NR – Caucho natural IR – Poliisopreno
Propiedades
El caucho de Hevea (NR) es el único caucho no sintético y se utiliza comercialmente desde principios del siglo XX. Es un elastómero natural que se extrae de la savia del árbol Hevea Brasiliensis que se cultiva en las plantaciones. Es totalmente biodegradable y se compone principalmente de cis-1,4-poliisopreno:
El equivalente sintético es el poliisopreno (IR), que puede producirse por polimerización del 2-metil-1,3-butadieno con el catalizador Ziegler-Natta. Tanto los cauchos NR como los IR se mezclan a menudo con otros ingredientes como aceites, cargas, agentes reticulantes y antioxidantes, lo que permite una variación versátil de las propiedades del elastómero.
El poliisopreno natural y sintético son elastómeros baratos con buena resistencia a la fatiga y son, por tanto, una excelente opción para aplicaciones dinámicas a temperaturas bajas y ambientales. La resistencia a la tracción, el alargamiento y la resistencia a la abrasión del caucho natural son excelentes en su rango de temperaturas de trabajo, que oscila entre -50°C y +100°C. El poliisopreno sintético, químicamente similar, tiene menor resistencia que el caucho natural pero mejores propiedades a baja temperatura. En aplicaciones en las que se requiere consistencia y buena procesabilidad, el poliisopreno sintético suele ser la mejor opción. Dado que la polimerización del isopreno se lleva a cabo en condiciones estrechamente controladas, hay muy poca variación de la composición, la estructura y las propiedades resultantes, mientras que el caucho natural contiene impurezas naturales y el peso molecular varía con las condiciones de crecimiento del árbol del caucho. Ambas cosas tienen un impacto notable en las propiedades físicas y la procesabilidad del caucho. En general, el caucho sintético tiene una mayor resistencia al envejecimiento y a la intemperie y es más fácil de procesar debido a su menor viscosidad. También suele ser más compatible con otros cauchos como el SBR y el EPDM.
El caucho natural y el sintético difieren en la microestructura; el caucho natural está formado casi en su totalidad por el polímero cis-1,4 mientras que el isopreno sintético es una mezcla de polímero cis-1,4, trans-1,4 y 3,4. La cantidad de cis-1,4 suele oscilar entre el 90 y el 98%. Un aumento del cis-1,4 suele reducir la temperatura de transición vítrea, aumenta la cristalinidad y mejora la resistencia mecánica. Así, la resistencia a la tracción y al desgarro del poliisopreno sintético suelen ser algo inferiores a las del caucho natural.
Aunque el caucho natural (NR) y el poyisopreno (IR) pueden utilizarse con agua, sustancias orgánicas polares (ácidos orgánicos, alcoholes, cetonas) y algunos ácidos y álcalis diluidos, para estas aplicaciones son preferibles otros elastómeros como el EPDM. Los compuestos de caucho de isopreno, tanto naturales como sintéticos, son atacados por disolventes no polares, combustibles y aceites derivados del petróleo. También tienen poca resistencia al calor y son susceptibles de ser atacados por el ozono debido a la presencia de dobles enlaces en la columna vertebral del polímero que son propensos a la degradación térmica y oxidativa. La degradación se produce generalmente a través de la escisión de la cadena y provoca una caída de las propiedades mecánicas.
Elastómeros IR/NR comerciales
Los principales fabricantes de caucho de poliisopreno son Firestone, Eni, Cray Valley, LG Chem, GoodYear y Lanxess.