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Neopreno

El neopreno (también policloropreno ) es una familia de cauchos sintéticos que se producen por polimerización del cloropreno . [1] El neopreno exhibe una buena estabilidad química y mantiene la flexibilidad en un amplio rango de temperaturas. El neopreno se vende como caucho sólido o en forma de látex y se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones comerciales, como fundas para portátiles , aparatos ortopédicos (muñequeras, rodillas, etc.), aislamiento eléctrico , guantes médicos , elastómeros aplicados en láminas y líquidos. membranas o tapajuntas y correas de ventiladores para automóviles . [2]

Producción

El neopreno se produce mediante la polimerización de cloropreno por radicales libres. En la producción comercial, este polímero se prepara mediante polimerización en emulsión por radicales libres. La polimerización se inicia utilizando persulfato de potasio . Para reticular hebras poliméricas individuales se utilizan nucleófilos bifuncionales, óxidos metálicos (por ejemplo, óxido de zinc) y tioureas . [3]

Historia

El neopreno fue inventado por científicos de DuPont el 17 de abril de 1930, después de que Elmer K. Bolton de DuPont asistiera a una conferencia del padre Julius Arthur Nieuwland , profesor de química de la Universidad de Notre Dame . La investigación de Nieuwland se centró en la química del acetileno y durante el curso de su trabajo produjo divinil acetileno, una gelatina que se endurece hasta formar un compuesto elástico similar al caucho cuando se pasa sobre dicloruro de azufre . Después de que DuPont comprara los derechos de patente de la universidad, Wallace Carothers de DuPont se hizo cargo del desarrollo comercial del descubrimiento de Nieuwland en colaboración con el propio Nieuwland y los químicos de DuPont Arnold Collins , Ira Williams y James Kirby. [6] Collins se centró en monovinil acetileno y le permitió reaccionar con gas cloruro de hidrógeno , fabricando cloropreno . [7]

DuPont comercializó por primera vez el compuesto en 1931 con el nombre comercial DuPrene, [8] pero sus posibilidades comerciales estaban limitadas por el proceso de fabricación original, que dejaba el producto con mal olor. [9] Se desarrolló un nuevo proceso que eliminó los subproductos que causan olores y redujo a la mitad los costos de producción, y la compañía comenzó a vender el material a los fabricantes de productos finales terminados. [9] Para evitar que fabricantes de mala calidad dañen la reputación del producto, la marca DuPrene se limitó a aplicarse únicamente al material vendido por DuPont. [9] Dado que la propia empresa no fabricaba ningún producto final que contuviera DuPrene, la marca registrada fue eliminada en 1937 y reemplazada por un nombre genérico, neopreno, en un intento "de indicar que el material es un ingrediente, no un producto de consumo terminado". ". [10] Luego, DuPont trabajó extensamente para generar demanda para su producto, implementando una estrategia de marketing que incluía la publicación de su propia revista técnica, que publicitaba ampliamente los usos del neopreno, así como la publicidad de productos basados ​​en neopreno de otras empresas. [9] En 1939, las ventas de neopreno generaban ganancias superiores a los 300.000 dólares para la empresa (equivalente a 6.600.000 dólares en 2023). [9]

Aplicaciones

General

Dos modelos de gastadas botas Xtratuf fabricadas con neopreno

El neopreno resiste la degradación más que el caucho natural o sintético . Esta relativa inercia hace que el neopreno sea muy adecuado para aplicaciones exigentes como juntas , mangueras y revestimientos resistentes a la corrosión . [1] Puede usarse como base para adhesivos , aislamiento de ruido en instalaciones de transformadores de potencia y como acolchado en cajas metálicas externas para proteger el contenido y al mismo tiempo permitir un ajuste perfecto. Resiste la quema mejor que los cauchos exclusivamente a base de hidrocarburos , [11] lo que da como resultado su aparición en burletes para puertas cortafuegos y en vestimenta relacionada con el combate, como guantes y máscaras faciales. Debido a su tolerancia a condiciones extremas, el neopreno se utiliza para revestir los vertederos. El punto de combustión del neopreno es de alrededor de 260 °C (500 °F). [12]

En su estado original, el neopreno es un material parecido al caucho muy flexible con propiedades aislantes similares al caucho u otros plásticos sólidos.

La espuma de neopreno se utiliza en muchas aplicaciones y se produce en forma de celdas cerradas o abiertas. La forma de celda cerrada es impermeable , menos comprimible y más cara. La forma de células abiertas puede ser respirable . Se fabrica espumando el caucho con gas nitrógeno , donde las pequeñas burbujas de gas encerradas y separadas también pueden servir como aislamiento. El gas nitrógeno se usa más comúnmente para hacer espuma de espuma de neopreno debido a su inercia, resistencia a las llamas y una amplia gama de temperaturas de procesamiento. [13]

Ingeniería civil

El neopreno se utiliza como componente de los soportes de puentes elastoméricos , para soportar cargas pesadas y al mismo tiempo permitir pequeños movimientos horizontales. [14]

Deportes acuáticos

El neopreno es un material popular en la confección de ropa protectora para actividades acuáticas. El neopreno espumado se usa comúnmente para fabricar botas de pesca con mosca , trajes de neopreno y trajes secos , ya que proporciona un excelente aislamiento contra el frío. La espuma flota bastante y los buzos compensan esto usando pesas. [15] Dado que la espuma de neopreno contiene bolsas de gas, el material se comprime bajo la presión del agua y se vuelve más delgado a mayores profundidades; un traje de neopreno de 7 mm ofrece mucha menos protección contra la exposición bajo 100 pies de agua que en la superficie. Un avance reciente en el neopreno para trajes húmedos es la variedad "súper flexible", que utiliza spandex en el tejido del forro para mayor flexibilidad y elasticidad. [16] [17] Un traje seco es similar a un traje de neopreno, pero utiliza neopreno más grueso y duradero para crear un traje completamente impermeable que es adecuado para usar en aguas extremadamente frías o contaminadas . [ cita necesaria ]

Accesorios de casa

Recientemente, el neopreno se ha convertido en un material favorito para el estilo de vida y otros accesorios del hogar, como fundas para portátiles , soportes para tabletas , controles remotos , alfombrillas para ratón y gamuzas para ciclismo.

Música

El piano Rhodes utilizaba puntas de martillo hechas de neopreno en sus pianos eléctricos, después de cambiar los martillos de fieltro alrededor de 1970. [18]

El neopreno también se utiliza para conos de altavoces y pads de práctica de batería. [19]

Jardinería hidropónica

Los sistemas de jardinería hidropónicos y aireados utilizan pequeños insertos de neopreno para mantener las plantas en su lugar mientras se propagan esquejes o se utilizan vasos de red. Las inserciones son relativamente pequeñas y varían en tamaño de 1,5 a 5 pulgadas (4 a 13 cm). El neopreno es una buena opción para sostener las plantas debido a su flexibilidad y suavidad, lo que permite que las plantas se mantengan seguras en su lugar sin posibilidad de dañar el tallo. Las cubiertas de raíces de neopreno también ayudan a bloquear la entrada de luz a la cámara de raíces de los sistemas hidropónicos, lo que permite un mejor crecimiento de las raíces y ayuda a impedir el crecimiento de algas. [ cita necesaria ]

Mascarilla

Durante la pandemia mundial de COVID-19 , algunos expertos en salud identificaron el neopreno como un material eficaz para fabricar mascarillas faciales caseras. [20] Algunos fabricantes comerciales de mascarillas faciales que utilizan neopreno han afirmado una filtración del 99,9% para partículas tan pequeñas como 0,1 micrones. [21] Se identifica que el tamaño del coronavirus es en promedio de 0,125 micrones. [22]

Otro

Una mujer con mallas de neopreno.

El neopreno se utiliza para máscaras de Halloween y máscaras utilizadas para protección facial, para aislar zócalos de CPU cuando se realiza overclocking extremo a temperaturas bajo cero, para fabricar fundas impermeables para asientos de automóviles, en membranas o tapajuntas de techo elastoméricos líquidos y aplicados en láminas, y en una mezcla de neopreno y spandex. para la fabricación de arneses de posicionamiento de sillas de ruedas .

En los juegos de guerra de mesa, los tapetes de neopreno impresos con hierba, arena, hielo u otras características naturales se han convertido en superficies de juego populares. Son duraderos, firmes y estables, y de apariencia atractiva, y también se ven favorecidos por su capacidad de enrollarse cuando se almacenan, pero quedan planos cuando se desenrollan.

Debido a su resistencia química y durabilidad general, el neopreno a veces se utiliza en la fabricación de guantes para lavavajillas, especialmente como alternativa al látex .

En la moda, el neopreno ha sido utilizado por diseñadores como Gareth Pugh , Balenciaga , Rick Owens , Lanvin y Vera Wang . Esta tendencia, promovida por blogueros de estilo urbano como Jim Joquico de Fashion Chameleon, [23] ganó fuerza y ​​llegó a la moda general alrededor de 2014.

Precauciones

Algunas personas son alérgicas al neopreno, mientras que otras pueden contraer dermatitis por los residuos de tiourea que quedan de su producción.

El acelerador más común en la vulcanización del policloropreno es la etilentiourea (ETU), que ha sido clasificado como una toxina reproductiva . El proyecto de la industria europea del caucho llamado SafeRubber se centró en alternativas al uso de ETU. [24]

Ver también

Referencias

  1. ^ ab Werner Obrecht, Jean-Pierre Lambert, Michael Happ, Christiane Oppenheimer-Stix, John Dunn y Ralf Krüger "Caucho, 4. Cauchos de emulsión" en la Enciclopedia de química industrial de Ullmann, 2012, Wiley-VCH, Weinheim. doi :10.1002/14356007.o23_o01
  2. ^ "Información técnica - Neopreno" (PDF) . Elastómeros de alto rendimiento Du Pont. Octubre de 2003. Archivado desde el original (PDF) el 29 de agosto de 2008 . Consultado el 6 de febrero de 2008 .
  3. ^ Furman, Glenn E. (14 de octubre de 2005). "Polímeros de cloropreno". Enciclopedia de ciencia y tecnología de polímeros . Biblioteca en línea de Wiley. doi :10.1002/0471440264.pst053. ISBN 0471440264.
  4. ^ "Especificaciones del material de caucho neopreno (SBR)". Polímeros exónicos. Archivado desde el original el 26 de febrero de 2019 . Consultado el 15 de mayo de 2019 .
  5. ^ Naebe, Maryam; Robins, Nicolás; Wang, Xungai; Collins, Paul (2013). "Evaluación de las propiedades de rendimiento de los trajes de neopreno" . Actas de la Institución de Ingenieros Mecánicos, Parte P: Revista de Ingeniería y Tecnología Deportiva . 227 (4): 255–264. doi :10.1177/1754337113481967. S2CID  137100596.
  6. ^ Carothers, Wallace H.; Williams, Irak; Collins, Arnold M.; Kirby, James E. (noviembre de 1931). "Polímeros de acetileno y sus derivados. Ii. Un nuevo caucho sintético: cloropreno y sus polímeros". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 53 (11): 4203–4225. doi :10.1021/ja01362a042.
  7. ^ Smith, John K. (enero de 1985). "La invención de diez años: investigación sobre neopreno y Du Pont, 1930-1939". Tecnología y Cultura . 26 (1): 34–55. doi :10.2307/3104528. JSTOR  3104528. S2CID  113234844.
  8. ^ "Neopreno: 1930 - Descripción general". Patrimonio de DuPont . DuPont. Archivado desde el original el 9 de marzo de 2012 . Consultado el 29 de marzo de 2011 .
  9. ^ abcde Hounshell, David A.; Smith, John Kenly (1988). Ciencia y estrategia corporativa: Du Pont R&D, 1902-1980 (Repr. ed.). Cambridge [Cambridgeshire]: Cambridge University Press. págs. 253-257. ISBN 0-521-32767-9.
  10. ^ "Neopreno: 1930 - En profundidad". Patrimonio de DuPont . DuPont. Archivado desde el original el 10 de mayo de 2011 . Consultado el 29 de marzo de 2011 .
  11. ^ "Neopreno - policloropreno". Elastómeros DuPont. Archivado desde el original el 11 de enero de 2008 . Consultado el 9 de abril de 2008 .
  12. ^ "Protección 3E" (PDF) . MSDS.DuPont.com . Consultado el 14 de octubre de 2017 .
  13. ^ Maier, Clive; Calafut, Teresa (1998). "Aditivos". Polipropileno: libro de datos y guía del usuario definitivo . Biblioteca de diseño de plásticos.
  14. ^ Damon Allen.Evaluación de la rigidez de almohadillas de neopreno bajo cargas a largo plazo. Tesis presentada a la Escuela de Graduados de la Universidad de Florida en cumplimiento parcial de los requisitos para el título de Doctor en Filosofía. Universidad de Florida 2008
  15. ^ "Sistemas de peso".
  16. ^ "Forro del traje de neopreno". srface.com . Consultado el 28 de diciembre de 2021 .
  17. ^ "Telas para la cara". PerfectEx.com . 17 de abril de 2020 . Consultado el 28 de diciembre de 2021 .
  18. ^ "El rincón de Steve: puntas de martillo". FenderRhodes.com . Consultado el 14 de octubre de 2017 .
  19. ^ "Cuatro grandes silenciadores de batería". Haciendo musica . 20 de febrero de 2015 . Consultado el 7 de diciembre de 2018 .
  20. ^ "Máscaras faciales contra el coronavirus: lo que debe saber". Web MD . 8 de noviembre de 2019 . Consultado el 17 de junio de 2020 .
  21. ^ "Preguntas frecuentes sobre la máscara RZ". Mascarilla facial RZ . 11 de marzo de 2020 . Consultado el 17 de junio de 2020 .
  22. ^ Fehr, AR; Perlman, S. (12 de febrero de 2015). "Coronavirus: una descripción general de su replicación y patogénesis". Coronavirus . Métodos en biología molecular. vol. 1282, págs. 1–23. doi :10.1007/978-1-4939-2438-7_1. ISBN 978-1-4939-2437-0. PMC  4369385 . PMID  25720466.
  23. ^ "Neopreno: cuando la moda se apoderó de la química". Camaleón de moda .
  24. ^ "Una alternativa más segura para reemplazar los aceleradores a base de tiourea en el proceso de producción de caucho de cloropreno". cordis.europa.eu . Consultado el 11 de noviembre de 2017 .

enlaces externos