Observación y medición de caucho utilizando un Microscopio Digital
El caucho es un compuesto de polímero elástico que se utiliza en diversas industrias, como los neumáticos, mangueras y correas. En esta sección se presentan ejemplos de observación y medición del caucho utilizando un Microscopio Digital.
- Diferencias entre los cauchos naturales y los sintéticos
- Características de los cauchos naturales y sintéticos
- Tipos, características y aplicaciones del caucho sintético típico
- Categorías de caucho basadas en la forma
- Dureza del caucho
- Ejemplos de observación y medición del caucho con un Microscopio Digital
Diferencias entre los cauchos naturales y los sintéticos
- Caucho natural
-
Los productos de caucho fabricados mediante la vulcanización* del caucho crudo —la savia seca del árbol del caucho (látex)— se clasifican como caucho natural (NR).
- * Vulcanización:
- Se agrega azufre al caucho crudo y se calienta para provocar la unión intermolecular, lo que mejora la elasticidad y la resistencia del caucho. Desde que fue descubierto accidentalmente en 1839 por el estadounidense Charles Goodyear, el caucho se ha convertido en un material industrializado.
- Caucho sintético
- “Caucho sintético” es un término genérico para el caucho que se ha sintetizado químicamente a partir del petróleo. Hay más de 100 tipos de caucho sintético elaborados a partir de diversas materias primas. Desarrollado durante la Segunda Guerra Mundial, el caucho sintético es un producto relativamente nuevo. Debido a que el caucho natural, producido principalmente en el sudeste asiático, era difícil de obtener en los Estados Unidos y Alemania, ambos países comenzaron a producir caucho sintético a nivel nacional. Desde entonces, su uso se ha generalizado.
Características de los cauchos naturales y sintéticos
El caucho natural representa alrededor del 40% del uso mundial y el sintético representa el 60% restante. Cada uno de ellos se utiliza en función de la aplicación.
Caucho natural
- Ventajas
- La alta elasticidad y la resistencia al desgarro del caucho natural lo convierten en una opción común para los neumáticos de gran tamaño para camiones y autobuses, y otras aplicaciones industriales.
- Desventajas
- El caucho natural tiene poca resistencia a la intemperie, el calor y el aceite, por lo que es vulnerable a la luz, el calor, la lluvia y otros entornos.
Caucho sintético
- Ventajas
- En comparación con el caucho natural, el caucho sintético tiene menos impurezas y ofrece una mayor estabilidad de rendimiento. Cambiar la composición de las materias primas hace posible producir caucho con una variedad de propiedades, como una alta resistencia al calor, a los productos químicos o a la abrasión.
- Desventajas
- El caucho sintético tiene una elasticidad y una resistencia al desgarro inferiores a las del caucho natural.
Tipos, características y aplicaciones del caucho sintético típico
El caucho sintético se puede clasificar generalmente como caucho de uso general o caucho especial. Las denominaciones, características y aplicaciones típicas son las siguientes.
Caucho de uso general
- Caucho de isopreno (IR)
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Con casi las mismas propiedades que el caucho natural, el caucho de isopreno tiene buen color y poco olor, y no requiere ninguna retención de calor incluso a bajas temperaturas. Sin embargo, el caucho natural ofrece una mejor resistencia a la intemperie y al calor.
- Aplicaciones:
- Se utiliza comúnmente para neumáticos de automóviles y aviones, cintas transportadoras y raquetas de tenis de mesa con color añadido.
- Caucho de estireno-butadieno (SBR)
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El caucho de estireno-butadieno es el más producido para usos generales y ofrece una mejor resistencia a la abrasión y al envejecimiento que el caucho natural. Sin embargo, debido a su escasa resistencia al aceite, no es adecuado para juntas tóricas y empaques.
- Aplicaciones:
- Se utiliza comúnmente para neumáticos de automóviles, suelas de zapatos y baldosas.
- Caucho de butadieno (BR)
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El caucho de butadieno es el segundo tipo de caucho más producido después del caucho de estireno-butadieno. Ofrece mayor elasticidad y resistencia a la abrasión que el caucho natural. Sin embargo, debido a su escasa resistencia al aceite, no es adecuado para juntas tóricas y empaques.
- Aplicaciones:
- Se utiliza comúnmente para neumáticos de automóviles, correas de caucho y mangueras. También es la principal materia prima del plástico ABS (acrilonitrilo butadieno estireno).
Caucho especial
- Caucho de nitrilo (NBR)
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El caucho de nitrilo es altamente resistente al aceite, la abrasión y el envejecimiento, y se utiliza ampliamente para caucho resistente al aceite.
- Aplicaciones:
- Se utiliza comúnmente para juntas tóricas, empaques, juntas y sellos.
- Caucho de cloropreno (CR)
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El caucho de cloropreno ofrece una excelente resistencia al calor, la intemperie, el ozono y las llamas.
- Aplicaciones:
- Se utiliza comúnmente como material de revestimiento para correas, mangueras, alambres y cables de automóviles, y también se emplea en adhesivos y pinturas debido a su gran capacidad de adhesión.
- Caucho butílico (IIR)
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El caucho de butilo ofrece una gran resistencia al calor, a las vibraciones y a los productos químicos, además de excelentes propiedades de aislamiento eléctrico.
- Aplicaciones:
- Se utiliza comúnmente para las cámaras de los neumáticos debido a la baja permeabilidad al gas del caucho, como material de insonorización para equipos de audio y como material de revestimiento para cables eléctricos.
- Caucho de etileno-propileno (EPM/EPDM)
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El caucho de etileno-propileno ofrece una gran resistencia al envejecimiento, a la intemperie, al ozono y al deterioro cuando se utiliza en exteriores. Sin embargo, la resistencia al aceite es muy baja.
- Aplicaciones:
- Comúnmente utilizado para piezas automotrices (mangueras de radiador, correas, etc.), revestimiento para cables eléctricos y materiales de construcción.
- Caucho acrílico (ACM)
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Además de una excelente resistencia al calor, a la intemperie y al ozono, el caucho acrílico también ofrece una alta resistencia al aceite a altas temperaturas. Sin embargo, la resistencia al frío y a los productos químicos es baja.
- Aplicaciones:
- Se utiliza comúnmente para mangueras de aceite de automóviles, juntas y sellos.
- Caucho de silicona (Q)
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A pesar de su baja resistencia mecánica y a la tracción, el caucho de silicona ofrece una altísima resistencia al frío y al calor, a la intemperie y al ozono, además de unas altas propiedades de aislamiento eléctrico.
- Aplicaciones:
- Se utiliza comúnmente para envases/contenedores de alimentos y productos médicos debido a que es inocuo para el cuerpo y altamente resistente al calor.
- Caucho fluorado (FKM)
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El caucho fluorado es extremadamente resistente al calor y a los productos químicos, pero es muy caro.
- Aplicaciones:
- Se utiliza comúnmente para equipos y componentes de equipos alimentarios y farmacéuticos.
- Caucho de uretano (U)
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El caucho de uretano ofrece una excelente resistencia a la tracción y un excelente rendimiento de carga, así como una alta resistencia al aceite y a la abrasión. Sin embargo, la resistencia al calor y al agua son bajas.
- Aplicaciones:
- Se utiliza comúnmente para componentes que soportan objetos pesados, incluidos neumáticos, suelas de zapatos y rodillos.
Categorías de caucho basadas en la forma
- Hojas
- El caucho se puede procesar en láminas.
Esta forma se utiliza luego para su transformación en juntas, empaques y sellos. - Espuma
- El caucho se puede mezclar con un agente espumante para transformarlo en una estructura porosa (esponja).
Hay dos tipos principales de espumas.
Dureza del caucho
Se utiliza una escala de dureza de 0 a 100 para indicar la dureza del caucho, siendo 0 la más blanda y 100 la más dura.
- a: Malvavisco
- b. Caramelo de goma
- c: Neumático
- d: Bola de béisbol
- e: Pelota de golf
Ejemplos de observación y medición del caucho con un Microscopio Digital
A continuación, se presentan los últimos ejemplos de observación y medición de caucho utilizando el Microscopio Digital 4K Serie VHX de KEYENCE.
Imagen de modo óptico efecto de sombra
El Modo óptico efecto de sombra se puede utilizar para visualizar pequeñas irregularidades en la superficie de caucho negro.
Imagen 3D
El uso de la obtención de imágenes en 3D permite visualizar las irregularidades en la superficie del caucho blanco.
Imagen de mapa de color del modo óptico efecto de sombra
Las imágenes del mapa de color permiten visualizar las condiciones de desgaste de la correa.
ZS-20, 30×, imagen de medición automática de área
La función de medición automática del área permite cuantificar el deterioro del caucho.
Imagen de medición automática del área
La función de medición automática del área permite cuantificar las partículas de caucho.
ZS-200, 200×, iluminación anular + HDR
La función HDR permite la observación detallada de las secciones transversales de la espuma de poliuretano.
