La diferencia detallada entre elastómeros y caucho

Los elastómeros y el caucho son materiales muy elásticos capaces de deformarse significativamente bajo fuerzas externas y de volver a su forma original una vez que se elimina la fuerza. Sin embargo, difieren significativamente en términos de estructura, rendimiento y aplicaciones. A continuación, se presenta un análisis detallado desde múltiples perspectivas que incluye definiciones, tipos, propiedades y áreas de aplicación.

Definición y conceptos básicos

• ElastómerosLos elastómeros son un grupo de polímeros que presentan una gran elasticidad, lo que significa que pueden estirarse significativamente bajo una fuerza externa y volver a su forma original una vez que se retira la fuerza. Tienen cadenas moleculares largas y flexibles que les permiten estirarse y relajarse fácilmente. Los elastómeros incluyen cauchos naturales, cauchos sintéticos y elastómeros termoplásticos (TPE), entre otros.
• Goma:El caucho es un tipo de elastómero, que generalmente se refiere al caucho natural (NR) o al caucho sintético. La característica distintiva del caucho es su capacidad de sufrir una deformación reversible cuando se lo somete a fuerzas externas y volver a su forma original una vez que se elimina la fuerza. La base del caucho es su estructura de cadena molecular, que normalmente se fortalece mediante vulcanización (reticulación).

Estructura molecular y elasticidad

• Elastómeros:Los elastómeros generalmente tienen cadenas moleculares largas y flexibles. Pueden estirarse y deformarse significativamente cuando se les aplica fuerza y, una vez que se retira la fuerza, vuelven a su forma original. Los elastómeros termoplásticos (TPE) también tienen el beneficio adicional de ser reprocesables: se pueden calentar y remodelar varias veces. Los TPE generalmente tienen un rango de resistencia a la tracción de 10 a 40 MPa y pueden alargarse hasta 500%-700%.
• Goma:El caucho natural tiene una estructura cis, lo que le permite estirarse considerablemente. Cuando se vulcaniza, las moléculas de caucho forman una red reticulada estable que le otorga una elasticidad superior. La resistencia a la tracción del caucho natural a 25 °C oscila entre 20 y 30 MPa, con un alargamiento de más de 500%.

Tipos y aplicaciones

Elastómeros:Existen varios tipos de elastómeros, entre ellos:

• Elastómeros termoplásticos (TPE):El TPE combina las propiedades del plástico y del caucho, ofreciendo una excelente flexibilidad y procesabilidad. Se utiliza ampliamente en la industria automotriz, electrónica y dispositivos médicos. La dureza del TPE varía de 10 Shore A a 70 Shore D y tiene una excelente resistencia a los rayos UV, tolerancia a altas y bajas temperaturas y resistencia química.
• Elastómeros termoendurecibles:Estos elastómeros suelen reticularse durante el curado, lo que los hace muy duraderos y resistentes a altas temperaturas. Se utilizan habitualmente en aplicaciones de alta resistencia, como maquinaria industrial y aeroespacial.
• Elastómeros de poliuretano (PU)Los elastómeros de poliuretano son conocidos por su excepcional resistencia a la abrasión, al desgarro y al aceite. Se utilizan ampliamente en aplicaciones como cintas transportadoras, suelas de zapatos y productos de alta durabilidad.

Goma:Los principales tipos de caucho incluyen:

• Caucho natural (NR):El caucho natural, que se obtiene a partir del látex del árbol del caucho, presenta una excelente elasticidad y resistencia a la abrasión. Se utiliza comúnmente en la fabricación de neumáticos, sellos industriales y amortiguadores de vibraciones.
• Cauchos sintéticos:Entre ellos se encuentran el caucho de estireno-butadieno (SBR), el neopreno (CR), el caucho de nitrilo (NBR) y otros, que suelen ser más rentables que el caucho natural y pueden modificarse para proporcionar propiedades específicas. El caucho sintético se utiliza ampliamente en neumáticos, sellos, mangueras y diversas aplicaciones industriales.

Comparación de rendimiento

Elastómeros:

• Resistencia a la tracción:La resistencia a la tracción de los elastómeros varía según el tipo. El TPE normalmente tiene un rango de resistencia a la tracción de 10 a 40 MPa y un alargamiento de 500% a 700%.
• Resistencia a la temperatura:Los elastómeros termoplásticos (TPE) pueden funcionar normalmente en un rango de temperaturas de -50 °C a +150 °C. Los elastómeros termoendurecibles ofrecen una resistencia térmica aún mayor y pueden soportar temperaturas de hasta +200 °C.
• Resistencia al envejecimientoLos TPE son conocidos por su fuerte resistencia a los rayos UV, al ozono y a la estabilidad oxidativa, lo que significa que mantienen sus propiedades físicas durante largos períodos de tiempo.

Goma:

• Resistencia a la tracción: Natural rubber typically has a tensile strength of 20-30 MPa, with elongation of over 500%. Synthetic rubbers' tensile strengths vary by type but generally range from 10-35 MPa.
• Resistencia a la temperatura:El caucho natural puede soportar temperaturas de -50 °C a +90 °C, mientras que los cauchos sintéticos pueden funcionar en temperaturas más altas, con algunos cauchos de alto rendimiento capaces de soportar hasta +200 °C.
• Resistencia al envejecimientoEl caucho natural es más propenso al envejecimiento cuando se expone a la luz ultravioleta, al ozono y al calor, mientras que los cauchos sintéticos suelen ofrecer una mejor resistencia al envejecimiento.

Proceso de vulcanización

Elastómeros:

• Elastómeros termoplásticos (TPE):Los TPE no requieren vulcanización porque se ablandan y pueden remodelarse con el calor, lo que les confiere una excelente procesabilidad y permite una mayor eficiencia de producción.
• Elastómeros termoendurecibles:Estos materiales requieren vulcanización para formar una red reticulada, mejorando su resistencia al calor, dureza y resistencia.

Goma:

• Caucho natural y sintético:Los materiales de caucho generalmente requieren vulcanización para mejorar la elasticidad, la fuerza y la resistencia al envejecimiento. Después de la vulcanización, el caucho puede soportar mayores fuerzas externas y, al mismo tiempo, conservar su elasticidad con el paso del tiempo.

Aplicaciones

Aplicaciones de elastómeros:

• Los TPE se utilizan ampliamente en piezas interiores de automóviles, carcasas de dispositivos electrónicos, dispositivos médicos, equipos deportivos y electrodomésticos debido a su flexibilidad, procesabilidad y resistencia ambiental.
• Los elastómeros de poliuretano se emplean en neumáticos, cintas transportadoras, suelas de zapatos, amortiguadores de vibraciones y piezas de maquinaria industrial debido a su excepcional resistencia al desgaste y durabilidad.

Aplicaciones del caucho:

• El caucho natural se utiliza comúnmente en neumáticos, bandas de caucho, sellos y amortiguadores de vibraciones.
• Los cauchos sintéticos se encuentran en neumáticos de automóviles, mangueras, cables eléctricos y aplicaciones industriales, donde se requieren características de rendimiento específicas.

A pesar de sus similitudes, los elastómeros y el caucho difieren significativamente en términos de composición del material, características de rendimiento y campos de aplicación. El caucho generalmente se refiere al caucho natural o sintético, que ha sido un material básico en las industrias tradicionales. Los elastómeros, por otro lado, abarcan una gama más amplia de materiales, incluidos los elastómeros termoplásticos (TPE) y los elastómeros de poliuretano, que ofrecen una mejor procesabilidad, resistencia al envejecimiento y una amplia gama de aplicaciones modernas. Estos materiales son adecuados para una gama más amplia de industrias, incluidas la automotriz, la electrónica, la médica y la manufacturera, donde los requisitos de rendimiento evolucionan continuamente.