Vulcanització

Pilota d'hoquei sobre patins fabricada de cautxú vulcanitzat.

La vulcanització és un procés químic exclusiu de la producció de cautxús o elastòmers. Es tracta d'una sèrie de reaccions que afigen enllaços covalents entre les diferents cadenes que formen l'estructura polimèrica. S'incorporen additius que modifiquen el polímer per formació de ponts de reticulació química o crosslinks entre cadenes individuals de polímers.

Els principals canvis que sofreix el material són un augment de les qualitats mecàniques i una major resistència a'envelliment, ja que es veu disminuït en gran part el nombre de dobles enllaços a l'estructura. En resum el material després de l'entrecreuament presenta una major durabilitat.

A escala industrial els agents vulcanitzants s'incorporen abans de les etapes de conformació (injecció, laminat...) però la vulcanització vindrà després d'aquests i tindrà com a resultat el producte finalitzat.

Procés

El procés de vulcanització canvia segons la naturalesa dels elastòmers.

Vulcanització tradicional

Aquest procés només és possible en elastòmers diolefínics, és a dir, en aquells que presenten dobles enllaços en la seua estructura després de la polimerització. Com agent vulcanitzant s'utilitza sofre o clorur de sofre en un 0,5-5% en pes.

Reacció de vulcanització de l'isoprè amb sofre

Vulcanització per peròxids

Aquest procés es realitza amb l'objectiu de crear l'entrecreuament entre les cadenes d'elastòmers que no disposen de dobles enllaços després de la polimerització (cautxús monoolefínics). Els agents vulcanitzants són peròxids.

En aquest cas el peròxids que són compostos amb una estabilitat química molt baixa es desintegren generant radicals lliures. Aquests ataquen les cadenes tot arrancant àtoms d'hidrogen i hi generen centres reactius a l'estructura que podran anar enllaçant-se entre cadenes.

Es tracta d'un procés molt econòmic, ja que no requereix cap tipus d'additiu.

El cautxú

Potser l'exemple més proper és la vulcanització del cautxú per obtenir làtex: L'any 1839, l'inventor nord-americà Charles Goodyear va descobrir que el cautxú adquireix més elasticitat i major resistència als canvis de temperatura si se'l cou amb sofre; aquest procés es coneix amb el nom de vulcanització.

Bibliografia

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Vulcanització

• Raimond B. Seymour, Charles E. Carraher. Introducción a la química de polímeros. Barcelona 1995, Editorial Reverté.