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Materiales: El caucho (página 2)

Enviado por Cindy Iglesias



Partes: 1, 2


Un auténtico producto milagro que nunca se ha podido reproducir de manera artificial, a pesar de todos los esfuerzos realizados en este sentido.

El caucho natural sigue siendo, por ello, un factor de calidad decisivo para la fabricación de neumáticos y otros productos a base de caucho. Por este motivo, las empresas dedicadas a la explotación de caucho tienen abiertos varios proyectos de investigación en sus diferentes plantaciones de todo el mundo, trabajando intensamente en la mejora de esta materia renovable. El caucho natural ofrece un sinfín de posibilidades para una producción continua sobre todo de neumáticos y respetuosa con el medio ambiente.

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Una característica importante es que el caucho es utilizado en un 80% aproximadamente vulcanizado. (Sólo el 20% es utilizado puro). La vulcanización del caucho es un proceso mediante el cual se calienta el caucho crudo en presencia de azufre, con el fin de volverlo más duro y resistente al frío.

Se dice que fue descubierto por Charles Goodyear en 1839 por accidente, al volcar un recipiente de azufre y caucho encima de una estufa. Esta mezcla se endureció y se volvió impermeable, a la que llamó vulcanización en honor al dios Vulcano. Sin embargo, hay estudios que demuestran que un proceso similar a la vulcanización, pero basado en el uso de materiales orgánicos (savias y otros extractos de plantas) fue utilizado por la Cultura Olmeca 3.500 años antes para hacer pelotas de hule destinadas a un juego ritual.

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Prensa hidráulica para moldear caucho

Propiedades físicas y químicas

El caucho bruto en estado natural es un hidrocarburo blanco o incoloro.-

El compuesto de caucho más simple es el isopreno o 2-metil butadieno, cuya fórmula química es C5H8. A la temperatura del aire líquido, alrededor de -195 ºC, el caucho puro es un sólido duro y transparente. De 0 a 10 ºC es frágil y opaco, y por encima de 20 ºC se vuelve blando, flexible y translúcido. Al amasarlo mecánicamente, o al calentarlo por encima de 50 ºC, el caucho adquiere una textura de plástico pegajoso. A temperaturas de 200 ºC o superiores se descompone.-

El caucho puro es insoluble en agua, álcali o ácidos débiles, y soluble en benceno, petróleo, hidrocarburos clorados y disulfuro de carbono. Con agentes oxidantes químicos se oxida rápidamente, pero con el oxígeno de la atmósfera lo hace lentamente.-

Excelentes propiedades Mecánicas, tracción, flexión y compresión.- Excelente aislante eléctrico, muy buena resistencia a los ácidos diluidos y detergentes.- Buena adhesión a tejidos y metales.

Adhesión a Metales

Excelente

Adhesión a telas

excelente

Resistencia al Desgarramiento

Muy Buena

Resistencia a la Abrasión

excelente

Deformación por compresión

buena

Resistencia Dieléctrica

excelente

Electroaislamiento

Bueno a Excelente

Permeabilidad a los Gases

Bastante Baja

Acido resistencia Diluido

Regular a buena

Acido resistencia Concentrado

Regular a buena

Resistencia Hidrocarburos Alifáticos

Pobre

Resistencia Hidrocarburos Aromáticos

Pobre

Resistencia Solventes Oxigenados (cetonas)

Buena

Resistencia Disolventes de lacas

Pobre

Resistencia Hinchamiento en aceite Lubricante

Pobre

Resistencia Aceite y Gasolina

Pobre

Resistencia Aceites vegetales y animales

pobre buena

Resistencia Higroscopicidad

muy buena

Resistencia Oxidación

buena

Resistencia Ozono

pobre

Resistencia Envejecimiento a la luz solar

pobre

Resistencia Envejecimiento en caliente

regular

Resistencia Bajas temperaturas

muy buena

Resistencia Llama

pobre

Aplicaciones específicas

Comparado con el caucho vulcanizado, el caucho no tratado tiene muy pocas aplicaciones.- Se usa en cementos, cintas aislantes, cintas adhesivas y como aislante para mantas y zapatos. El caucho vulcanizado tiene otras muchas aplicaciones. Por su resistencia a la abrasión, el caucho blando se utiliza en los dibujos de los neumáticos de los automóviles y en las cintas transportadoras; el caucho duro se emplea para fabricar carcasas de equipos de bombeo y las tuberías utilizadas para perforaciones con lodos abrasivos.-

Por su flexibilidad, se utiliza frecuentemente para fabricar mangueras, neumáticos y rodillos para una amplia variedad de máquinas, desde los rodillos para escurrir la ropa hasta los instalados en las rotativas e imprentas. Por su elasticidad se usa en varios tipos de amortiguadores y mecanismos de las carcasas de máquinas para reducir las vibraciones. Al ser relativamente impermeable a los gases se emplea para fabricar mangueras de aire, globos y colchones.

Su resistencia al agua y a la mayoría de los productos químicos líquidos se aprovecha para fabricar ropa impermeable, trajes de buceo, tubos para química y medicina, revestimientos de tanques de almacenamiento, máquinas procesadoras y vagones aljibes para trenes. Por su resistencia a la electricidad el caucho blando se utiliza en materiales aislantes, guantes protectores, zapatos y mantas, y el caucho duro se usa para las carcasas de teléfonos, piezas de aparatos de radio, medidores y otros instrumentos eléctricos. El coeficiente de rozamiento del caucho, alto en superficies secas y bajo en superficies húmedas, se aprovecha para correas de transmisión y cojinetes lubricados con agua en bombas para pozos profundos.-

Fabricación de tubos

Los tubos y mangos de caucho pueden clasificarse en tres grupos: 1- Tubos fabricados exclusivamente de caucho, estos son muy utilizados para alimentar aparatos portátiles con gas, agua, aire comprimido, mecheros de Bunsen, etc; pudiendo estar constituidos por dos capas superpuestas, una interior de mayor calidad, generalmente roja, y otra exterior negra, de refuerzo. 2- Tubos de tela interpuesta de una o varias capas de caucho y telas de lana intercaladas con el fin de que puedan resistir grandes presiones. 3- Tubos de caucho trenzados de los cuales la camisa interior es de caucho de excelente calidad, se reviste exteriormente de uno o dos trenzados de hilo de algodón, lino, seda, etc., según su aplicación.-

Fabricación de correas

Las correas de caucho no se componen únicamente de este material sino de numerosas tela de algodón de alta calidad cauchotadas y superpuestas hasta obtener el espesor exigido por el esfuerzo mecánico que la correa ha de transmitir.-

Fabricación de hojas inglesas de caucho

Se designan por hojas de caucho a las láminas fabricadas con caucho de plantación, de primera calidad, por medio de tratamientos mecánicos.

Éstas tienen escaso contenido de resina, ya que la abundancia de éstas las hace quebradizas en frío.-

Fabricación de esponjas de caucho

Las esponjas de caucho son resistentes a la mayoría de los productos químicos, propiedad de la que carecen las esponjas naturales. Además conserva siempre su flexibilidad y elasticidad. Se pueden fabricar en formas regulares y todas las dimensiones.

También pueden emplearse corno aislantes del calor, electricidad, y sonido. Añadiendo materiales colorantes se pueden fabricar esponjas de todos los colores.-

Fabricación de sondas y tubos de cirugía

En estos objetos se emplean las hojas inglesas de caucho. Para la

Fabricación de sondas se emplean mandriles del diámetro interior de la sonda, el mandril es sumergido varias veces en la solución de caucho hasta alcanzar el espesor de 1mm.-

Fabricación de tejidos impermeables

Para la fabricación de tejidos se emplean dos procedimientos, el más económico consiste en adoptar una película de la materia impermeabilizante al tejido que se quiera impermeabilizar, extendida uniformemente con ayuda de una calandra. El segundo procedimiento es más lento, complicado, y costoso, este consiste en la evaporación del disolvente de una capa fina aplicada en forma de barniz sobre la tela por medio de máquinas de engomar llamadas SPREANDING. El primer procedimiento tiene numerosas aplicaciones en tejidos destinados a los artículos de precio reducido, mientras que las telas impermeables de alta calidad y resistencia son usadas para aviación, aeronáutica, neumáticos, impermeables finos, se elaboran por el segundo método.-

Fabricación de neumáticos

El caucho bruto se amasa en molinos de masticación y mezcla, que consiste en dos rodillos girando a diferentes velocidades. El caucho se ablanda, probablemente a causa de la rotura de sus largas moléculas en otras más cortas.-

Después de ser amasado se agregan:

1- Negro de carbón 2- Óxido de zinc 3- Azufre 4- Caucho regenerado y ablandadores, cada uno de estos ingredientes cumple un finalidad determinada.

El negro de carbón, sirve para aumentar la resistencia a al abrasión. El óxido de zinc es un acelerador de vulcanización, y el caucho regenerado se utiliza para disminuir el costo del neumático acabado. Los productos químicos que actúan como aceleradores se incorporan para acortar el tiempo de vulcanización y para proteger el caucho acabado del envejecimiento por la acción de la luz y del aire.-

Los ablandadores o plastificantes son aceites minerales o plastificantes, son aceites minerales o vegetales, ceras y alquitranes. De las máquinas de masticación el caucho pasa a través de calandrias, que consisten en tres rodillos huecos colocados uno encima del otro. Quedando obligado el caucho a laminarse en hojas finas, y entre los rodillos se introducen también tejidos de algodón, con el objeto de que el producto sea una lámina fina adherida al tejido.-

El tejido cauchado se corta en tiras. De esta manera las cuerdas estarán formando un ángulo y tendrán mayor resistencia. Se da forma a las tiras sobre un núcleo de hierro para obtener el armazón del neumático. Alrededor del armazón se da forma a la superficie de rodadura, que es una tira de caucho masticado y compuesto finalmente se aplica al borde. El borde es una tira de caucho muy duro que lleva hilos de alambre y forma el borde del neumático que ha de estar en contacto con la pestaña de la rueda. El neumático montado se coloca en un molde en el que se ha tallado el patrón de la rodadura. El calor se ha suministrado por vapor y la presión hace que el azufre vulcanice el caucho.-

EI neumático se inspecciona y se envuelve.-

Manufacturas de cámaras

La fabricación de cámaras o tubos internos, es algo parecido. El caucho se mastica, agregando los ingredientes de la fórmula, pero en vez de laminarse en tiras, se lo obliga a pasar a través de una máquina de astricción. Esta es una máquina parecida a la de hacer salchichas, y consiste en un rodillo que gira en el hueco de un cilindro, obligando al caucho a pasar por un troquel produciendo un tubo de caucho, este tubo se corta en la longitud apropiada, se empalman los extremos formando un anillo, se infla, y se vulcaniza con vapor de caldera.-

Aunque la fabricación y producción de neumáticos y cámaras de automóviles son realmente representativas de la manufactura del caucho, cada artículo fabricado de caucho requiere fórmulas de composiciones especiales así como de ingredientes y manipulaciones bastante peculiares. La formulación de las mezclas de caucho es comprimida y varía considerablemente de acuerdo a cada producto a fabricar.-

Usos frecuentes (automóvil – maquinaria)

Podemos encontrar el caucho aplicado en automóviles en diferentes piezas, la mayoría de las veces se aplica el caucho vulcanizado (tratado químicamente), ya que las piezas de caucho natural tienen una vida útil más corta.

  • Correas de transmisión:

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  • Mangueras (para hacer circular aire, calefacción, agua del vehículo):

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  • Interiores revestidos en caucho, pedaleras y volantes:

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Pisos antideslizantes:

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Cámaras:

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- En automóviles, el uso más frecuente es el de neumáticos, producido gracias al descubrimiento del vulcanizado del caucho y su posterior desarrollo en neumáticos por Charles Goodyear fue un hecho sobresaliente que afectó nuestra calidad de vida en los pasados 150 años, incluyendo el desarrollo de automóviles que sin llantas vulcanizadas, no podrían funcionar.

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Algunos de los miles de modelos, tamaños y formas:

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- En maquinarias movidas por cadenas, encontramos caucho en los neumáticos tipo oruga:

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  • Neumáticos agrícolas, considerados un avance tecnológico:

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  • Amortiguadores de caucho/metal: Este tipo de amortiguador es el más utilizado en los medios industriales. Permite trabajar tanto en cizalla como en compresión o incluso combinando ambas y es el elemento adecuado para la protección de los golpes, ruidos y vibraciones. Se fabrican en caucho metal y la forma puede ser cilíndrica o diábolo. También se fabrican en ACERO INOXIDABLE para la industria de la Alimentación, química y farmacéutica:

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Pie de máquina:

Sirven para aguantar el peso de las maquinas manufactureras, son de caucho/metal. Por las propiedades del caucho, son buenas para lugares donde se trabaja con agua, son resistentes para todo tipo de maquinas, ya sean líneas de transporte de producto, multivac, selladoras, etc.

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Boquillas para pistolas de gunitar:

Con estas boquillas se puede proyectar gunita (hormigón o mortero mezclados con agua) mediante una máquina con aire comprimido sobre una superficie que se quiere reforzar o proteger contra el fuego.

 

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Formas comerciales

Tipos de comercialización de caucho natural y vulcanizado.

- Rollos de caucho:

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Cordones de distintas medidas:

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Perfiles comerciales:

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Pavimento para plazoletas, juegos infantiles y jardines:

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Conclusiones

  • Destacamos el uso del caucho vulcanizado, usado en su mayoría en la industria automotriz, tanto para neumáticos como para recubrimientos.

  • En el uso industrial su uso también es frecuente gracias a que es repelente al agua, aislante de la temperatura y de la electricidad.

  • El caucho se destaca por su enorme elasticidad, la resistencia al estiramiento y su capacidad para conservar la flexibilidad incluso en condiciones de temperaturas extremas.

  • Un auténtico producto milagro que nunca se ha podido reproducir de manera artificial, a pesar de todos los esfuerzos realizados en este sentido.

 

 

 

 

Enviado por:

Rocknrollangel

Nombre Alumnos:

Iván Seguel Bristilo

Antonio Isla González

Cindy Iglesias Barría

Nombre Profesor:

Sr. Fermín Vargas

Fecha:

25 de mayo de 2009

INACAP PUNTA ARENAS

MANTENIMIENTO INDUSTRIAL 1ER. AÑO

Tecnología de los Materiales


Partes: 1, 2


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