho sintético en los Estados Unidos se expandió enormemente durante la Segunda Guerra Mundial , ya que las potencias del Eje controlaban casi todos los suministros limitados de caucho natural del mundo a mediados de 1942, luego de la conquista japonesa de la mayor parte de Asia, particularmente en las colonias del sudeste asiático de Malasia Británica (ahora Malasia ) y las Indias Orientales Holandesas (ahora Indonesia ), de donde provenía gran parte del suministro mundial de caucho natural. ^[6]

Los objetivos de los bombardeos de la Operación Pointblank de la Alemania nazi incluían la planta de Schkopau (50.000 toneladas/año) y la planta de caucho sintético de Hüls cerca de Recklinghausen (30.000, 17%), ^[7] y la planta de neumáticos y cámaras Kölnische Gummifäden Fabrik en Deutz en la orilla este del Rin. ^[8] La fábrica de caucho sintético de Ferrara , Italia (cerca de un puente sobre el río) fue bombardeada el 23 de agosto de 1944. ^[9] Otras tres instalaciones de caucho sintético estaban en Ludwigshafen/Oppau (15.000), Hannover/Limmer (recuperación, 20.000) y Leverkusen (5.000). El 5 de marzo de 1944 se estaba construyendo una planta de caucho sintético en Oświęcim , en la Polonia ocupada por los nazis ^[10] , operada por IG Farben y abastecida con mano de obra esclava, por las SS, del campo asociado Auschwitz III (Monowitz) . ^{[11] [12]}

El caucho sintético más común es el caucho de estireno-butadieno (SBR), derivado de la copolimerización de estireno y 1,3-butadieno . Otros cauchos sintéticos son:

• poliisopreno , preparado por polimerización de isopreno
• Neopreno , preparado por polimerización de 2-clorobutadieno.
• Caucho de nitrilo elaborado a partir de cianobutadieno o 2-propenonitrilo y butadieno

Se pueden preparar muchas variaciones de estos con mezclas de monómeros y con varios catalizadores que permiten el control de la estereoquímica . ^[13]

El poliisobutileno o caucho butílico se utiliza habitualmente en cámaras de aire o revestimientos de neumáticos debido a su resistencia a la difusión del aire a través del revestimiento. Es un material mucho menos resistente que el cis- polibutadieno , que se utiliza con frecuencia en los flancos de los neumáticos para minimizar las pérdidas de energía y la acumulación de calor. Es tan resistente que se utiliza en los balones de fútbol . Un elastómero muy utilizado para láminas externas, como los revestimientos de techos, es el Hypalon o polietileno clorosulfonado . Los cauchos sintéticos como el EPR también se pueden utilizar para el aislamiento eléctrico.

El caucho de silicona es también un elastómero sintético compuesto de polímeros de silicona . Los cauchos de silicona se utilizan ampliamente en la industria y existen múltiples formulaciones. Los cauchos de silicona suelen ser polímeros de uno o dos componentes y pueden contener rellenos para mejorar las propiedades o reducir el costo. El caucho de silicona generalmente no es reactivo, es estable y resistente a entornos y temperaturas extremos.

El caucho natural , procedente del látex de Hevea brasiliensis , es principalmente poli- cis - isopreno .

El caucho sintético, al igual que otros polímeros , se fabrica a partir de diversos monómeros derivados del petróleo .

Algunos cauchos sintéticos son menos sensibles al agrietamiento por ozono que el caucho natural. El caucho natural es sensible debido a los enlaces dobles en su estructura de cadena, pero algunos cauchos sintéticos no poseen estos enlaces y, por lo tanto, son más resistentes al agrietamiento por ozono. Algunos ejemplos incluyen el caucho Viton , el EPDM y el caucho butílico .

Una nueva clase de caucho sintético son los elastómeros termoplásticos , que se pueden moldear fácilmente a diferencia del caucho natural convencional, el caucho vulcanizado . Su estructura se estabiliza mediante reticulación por cristalitos en el caso de los poliuretanos o por dominios amorfos en el caso de los copolímeros en bloque SBS .