Neopreno

La palabra neopreno, no es más que una marca de tipo comercial para designar a una familia de materiales de caucho de tipo sintético que encuentran su base de constitución en el policloropreno, es decir, un derivado del cloropreno, pero la marca neopreno se utiliza hoy en día para denominar a dicho material de forma común. El neopreno fue creado por vez primera por un grupo de científicos de una empresa comercial ( DuPont), después de que uno de sus empleados asistiera como oyente a una conferencia de un químico, el cual hablaba sobre el acetileno y su química. Al trabajar el acetileno, este investigador había conseguido obtener otro compuesto, el divinilacetileno, el cual como característica era similar a los cauchos y era elástico cuando se trataba con SCl2. Así que la empresa DuPont, se interesó por estos hallazgos y se hizo con la patente del producto, con fines comerciales. Sus trabajos iniciaron estudiando el monovinilacetileno, el cual al entrar en reacción con el HCl, se convertía en cloropreno.

Para hablar de la composición que posee el polímero debemos utilizar la espectrometría de infrarrojo. La estructura que posee el cloropreno es conjugada y posee una alta reactividad en cuanto al ataque que pueda sufrir de parte de radicales libres por la presencia del cloro, el cual es muy electronegativo, lo que hace fácil añadir más radicales al monómero.

El cloropreno es bastante más reactivo que otras moléculas similares, como las olefinas o los dienos, que tienen a formar isómeros. La polimerización de la molécula de cloropreno tiene un carácter exotérmico, desprendiendo un calor con unos valores que van desde los 62,8 a los 75,3 kJ por mol.

Cuando se produce una polimerización por emulsión, los monómeros esféricos se dispersan en fase acuosa a través de la superficie activa de algún tipo de agente, el cual por lo general se encuentran con pH de entre 10 y 12. Las polimerizaciones comienzan gracias a un catalizador de radicales libres, produciéndose una reacción de tipo isotérmica, con una temperatura de entre los -20 y los 50ºC, hasta que se llegue a la forma de monómero que se precise o desee. La polimerización parará cuando se acabe con los radicales libres que se encuentren en el medio por añadir una sustancia estabilizante que actúa rápidamente. Después de quitar el monómero que no haya reaccionado, el polímero se pasa a aislar, haciendo que se desestabilice el coloide, se realiza la separación de la fase acuosa y se procede al secado del polímero. El peso molecular con que cuenta el polímero, así como la conformación de éste se afectan cuando aumenta la conversión de las reacciones.

Para polimerizar el cloropreno necesitamos agentes como los emulsificantes, que pueden ser ácidos como el alquil de sulfato, o jabones de tipo catiónico. Para realizar la elección del surfactante debemos saber el tipo de procedimiento de polimerización que se requiera.

Los polímeros que conforman el neopreno por lo general se fabrican utilizando polimerización a través de emulsión en los reactores conocidos como de batch, para seguidamente aislar al polímero a través de procesos de secado con frío. Las polimerizaciones del cloropreno conlleva los pasos idénticos a los de la polimerización a través de emulsión que sufren otro tipos de monómeros, así primeramente se sufre una emulsión, un inicio y una catálisis, seguidamente se trasfiere calor y tiene lugar la conversión del monómero, para posteriormente ser recuperado y aislado.

Ciertas cantidades concretas de azufre se disuelven en el polímero de cloropreno, para poder emulsionar la solución con una fase acuosa con contenido en compuesto del sodio como la sal de sodio o hidróxido sódico. Ambas fases en estado acuoso emulsionan gracias a una bomba de centrifugado, para poder dar a las partículas unas medidas concretas de unos 3 µm de diámetro. Cuando se ha concluido con el proceso de emulsión, la mezcla se transfiere a un polimerizador. Así comienza la polimerización, con una solución en estado acuoso de persulfonato potásico a una temperatura constante de unos 40ºC, a través de la recirculación de sal y con una contante agitación.

Tras la conversión del monómero se procede a medir la densidad que tiene la emulsión. Así se para la polimerización cuando se llega al 91% de la conversión, y se adiciona xileno y un estabilizador plastificante (disulfuro de tetraetiltiurano). La emulsión se transfiere a un filtro vapor para poder coger al monómero que no haya reaccionado, enfriándolo, a una temperatura constante (en torno a 20ºC) por unas ocho horas, con la finalidad de conseguir la estabilidad del polímero, proceso que se conoce como plastificación. Seguidamente al látex alcalino se le baja el pH (alrededor de 5,5 a 5,8) acidificándolo, lo que hace que finalice el proceso de plastificación, y se prepara al látex para aislar el polímero.

El neopreno se aísla del látex a través de procesos de coagulación continuada del polímero, seguido de un lavado y secado. El polímero una vez seco, se corta en tiras y se empaqueta. El buen funcionamiento de este proceso depende en conseguir una buena y completa coagulación de la sustancia látex en poco tiempo a baja temperatura, lo que hace que se forme una película bastante resistente para poder soportar ser lavado y secado. Lo más novedoso del proceso es la creación de procedimientos de polimerización continuada, lo que baja el costo de producción.

Los polímeros de neopreno son característicos por la resistencia que poseen frente a la degradación causada por la acción de factores externos, como el ozono, el sol o el clima. Resiste los daños que puedan causarle la flexión o el pliegue, además cuenta con resistencia frente a productos químicos.

Al neopreno inicialmente se le llamo dupreno, siendo ésta el primer compuesto de goma sintético que se conseguía producir industrialmente. El neopreno se utiliza en gran medida, pues tiene muchos usos diferentes, tan diversos como por ejemplo, un traje de buceo o un aislamiento para la electricidad. Gracias a la inercia química con la que cuenta, es un material de gran utilidad para sellar y como material de fabricación de mangueras, o en para recubrir superficies contra la corrosión. Incluso puede utilizarse como base en la composición de sustancias adhesivas. Las propiedades que presenta el neopreno lo hacen de gran utilidad para aislar la acústica. Su propiedad elástica hace que no sea fácil doblarlo y su buena flexibilidad también hace que se utilice como protector de diferentes objetos. También se utiliza para la fabricación de zapatos de goma, sobretodo aquel tipo de zapatos que requieren de aislante térmico o contra la humedad.

Quizás cuando sentimos hablar de neoprenos siempre nos recordamos de los trajes de submarinismo, y de hecho es un uso amplio en este sector, donde gracias a su capacidad de protección y aislante, variando los grosores del material, sirven para diferentes temperaturas del agua. Cuando estos trajes soportan presiones en torno a los 30 metros de profundidad, sus propiedades de aislación descienden, por lo que se han creado otras variaciones, mejorando las propiedades, mezclando diferentes materiales.

Así hablamos de usos tan variados y amplios como:

-Modelaje para sellar y aplicar en juntas, tubos de agua, en mecánica, etc.

-Mangueras y tubo de todo tipo, desde utilizables en material de laboratorio, hasta de uso doméstico.

-En productos en contacto con agua o que necesitan aislación, como balsas inflables, ropa, zapatos, productos absorbentes, etc.

-Ropa de submarinismo de todo tipo, guantes, gorros, etc.

-Materiales adhesivos, ya sean sólidos como la cinta adhesiva, o líquido como algunos pegamentos.

-protectores de objetos para librarlos de ralladuras o golpes.