¿Qué es el neopreno? Producción y Aplicaciones

El Neopreno o policloropreno es una familia de cauchos sintéticos que se producen por polimerización del cloropreno. El neopreno, generalmente, tiene una buena estabilidad química y mantiene la flexibilidad en un amplio rango de temperaturas. El neopreno es un químico artificial que se utiliza como sucedáneo del caucho.

Su fórmula química es C4H5CL y posee características muy similares a las del caucho natural, que puede incluso cumplir las mismas funciones. El neopreno, conocido originalmente como dupreno fue la primera goma sintética producida a escala industrial.neopreno

El Neopreno fue creado por vez primera por un grupo de científicos de una empresa comercial denominada DuPont, después de que uno de sus empleados asistiera 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.

Esta empresa DuPont, se interesó por estos hallazgos, logrando obtener 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.

Todos los polímeros del neopreno se preparan por polimerización en emulsiones de radicales libres.

El neopreno es incoloro y con un color parecido al del éter.

El neopreno se caracteriza por su inercia química. Lo que quiere decir que tiene poca tendencia a reaccionar con otras sustancias químicas. Su inercia química se debe a que posee estabilidad molecular, por lo que cuenta con fuertes energías de enlace.

Producción del Neopreno

El neopreno se produce por polimerización de los radicales libres del cloropreno. En la producción comercial, este polímero se prepara por polimerización por emulsión de radicales libres en reactores batch y aislamiento del polímero mediante procedimientos de secado en frío.

La polimerización se inicia con persulfato de potasio. Se utilizan para reticular hebras de polímeros individuales nucleófilos bifuncionales, óxidos metálicos (por ejemplo óxido de zinc) y tioureas.

La polimerización del cloropreno involucra los mismos pasos que la polimerización por emulsión de otros monómeros de dienos, principalmente:Producción del Neopreno

  • Emulsificación
  • Iniciación y catálisis
  • Transferencia de calor
  • Conversión del monómero
  • Recuperación del monómero
  • Aislamiento del monómero

Emulsificación del Neopreno

Los emulsificantes más usados en la polimerización del cloropreno son:

  1. Ácidos del tipo de alquil sulfato o alquil sulfonato
  2. Jabones catiónicos como el bromato de cetilpiridinio.

La escogencia del surfactante depende del tipo de proceso de polimerización que se desee como también de la disponibilidad del surfactante o dependiente también de factores económicos.

Polimerización del Neopreno

La estructura conjugada de del cloropreno es altamente reactiva a un ataque con radicales libres debido a la influencia del átomo de cloro altamente electronegativo lo cual facilita la adición de radicales al monómero. La polimerización del cloropreno es exotérmica con un calor de 62,8 a 75,3 kJ/mol.

En una polimerización en emulsión, las esferas de monómero son dispersadas en una fase acuosa por medio de la superficie de algún agente de superficie activa, generalmente el medio se encuentra a PH 10 – 12.

La polimerización es iniciada por medio un catalizador de radicales libres y la reacción ocurre de manera isotérmica generalmente a -20 – 50 °C, hasta que se alcanza la conversión deseada del monómero. Esta conversión deseada se determina midiendo el incremento en la gravedad específica de la emulsión contra alguna correlación empírica de gs vs conversión.

La polimerización se detiene destruyendo los radicales libres presentes por medio de la adición de un estabilizante de acción rápida. Luego de remover el monómero que no ha reaccionado, el polímero es asilado desestabilizando el sistema coloidal, separando la fase acuosa y secando el polímero. El peso molecular del polímero y la distribución del polímero se ven afectados al incrementar la conversión de la reacción.Polimerización del Neopreno

Separación del producto del Neopreno

La emulsión se transfiere por un filtro de vapor para recoger el monómero que no ha reaccionado y se enfría entonces a 20 °C, esta temperatura se mantiene durante ocho horas con el fin de estabilizar el polímero (plastificación). Inmediatamente el látex alcalino se acidifica a un pH de 5,5-5,8. Esto termina la acción plastificadora del disulfuro de tiurano, preparando el látex para el aislamiento del polímero.

El neopreno es aislado del látex mediante un procedimiento de coagulación continua de la película de polímero seguida de un lavado y un secado. Una vez seco, el polímero es seccionado en tiras continuas y empacado. Para el éxito de este proceso es fundamental lograr la completa coagulación del látex en unos pocos segundos a una temperatura de entre –10 °C y –15 °C, lo cual proporcionará a la película suficiente resistencia para soportar el lavado y el secado.

Vulcanización del polímero

Los óxidos metálicos son necesarios pero no suficientes para la vulcanización. Estos únicamente facilitan el control de la vulcanización y permiten alcanzar un buen grado de esta.

El efecto de la temperatura en la vulcanización  muestra una relación constante con la energía de activación de 126 kJ/mol para un curado a 175°C en la presencia o no de un acelerador orgánico. Debajo de esa temperatura y con la presencia de un acelerador, la energía de activación es de sólo 42 kJ/mol.

Se cree que los aceleradores orgánicos usados durante el curado del Policloropreno operan de dos mecanismos. Uno de estos mecanismos es por medio de la dialcanización de las unidades activas de cloro en los polímeros y el segundo mecanismo se propuso para explicar la vulcanización con tioúreas como la etilentioúrea, que es de uso muy común.

Características del polímero

  • Resiste a la degradación a causa del sol.
  • Tiene una alta resistencia al ozono.
  • Presenta resistencia aceptable a solventes y agentes químicos.
  • Resiste las inclemencias del clima y la torsión.
  • Tiene buena flexibilidad.
  • Sus propiedades hacen que no se distorsione con la flexión.Aplicaciones del Neopreno

Aplicaciones del Neopreno

El neopreno puede ser utilizado en varias industrias y aplicaciones, como son:

  • Fabricación de trajes húmedos de submarinismo.
  • Aislamientos eléctricos.
  • Bandas para ventiladores de automóviles.
  • Su inercia química le hace útil en aplicaciones como sellos (o juntas) y mangueras, así como en recubrimientos resistentes a la corrosión.
  • También puede usarse como base para adhesivos.
  • Sus propiedades también le hacen útil como aislante acústico en transformadores.
  • Su elasticidad hace que sea muy difícil plegarlo.
  • Su flexibilidad también le hace apto para diseñar fundas que se ajusten perfectamente al objeto que desea protegerse.
  • Tubos para laboratorio.
  • Guantes.
  • Otra de las utilidades y de los usos de neopreno es el de apoyo elastomérico. Para lo que se emplea en la construcción de puentes y otros elementos.
  • Las características de resistencia y flexibilidad le permiten actuar como amortiguador para el soporte del tráfico que rueda sobre los puentes.