Vulcanización

La vulcanización es todo un proceso por medio del cual se logra calentar el caucho crudo en presencia del azufre con el objetivo de convertirlo en un material más duro y al mismo tiempo más resistente.

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Calcinación, cristalización, disolución, incineración, lixivación, vaporización

 

¿Qué es la vulcanización?

La vulcanización es un proceso por medio del cual se logra hacer una mejora notable a las características que tienen los cauchos naturales y sintéticos, y que reduce al mínimo sus propiedades plásticas aumentando al mismo tiempo sus características elásticas.

En qué consiste la vulcanización

La vulcanización consiste en una reacción química por medio de la cual las moléculas filiformes que posee el caucho se entrelazan unas con otras, lo cual sucede generalmente por la acción del azufre pero que también puede llegar a suceder por la adición de peróxidos, formando de esta manera una retícula tridimensional. Es un proceso que lograr mejorar de forma considerable las características que poseen los cauchos porque reduce por su proceso, las propiedades plásticas que tienen los cauchos y al mismo tiempo logra aumentar las condiciones elásticas de los mismos.

Es un proceso que consiste en calentar el caucho cuando está crudo en presencia de azufre, para poder convertirlo en un material más duro y que sea también resistente al frío. En el proceso, los polímeros lineales que se encuentran cerca forman puentes de entrecruzamiento entre ellos obteniendo como resultado final que las moléculas de caucho permanezcan unidas entre sí, haciendo que el caucho sea más duradero, resistente y que no pierna su elasticidad natural.

Historia

Originalmente se tienen datos de que en la cultura olmeca, hacían bolas de hule que se usaban para jugar pelota utilizando extractos de plantas. Según los datos que han sido obtenido de algunas investigaciones, el descubrimiento del proceso de vulcanizado surgió gracias a Charles Goodyear, quien de forma totalmente accidente en el año 1839, colocó un recipiente con azufre y caucho arriba de una fuente de calor. El resultado de esto fue que la mezcla que se había formado se endureció y se volvió completamente impermeable, y le dio entonces en nombre de vulcanización, aparentemente en honor al Dios Vulcano.

Proceso de vulcanización

El proceso de la vulcanización se ejecuta bajo presión en moldes adecuados para ello y a una temperatura por lo general de 150° C. Dependiendo de la temperatura que tenga la vulcanización y del tamaño que tenga el artículo, la duración del proceso de vulcanización puede llegar a variar entre algunos minutos y horas. Durante el proceso de vulcanización, los polímeros lineales paralelos que se encuentran más cerca conforman puentes de entrecruzamiento entre ellos mismos. Como resultado obtenemos que las moléculas elásticas del caucho se unen entre sí. Este proceso de vulcanización entonces tiene la capacidad de dar origen a un caucho más duradero, que es capaz de resistir los ataques químicos sin perder su elasticidad natural que posee. También es un proceso por medio del cual se logra transformar la superficie pegajosa del material en una superficie suave que puede adherirse al metal o a los sustratos plásticos.

Es importante mencionar que la vulcanización es un proceso de curado que no puede ser revertido y que define a los cauchos curados como materiales termoestables, en otras palabras, en materiales que no se funden con el calor y los saca de la categoría de los termoplásticos, como el caso del polietileno y el polipropileno.

Herramientas y maquinaria

En el proceso de la vulcanización se usan diferentes tipos de máquinas que se encargan del laminado y estrusionado. En algunas ocasiones se calienta en moldes con presión, y en otras se utilizan moldes los cuales son calentados por medio de vapor y que además tienen un cierre hermético. Los riesgos que se pueden dar con la maquinaria son los accidentes de atrapamientos, aplastamientos, etc., que deben prevenirse mediante dispositivos específicos. En algunas ocasiones se pueden utilizar hornos de vulcanizado y autoclaves, los cuales deberán de disponer de válvulas de seguridad, manómetros de presión y dispositivos de enclavamiento y puertas.

Es importante mencionar que para lograr acelerar el proceso de vulcanización y con el objetivo de lograr mejorar las propiedades de los productos que han sido vulcanizados, se suele añadir también al caucho los productos aceleradores, tales como los productos derivados del ácido de ditiocarbomina y del mercaptobenzotiazol, difenilguanidina los cuales pueden ser añadidos pos sí solos o combinados.

Existen muchos métodos de vulcanización, entre ellos el moldeo por compresión, que es el más utilizado. Los procesos de curado de caucho son comunes tales como los sistemas de azufre, los peróxidos, óxidos metálicos, acetoxisilano, el entrecruzamiento de aminas y los compuestos disfuncionales. 

Aplicaciones de la vulcanización

Son muchas las posibles aplicaciones en las que se puede utilizar el proceso de la vulcanización, entre ellas podemos mencionar la fabricación de artículos de goma, como por ejemplo, neumáticos de automóvil, mangas, juntas, calzado, guantes, etc. Se utiliza también en la creación de gomaespuma y goma blanda.

Importancia

Su principal importancia es que por medio del proceso, se logra conseguir un material que es más resistente y que tiene mayor flexibilidad, aumentando su proporción a un 20% y además, se logra prolongar la acción del cocimiento por medio del cual se logra obtener caucho endurecido.