Los aceleradores de vulcanización

El proceso de vulcanización es un proceso mediante el cual se calienta el caucho crudo en presencia de azufre, con el fin de volverlo más duro y resistente al calor. El resultado final es que las moléculas elásticas de caucho quedan unidas entre sí a una mayor o menor extensión. Esto forma un caucho más estable, duro, mucho más durable, más resistente al ataque químico y sin perder la elasticidad natural.

Los agentes vulcanizantes son sustancias que llevan a cabo el proceso de vulcanización (también llamado proceso de curado, entrecruzamiento, o reticulación). Los más importantes agentes son azufre, donadores de azufre como son los sulfuros de tiuramio, tetrasulfuros de tiuramio, peróxidos y algunos óxidos metálicos.

La vulcanización modifica de manera más o menos considerable las propiedades de un hule. Este proceso es posible, porque la estructura del caucho tiene lo que se llama dobles enlaces situados a intervalos a lo largo de la cadena, en lugar de enlaces simples normales, entre átomos de carbono. La mitad de un enlace doble es puede romper para aportar un punto de enlace para el azufre, quedando la otra mitad todavía para preservar la continuidad de la cadena.

Algunos cauchos sintéticos no tienen dobles enlaces y por lo tanto no pueden ser vulcanizados solamente con azufre. Estos se conocen como cauchos saturados y en ellos el enlace cruzado tiene que ser provocado mediante utilización de otros productos químicos más reactivos como son los peróxidos

Los aceleradores de la vulcanización juegan un papel importante debido a que el caucho natural solo con azufre requiere de tiempos largos y temperaturas altas para su vulcanización, por lo que los aceleradores de vulcanización nos dan menores tiempos y temperaturas de vulcanización, además la cantidad de azufre necesaria para la vulcanización se reduce y las propiedades mejoran.

Los aceleradores de vulcanización se clasifican de acuerdo al grupo químico al que pertenecen en:

Micro es una empresa que produce y comercializa hulequímicos, insumos químicos y otros productos para satisfacer las necesidades de los mercados nacionales e internacionales. Sus productos destacados incluyen los aceleradores y ultraaceleradores para la vulcanización, necesarios en la elaboración de productos como llantas, mangueras, recubrimientos de cables, globos, suelas, sellos y empaques, entre otros. Tanto en hules naturales, sintéticos y látex.

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Los aceleradores y ultra-aceleradores para vulcanización

En 1839, Charles Goodyear, descubrió el proceso de vulcanización, al volcar por accidente un recipiente de azufre en una sartén que contenía látex.

En el proceso de vulcanización (también llamado proceso de curado, entrecruzamiento, o reticulación), se calienta el caucho crudo en presencia de azufre, con el fin de volverlo más duro y resistente al calor. Este proceso irreversible define a los cauchos como materiales termorígidos (no se derriten con el calor) y los saca de la categoría de los termoplásticos (como el polietileno y el polipropileno).

Durante la vulcanización, se forma un caucho más estable, duro, mucho más durable, más resistente al ataque químico y sin perder la elasticidad natural. También transforma la superficie pegajosa del material a una superficie suave que no se adhiere al metal o a los sustratos plásticos.

Los agentes vulcanizantes son sustancias que llevan a cabo el proceso de vulcanización. Los más importantes agentes son azufre, donadores de azufre, como son los sulfuros de tiuramio, tetrasulfuros de tiuramio, peroxidos y algunos óxidos metálicos.

El principal agente vulcanizante sigue siendo el azufre. El selenio y el teluro también se emplean, pero generalmente con una elevada proporción de azufre. En la fase de calentamiento del proceso de vulcanización, se mezcla el azufre con el caucho a la vez que con el resto de aditivos. La vulcanización en frío, que se utiliza para fabricar artículos de caucho blando como guantes y artículos de lencería, se lleva a cabo por exposición al vapor de cloruro de azufre (S2Cl2). Los agentes aceleradores de la vulcanización que se empleaban en un principio eran solamente óxidos metálicos como el blanco de plomo y la cal.

Los productos químicos que actúan como aceleradores se incorporan para acortar el tiempo de vulcanización y para proteger el caucho acabado del envejecimiento por la acción de la luz y del aire.

Los aceleradores de la vulcanización juegan un papel importante debido a que por ejemplo el caucho natural solo con azufre requiere de tiempos largos y temperaturas altas para su vulcanización además que las propiedades de los compuestos vulcanizados no son las mejores que se pudieran obtener por lo que los aceleradores de vulcanización nos dan menores tiempos y temperaturas de vulcanización, además la cantidad de azufre necesaria para la vulcanización se reducen y las propiedades se mejoran.

Micro S. A. de C. V., es una empresa que produce y comercializa hulequímicos, insumos químicos y otros productos para satisfacer las necesidades de materias primas para la industria del hule/caucho, agroquímicos, pinturas y farmacéuticas. Su gama de productos incluyen los aceleradores y ultra-aceleradores para la vulcanización, necesarios en la elaboración de productos como llantas, mangueras, recubrimientos de cables, globos, suelas, sellos y empaques, entre otros. Tanto en hules naturales, sintéticos y látex.

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Usando un proceso bacteriano innovador, científicos del Servicio de Investigación Agrícola ( ARS ) están preparando el camino para métodos nuevos, económicos y de gran escala para la eliminación del amoníaco de las aguas residuales de la producción del ganado.

En ensayos con anammox--una tecnología que usa bacterias anaerobias raras para convertir nitrato y amonio en dinitrógeno, el cual es un gas inocuo--científicos del suelo Matias Vanotti y Ariel Szogi del ARS han tenido resultados impresionantes. Ellos trabajan en el Centro de Investigación del Suelo, Agua y Plantas de las Praderas Costeras mantenido por ARS en Florence, Carolina del Sur.

Ellos son los primeros investigadores en aislar, de las aguas residuales de la producción de animales, las bacterias planctomycetes usadas en el proceso de anammox.

Ellos también han destacado el potencial comercial de anammox para eliminar el nitrógeno de las aguas residuales en tasas semejantes a aquellas obtenidas por métodos convencionales.

"Oxidación anaeróbia de amonio", abreviado anammox, fue descubierto en los Países Bajos durante los años noventa. El proceso usa menos energía que los sistemas tradicionales de eliminación de nitrógeno biológico porque sólo una parte del amonio en las aguas residuales necesita ser nitrificada, y elimina el amonio sin el gasto de aeración o aditivos.

En ensayos en Florence y en una granja de cerdos cerca de Kenansville, Carolina del Norte, Vanotti y Szogi lograron las tasas altas de eliminación de nitrógeno mejorando el ambiente de la bacteria para su reproducción. La multiplicación lenta de las bacterias hace difícil su cultivación.

El aislamiento de la bacteria de las aguas residuales por los científicos durante estos ensayos podría hacer posible tratamientos económicos para los residuos que contienen niveles altos de amoníaco, porque esto muestra que quizás no será necesario cultivar la bacteria en otro lugar.

Vanotti también dice que aunque los investigadores han usado anammox para eliminar hasta 500 gramos de nitrógeno por metro cúbico diariamente de las aguas residuales de la producción del ganado, su meta es triplicar esta tasa entre el próximo año.

Los científicos también han lanzado un proyecto cooperativo de tres años con EMBRAPA, la agencia de investigación agrícola de Brasil, para desarrollar un nuevo tratamiento económico basado en anammox para las aguas residuales de la producción del ganado. Vanotti dice que este tratamiento podría reducir los costos de tratamientos para la eliminación de nitrógeno por cuatro veces.

ARS es la agencia principal de investigaciones científicas del Departamento de Agricultura de EE.UU.