Neopreno
Neopreno, polímero de cloropreno, policloropreno és una família de cauchos sintètics que es produïxen per polimerisació de cloropreno.[1] El neopreno presenta una bona estabilitat química i manté la flexibilitat en un ampli ranc de temperatures. El nom neopreno és la marca comercial de l'polímero de cloropreno.
El neopreno, cridat originalment dupreno (duprene en anglés), va ser la primera goma sintètica produïda a escala industrial.
El neopreno es ven tant com a caucho sòlit o en forma de làtex, i s'utilisa en una àmplia varietat d'aplicacions, com fongues de portàtil, aparats ortopédicos (nina, genoll, etc.), aïllament elèctric, líquits i fulls o membranes elastoméricas, i tapajuntas i correges de ventilador de l'automòvil.[2] El seu inèrcia química li fa útil en aplicacions com sellantes (o juntes) i en mànegues, aixina com en recobriment resistents a la corrosió. També pot usar-se com a base per a adhesius. Les seues propietats també ho fan útil com aïllant acústic en transformadors. La seua elasticitat fa que siga molt difícil plegar-ho. La seua flexibilitat també ho fa apte per a dissenyar fundes que s'ajusten perfectament a l'objecte que es desija protegir.
Història
[editar | editar còdic]
El neopreno va ser inventat per científics de l'empresa DuPont el 17 d'abril de 1930, en acabant de que Elmer K. Bolton, un empleat de dita empresa, acodira a una conferència de Julius Arthur Nieuwland, un professor de química de l'universitat de Notre Dona'm. Les investigacions de Nieuwland estava basades en la química del acetileno, i durant els seus treballs va obtindre divinilacetileno, un compost que es convertia en un compost elàstic semblant al caucho o goma elàstica, en passar sobre dicloruro de sofre (SCl2). En acabant de que DuPont comprara els drets de la palesa a l'universitat de Notre Dona'm, Wallace Carothers i el mateix Nieuwland varen escomençar a desenrollar una forma d'explotar comercialment el neopreno. Es varen centrar inicialment en el monovinilacetileno i ho varen fer reaccionar en clorur d'hidrogen (HCl), obtenint cloropreno.[3]
DuPont va comercialisar primer el compost en 1931 baix el nom comercial de DuPrene,[4] pero les seues possibilitats comercials estaven llimitades pel procés de fabricació original que deixava en el producte una certa olor.[5] Va ser desenrollat un nou procés que va eliminar els subproductes que causaven la mala olor i que varen reduir a la mitat els costs de producció, i la companyia va començar a vendre el material als fabricants de productes acabats.[5] Per a evitar que fabricants de mala calitat danyaren la reputació del producte, la marca DuPrene es va restringir per a aplicar-se únicament al material venut per DuPont.[5] Ya que la pròpia empresa no fabricava tots els productes finals que contingueren DuPrene, la marca va ser retirada en 1937 i reemplaçar-la per un nom genèric, neopreno, en un intent «de resaltar que el material era un ingredient, no un producte de consum final».[6] DuPont va treballar llavors en generar demanda per al seu producte, aplicant una estratègia de màrqueting que incloïa la publicació de la seua pròpia revista tècnica, la difusió publicitària dels usos del neopreno, aixina com de ser productes a pur de neopreno en la publicitat d'atres companyies.[5] En 1939, les vendes de neopreno estaven generant guanys de més de 300 000 dólars per a l'empresa.[5]
Producció
[editar | editar còdic]
El neopreno es produïx per polimerisació dels radicals lliures del cloropreno. Ho usen els surfistes molt a sovint. En la producció comercial, este polímero es prepara per polimerisació per emulsió de radicals lliures en reactors batch i aïllament de l'polímero per mig de procediments de secat en fret. La polimerisació s'inicia en persulfato de potassi. S'utilisen per a reticular bri d'polímero individuals nucleófilos bifuncionales, òxits metàlics (per eixemple òxit de zinc) i tioureas.[7]
La polimerisació del cloropreno involucra els mateixos passos que la polimerisació per emulsió d'atres monòmers de dienos, principalment:
- emulsificación
- iniciació i catálisis
- transferència de calor
- conversió del monòmer
- recuperació del monòmer
- aïllament del monòmer
Emulsificación
[editar | editar còdic]Es dissolen cantitats apropiades de sofre en el cloropreno i la solució es emulsiona en una fase acuosa que conté hidròxit de sodi i la sal de sodi producte de la condensació del àcit naftalensulfonico. Les dos fases líquides són emulsionadas per mig d'recirculación a través d'una bomba centrífuga, en l'objectiu de donar-li a les partícules un tamany de 3 micrómetros de diàmetro.
Els emulsificantes més usats en la polimerisació del cloropreno són:
- àcit del tipo de alquil sulfat o alquil sulfonato,
- sabons catiónicos com el bromato de cetilpiridinio.
L'elecció del surfactante depén del tipo de procés de polimerisació que es desige com també de la disponibilitat del surfactante o dependent també de factors econòmics.
Polimerisació
[editar | editar còdic]Quan s'ha completat l'emulsió, la mescla es du al polimerizador, el qual està enchaquetado i en agitació. La polimerisació s'inicia en una solució acuosa de persulfonato de potassi. La temperatura es manté a 40 °C per mig d'recirculación de salmorra i control en la velocitat d'agitació.
La conversió del monòmer és seguida per mig de la medició de la densitat de l'emulsió. La polimerisació es deté al 91 % de conversió (densitat d'1,069 kg/l) afegint una solució de xileno i disulfuro de tetraetiltiurano (un plastificante i estabilisador).
L'estructura conjugada del cloropreno és altament reactiva a un atac en radicals lliures per l'influència de l'àtom de clor, altament electronegativo, la qual cosa facilita l'adició de radicals al monòmer. De fet, la molècula de cloropreno és molt més reactiva que atres molècules de dieno o olefina que preferixen formar isòmers. La polimerisació del cloropreno és exotèrmica en una calor de reacció de 62,8 a 75,3 kJ/mol.
En una polimerisació en emulsió, les esferes de monòmer són dispersades en una fase acuosa per mig de la superfície d'algun surfactante, generalment el mig es troba a pH 10-12.
La polimerisació és iniciada per mig un catalisador de radicals lliures i la reacció ocorre de manera isotèrmica generalment a -20 – 50 °C, fins que s'alcança la conversió desijada del monòmer. Esta conversió desijada es determina medint l'increment en la gravetat específica de l'emulsió contra alguna correlació empírica de gs vs conversió.
La polimerisació es deté destruint els radicals lliures presents per mig de l'adició d'un estabilizante d'acció ràpida. Després de remoure el monòmer que no ha reaccionat, l'polímero és asilat desestabilisant el sistema coloidal, separant la fase acuosa i secant l'polímero. La distribució de pesos moleculars de l'polímero varia en incrementar la conversió de la reacció.
Separació del producte
[editar | editar còdic]Esta emulsió es passa per un filtre de vapor per a arreplegar el monòmer que no ha reaccionat i es gela llavors a 20 °C, esta temperatura es manté durant huit hores en la finalitat d'estabilisar l'polímero (plastificació). Després el làtex alcalino es acidifica a un pH de 5,5-5,8. Açò termina l'acció plastificadora del disulfuro de tiurano, preparant el làtex per a l'aïllament de l'polímero.
El neopreno és aïllat del làtex per mig d'un procediment de coagulació contínua de la película d'polímero seguida d'un llavat i un secat. L'polímero sec és seccionat en tires contínues i empacado. L'èxit d'este procés depén de conseguir la completa coagulació del làtex en uns pocs segons a una temperatura d'entre –10 °C i –15 °C, la qual cosa li proporciona a la película suficient resistència per a soportar el llavat i el secat.
La principal innovació ha segut provablement el desenroll de processos de polimerisació contínua, la qual cosa té influències significatives en el cost de fabricació. En plantes de producció múltiple és preferible usar un procés per lots.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Obrecht, Werner; Jean-Pierre Lambert, Michael Happ, Christiane Oppenheimer-Stix, John Dunn i Ralf Krüger "Rubber, 4. Emulsion Rubbers". En Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2012, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.o23_o01
- ↑ «Technical information — Neoprene» (PDF). Du Pont Performance Elastomers. Archivat des d'el original, el 18 de novembre de 2017. Consultat el 16 de juny de 2016.
- ↑ Smith, John K. The Tingues-Year Invention: Neoprene and Du Pont Research, 1930–1939. Technology and Culture 26(1):34-55 January 1985
- ↑ «Neoprene : 1930 - Overview». DuPont Heritage. DuPont. Archivat des d'el original, el 9 de març de 2012. Consultat el 29 de març de 2011.
- ↑ 5,0 5,1 5,2 5,3 5,4 (1988) Science and Corporate Strategy: Du Pont R&D, 1902-1980, Repr. edició, Cambridge [Cambridgeshire]: Cambridge University Press, pp. 253-257. ISBN 0-521-32767-9.
- ↑ «Neoprene: 1930 - In Depth». DuPont Heritage. DuPont. Archivat des d'el original, el 10 de maig de 2011. Consultat el 29 de març de 2011. «"to signify that the material is an ingredient, not a finished consumer product".»
- ↑ Erro en la seqüencia d'órdens: no existix el mòdul «Citas».
- Este artícul conté una traducció derivada de «Neopreno» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.