Elastomeros

ELASTÓMEROS
Los elastómeros son polímeros capaces de sufrir grandes deformaciones elásticas cuando se les sujeta a esfuerzos relativamente bajos. Algunos elastómeros pueden soportar extensiones de hasta el 500% o más, pero retoman a su forma original. el ejemplo más popular de un elastómero es desde luego el hule. Podemos dividir a los hules en dos categorías: 1) hule natural, derivado deciertas plantas y 2) polímeros sintéticos producidos por procesos de polimerización, similares a los que se utilizan para los termoplásticos y los temofijos Antes de analizar los hules naturales y sintéticos, consideremos las características generales de los elastómeros.

CARACTERÍSTICAS DE LOS ELASTÓMEROS
Los elastómeros consisten en moléculas de cadena larga que se encadenan transversalmente (comolos polímeros termofijos). Sus impresionantes propiedades elásticas se deben u la combinación de dos características 1) cuando las moléculas larcas no están estiradas, se encuentran estrechamente retorcidas y 2) el grado de encadenamiento transversal es sustancialmente más bajo que el de los termofijos.
Estas características se ilustran en el modelo de la figura 10.12(a), que muestra unamolécula retorcida y encadenada transversalmente cuando no está bajo esfuerzo.
Cuando el material se estira, obliga a la moléculas a desenredarse y estirarse. La resistencia natural de las moléculas a desenredarse suministra el módulo de elasticidad inicial del material en su conjunto. Conforme se experimenta mayor esfuerzo, los enlaces covalentes de las moléculas transversalmenteencadenadas empiezan a jugar un papel importante en el módulo, y la rigidez aumenta, como se ilustra en la figura 12. Con un mayor encadenamiento transversal, el elastómero se vuelve más rígido y su módulo de elasticidad es más lineal. Estas características se ilustran en la Figura por las curvas esfuerzo-deformación para los tres grados de hule: hule crudo natural, cuyo encadenamiento transversal es muybajo; hule curado (vulcanizado) con un encadenamiento transversal de bajo a medio, y hule duro (ebonita), cuyo alto grado de encadenamiento transversal lo transforma en un plástico termofijo.

Figura 12 Incremento de la rigidez en función de la deformación para tres grados de hule: hule natural, hule vulcanizado y hule duro.

Para que un polímero exhiba propiedades elastómeras debe seramorfo en la condición no estirada y su temperatura debe estar arriba de la de transición vítrea (Tg,). Si está abajo de la temperatura de transición vítrea el material es duro y quebradizo. Arriba de Tg, el polímero está en un estado "ahulado". Cualquier polímero termoplástico amorfo exhibe propiedades elastómeras arriba de Tg por un corto tiempo, porque sus moléculas lineales están algoenredadas, permitiendo así la extensión elástica. La ausencia de encadenamiento transversal en los polímeros TP es lo que los previene de ser verdaderamente elásticos, en su lugar exhiben comportamiento viscoelástico.
El curado se requiere para efectuar el encadenamiento transversal en la mayoría de los elastómeros comunes de hoy en día. El término para curado que se utiliza en el contexto delhule natural (y en el de ciertos hules sintéticos) es la vulcanización, ésta involucra la formación de polímeros de cadena transversal entre las cadenas de los polímeros. El encadenamiento transversal típico en el hule es de diez enlaces por cien átomos de carbono en la cadena del polímero lineal, dependiendo del grado de rigidez deseada en el material. Esto es considerablemente menor que el gradodel encadenamiento transversal en los termofijos.
Un método alternativo de curado utiliza iniciadores químicos que reaccionan con la mezcla (algunas veces requieren un catalizador o calor) para formar elastómeros con encadenamientos transversales relativamente infrecuentes entre las moléculas. Estos hules sintéticos se conocen como elastómeros de sistema reactivo. Algunos polímeros que...