Palabras Claves
entrecruzamiento,
entropía
Elastómero es una elegante palabra que significa simplemente "caucho". Entre los polímeros que son elastómeros se encuentran el poliisopreno o caucho natural, el polibutadieno, el poliisobutileno, y los
poliuretanos.
La particularidad que destaca a los elastómeros es su facilidad para rebotar. Pero decir "que rebotan" es poco preciso. Seamos más específicos. Lo particular de los elastómeros es que pueden ser estirados hasta muchas veces su propia longitud, para luego recuperar su forma original sin una deformación permanente.
¿Pero Por Qué?
¡Poniendo a Trabajar a la Entropía!
Entropía significa desorden. Todas las cosas en nuestro universo son propensas a la entropía y tienden a desordenarse. Eso explica porqué mantener desarreglada nuestra habitación es más fácil que mantenerla prolija. Esta perra se llama Entropía, nombre francamente apropiado, ya que corre alocada detrás de cualquier humano que la deje entrar en su casa. Las moléculas poliméricas son iguales. Las que conforman una porción de caucho, cualquier clase de caucho, no tienen ningún orden. Se enrollan y se enredan entre ellas, formando un gran revoltijo. Eso es lo que les gusta hacer.
Pero si estiramos esa porción de caucho, todo cambia. Las moléculas son forzadas a alinearse en la dirección en la que se está produciendo el estiramiento. Cuando lo hacen, se vuelven más ordenadas. Si usted estira lo suficiente, las cadenas se alinearán tanto como para cristalizar. Claro que así no se encuentran cómodas. Recuerde, a ellas les gusta la entropía (estar desordenadas).
Pero cuando usted afloja la presión y deja de estirar, las moléculas volverán rápidamente a su estado enredado y desordenado. Lo hacen para retornar a un estado de entropía, porque es así como les gusta permanecer. Cuando esto sucede, el trozo de caucho recupera su forma original.
¿Vidrio o Caucho?
Obviamente, no todos los polímeros amorfos son elastómeros. Algunos son termoplásticos. ¿Por qué? Que el polímero amorfo sea un termoplástico o un elastómero, depende de su temperatura de transición vítrea, o Tg.
Esta es la temperatura por encima de la cual un polímero se vuelve blando y dúctil, y por debajo de la cual se vuelve duro y quebradizo, como el vidrio. Si un polímero amorfo tiene una Tg por debajo de la temperatura ambiente, será un elastómero, porque es blando y elástico a temperatura ambiente. Si un polímero amorfo tiene una Tg por encima de la temperatura ambiente, será un termoplástico, ya que a dicha temperatura es duro y quebradizo. De modo que, por regla general para los polímeros amorfos, tenemos que los elastómeros poseen bajas Tg y los termoplásticos poseen altas Tg. (Pero cuidado, ésto sólo es aplicable para polímeros amorfos, no para polímeros cristalinos.)
Una Molécula Puede Hacer Mucho
Para facilitar aún más que los elastómeros recuperen su forma original, resulta útil entrecruzarlos. De este modo, se forman enlaces covalentes entre las diferentes cadenas poliméricas, uniéndolas en una única molécula reticulada. ¡Así es, la mayoría de los objetos hechos de caucho contienen una sola molécula! Cuando las cadenas poliméricas se encuentran unidas de esta forma, resulta aún más difícil estirarlas, por lo tanto retornan más fácilmente a su forma original.
Pero esto hace que los elastómeros sean difíciles de reciclar. Piénselo. ¿Cómo se hace para fundir una sola molécula? Para hacer que los elastómeros sean reciclables, necesitamos encontrar un modo de mantener las moléculas unidas mientras el caucho se está utilizando y que luego permita que las mismas se separen cuando el caucho se procesa. La respuesta está en lo que llamamos un elastómero termoplástico.
Copyright ©1995,1996
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Departmento de Ciencia de Polímeros
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Universidad del Sur de Mississippi
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