Neopreno

El policloropreno es el polímero del cloropreno, el caucho sintético conocida como neopreno.

El neopreno, conocido originalmente como dupreno (duprene en inglés), fue la primera goma sintética producida a escala industrial. Se usa en gran cantidad de entornos.

USOS:

  • En automóviles se usa para sistemas de insonorización y control de vibración.
  • Trajes húmedos de submarinismo.
  • Aislamiento eléctrico y correas para ventiladores de automóviles.
  • Su inercia química le hace útil en aplicaciones como  sellos(o juntas gasckets) y mangueras.
  • Recubrimientos resistentes a la corrosión.
  • Base para  adhesivos.
  • Aislante acústico en transformadores.
  • Su flexibilidad también Le hace apto para diseñar fundas que se ajusten perfectamente al objeto que desea protegerse.
  • Moldeado: juntas, tuberías, sellos mecánicos, correas, propelente sólido, bolas.
  • Extruído: mangueras domésticas, tubos.
  • Láminas: bote inflable, guantes, sacos de dormir, prendas de protección, material absorbente de radar.
  • Espuma: trajes de buceo, guantes, pasamontañas.
  • Adhesivo: cinta adhesiva, para protección y sellar.
  • Fundas protectoras contra rayones y golpes en ordenadores portátiles.

Composición final del polímero

Diferentes análisis con espectrometría de infrarrojo muestran que los productos de la isomerización del cloropreno son:

  • Secuencias lineales de unidades de  trans-2-cloro -2-butadieno.
  • Productos de una polimerización en los carbonos 1,2.
  • Productos de una polimerización en los carbonos 3,4, 5,7.
  • Isómeros derivados de una reacción entre la cabeza (carbono 1) y la cola (carbono 4) de dos monómeros.
  • Isómeros derivados de una adición entre la cabeza de un monómero y la cabeza del otro.
  • Isómeros derivados de una adición entre la cola de un monómero y la cola del otro.

Polimerización del cloropreno con radicales libres

La estructura conjugada del cloropreno es altamente reactiva a un ataque con radicales libres debido a la influencia del átomo de  cloroaltamente electronegativo lo cual facilita la adición de radicales al monómero.

De hecho, la molécula de cloropreno es mucho más reactiva que otras moléculas de dieno u olefinas que prefieren formar isómeros.

La polimerización del cloropreno es exotérmica con un calor de 62,8 a 75,3 kJ/mol.

En una polimerización en emulsión, las esferas de monómero son dispersadas en una fase acuosa por medio de la superficie de algún agente de superficie activa, generalmente el medio se encuentra a  pH10 – 12.

La polimerización es iniciada por medio un catalizador de radicales libres y la reacción ocurre de manera isotérmica generalmente a -20 – 50 °C, hasta que se alcanza la conversión deseada del monómero. Esta conversión deseada se determina midiendo el incremento en la gravedad específica de la emulsión contra alguna correlación empírica de gs vs conversión.

La polimerización se detiene destruyendo los radicales libres presentes por medio de la adición de un estabilizante de acción rápida. Luego de remover el monómero que no ha reaccionado, el polímero es asilado desestabilizando el sistema coloidal, separando la fase acuosa y secando el polímero.

El peso molecular del polímero y la distribución del polímero se ven afectados al incrementar la conversión de la reacción.

Agentes para la polimerización del cloropreno

Los emulsificantes más usados en la polimerización del cloropreno son:

La elección del surfactante depende del tipo de proceso de polimerización que se desee como también de la disponibilidad del surfactante o dependiente también de factores económicos.

Proceso general de fabricación del Policloropreno

Los polímeros de neopreno son principalmente fabricados usando polimerización por emulsión en reactores batch y el polímero es aislado mediante procedimientos de secado en frío.

La polimerización del cloropreno involucra los mismos pasos de la polimerización por emulsión de otros monómeros de dienos, principalmente:

  • Emulsificación
  • Iniciación y catálisis
  • Transferencia de calor
  • Conversión del monómero
  • Recuperación del monómero
  • Aislamiento del monómero

Las cantidades apropiadas de  azufreson disueltas en el cloropreno y la solución se emulsiona en una fase acuosa conteniendo  hidróxido de sodioy la sal de sodio producto de la condensación del ácido naftalensulfonico.

Las dos fases liquidas son emulsionadas mediante recirculación a través de una bomba centrífuga, con el objetivo de darle a las partículas un tamaño de 3 micrómetros de diámetro. Cuando la se ha completado la emulsión, le mezcla se lleva al polimerizador, el cual está enchaquetado y con agitación. La polimerización se inicia con una solución acuosa de persulfonato de potasio. La temperatura se mantiene a 40 °C mediante recirculación de salmuera y control en la velocidad de agitación.

La conversión del monómero es seguida de la medición de la densidad de la emulsión. La polimerización se detiene al 91 por ciento de conversión (densidad de 1,069) añadiendo una solución de xileno y disulfuro de tetraetiltiurano (un plastificante y estabilizador). La emulsión se pasa por un filtro de vapor para recoger el monómero que no ha reaccionado y se enfría entonces a 20 °C, esta temperatura se mantiene durante 8 horas con el fin de estabilizar el polímero (plastificación). Luego el látex alcalino se acidifica a un pH de 5,5 – 5,8. Esto termina la acción plastificadota del disulfuro de tiurano, preparando el  látexpara el asilamiento del polímero.

El neopreno es aislado del látex mediante un procedimiento de coagulación continua de la película de polímero seguida de un lavado y un secado. El polímero seco es seccionado en tiras continuas y empacado. El éxito de este proceso depende de la lograr la completa coagulación del látex en unos pocos segundo a una temperatura de entre -10 °C y -15 °C, lo cual le proporciona a la película suficiente resistencia para soportar el lavado y el secado.

La principal innovación ha sido probablemente el desarrollo de procesos de la polimerización continua, lo cual tiene influencias significativas en el costo de fabricación. En plantas de producción múltiple es preferible usar un proceso por lotes.

Características del polímero

  • Resiste a la degradación a causa del sol, el ozono y el clima.
  • Presenta resistencia aceptable a solventes y agentes químicos.
  • Es resistente a daños causados por la flexión y la torsión.

Las características de los polímeros en general son afectadas por la vulcanización de estos.La estructura del polímero puede ser modificada por copolimerización del cloropreno con azufre ó con 2,3-di cloro-1,3-butadieno.