La ebonita es el nombre comercial de un material conocido genéricamente como caucho duro , obtenido mediante la vulcanización del caucho natural durante períodos prolongados. La ebonita puede contener entre un 25% y un 80% de azufre y aceite de linaza . [1] [2] Su nombre proviene de su uso previsto como sustituto artificial de la madera de ébano . El material también se ha denominado vulcanita , [3] aunque ese nombre se refiere formalmente al mineral vulcanita .
El hermano de Charles Goodyear , Nelson Goodyear, experimentó con la química de los compuestos de ebonita. En 1851, utilizó óxido de cinc como relleno. [4] Hugh Silver fue el responsable de darle su nombre. [5]
El porcentaje de azufre y las temperaturas aplicadas y la duración de la vulcanización son las principales variables que determinan las propiedades técnicas del elastómero de polisulfuro de caucho duro . La reacción que se produce es básicamente la adición de azufre en los dobles enlaces, formando estructuras de anillo intramoleculares, por lo que una gran parte del azufre está altamente reticulado en forma de adición intramolecular. Como resultado de tener un contenido máximo de azufre de hasta el 40%, se puede utilizar para resistir la hinchazón y minimizar la pérdida dieléctrica. Las propiedades mecánicas más fuertes y la mayor resistencia al calor se obtienen con contenidos de azufre de alrededor del 35%, mientras que la mayor resistencia al impacto se puede obtener con un contenido de azufre menor del 30%. La rigidez del caucho duro a temperatura ambiente se atribuye a las fuerzas de van der Waals entre los átomos de azufre intramoleculares. El aumento de la temperatura aumenta gradualmente las vibraciones moleculares que superan las fuerzas de van der Waals, lo que lo hace elástico. El caucho duro tiene una densidad dependiente de la mezcla de contenido de alrededor de 1,1 a 1,2. Cuando se recalienta, el caucho endurecido presenta un efecto de memoria de forma y se puede volver a moldear con relativa facilidad dentro de ciertos límites. Según el porcentaje de azufre, el caucho endurecido tiene una temperatura de transición termoplástica o de ablandamiento de 70 a 80 °C (158 a 176 °F).
El material es frágil, lo que genera problemas en su uso, por ejemplo, en cajas de baterías, donde la integridad de la caja es vital para evitar fugas de ácido sulfúrico . En la actualidad, se ha sustituido generalmente por polipropileno relleno de negro de carbono .
Bajo la influencia de la porción ultravioleta de la luz del día, el caucho duro se oxida. La exposición posterior a la humedad une el agua con el azufre libre en la superficie, creando sulfatos y ácido sulfúrico en la superficie que son muy higroscópicos . Los sulfatos condensan el agua del aire, formando una película hidrófila con características de humectabilidad favorables en la superficie. [6] Estos procesos de envejecimiento decolorarán gradualmente la superficie de verde grisáceo a marrón y causarán un rápido deterioro de la resistividad eléctrica de la superficie.
La ebonita contaminada era problemática cuando se utilizaba en electrónica. Durante su fabricación, la ebonita se enrollaba entre láminas de metal, que se desprendían dejando restos de metal. Para su uso en electrónica, la superficie se pulía para eliminar estas partículas metálicas. [7]
El caucho duro se utilizó en bolas de bolos a principios del siglo XX ; sin embargo, se eliminó gradualmente a favor de otros materiales (el nombre Ebonite permanece como nombre comercial para uno de los principales fabricantes de bolas de polímero). [8] Se ha utilizado en enchufes eléctricos, boquillas de pipas de tabaco (en competencia con Lucite ), carretes de pesca, discos de hockey , cuerpos de pluma estilográfica [9] [10] y alimentadores de plumín, boquillas de saxofón y clarinete , así como clarinetes completos estables a la humedad. [11] [ mejor fuente necesaria ] El caucho duro se ve a menudo como el material de las ruedas en las ruedas giratorias . También se usa comúnmente en las aulas de física para demostrar la electricidad estática , porque está en o cerca del extremo negativo de la serie triboeléctrica . [ cita requerida ]
Durante años se utilizó caucho duro en las carcasas de las baterías de los automóviles, lo que hizo que el negro se estableciera como su color tradicional incluso mucho después de que se sustituyeran por plásticos modernos más resistentes como el polipropileno . Se utilizó durante décadas en peines para el cabello fabricados por Ace, ahora parte de Newell Rubbermaid , aunque se sabe que los modelos actuales se producen únicamente con plásticos. [12]
La ebonita se utiliza como revestimiento anticorrosivo para diversos recipientes (principalmente de almacenamiento) que contienen ácido clorhídrico diluido . Forma burbujas cuando se almacena ácido fluorhídrico a temperaturas superiores a la temperatura ambiente o durante períodos prolongados. [13]
