Qué es el caucho elastómero
Este artículo necesita citas adicionales para su verificación. Por favor, ayude a mejorar este artículo añadiendo citas de fuentes fiables. El material sin fuente puede ser cuestionado y eliminado.Buscar fuentes: “Elastómero” – noticias – periódicos – libros – scholar – JSTOR (abril de 2015) (Aprende cómo y cuándo eliminar este mensaje de la plantilla)
Un elastómero es un polímero con viscoelasticidad (es decir, tanto viscosidad como elasticidad) y con fuerzas intermoleculares débiles, generalmente con un módulo de Young bajo y una tensión de rotura elevada en comparación con otros materiales.[1] El término, un portmanteau de polímero elástico,[2] suele utilizarse indistintamente con el de caucho, aunque se prefiere este último para referirse a los vulcanizados.[3] Cada uno de los monómeros que se unen para formar el polímero suele ser un compuesto de varios elementos entre carbono, hidrógeno, oxígeno y silicio. Los elastómeros son polímeros amorfos que se mantienen por encima de su temperatura de transición vítrea, por lo que es posible una considerable reconformación molecular, sin ruptura de enlaces covalentes. A temperatura ambiente, estos cauchos son, por tanto, relativamente flexibles (E ≈ 3 MPa) y deformables. Sus principales usos son las juntas, los adhesivos y las piezas flexibles moldeadas. Los ámbitos de aplicación de los distintos tipos de caucho son múltiples y abarcan segmentos tan diversos como los neumáticos, las suelas de los zapatos y los elementos de amortiguación y aislamiento. La importancia de estos cauchos puede juzgarse por el hecho de que se prevé que los ingresos mundiales aumenten hasta los 56.000 millones de dólares en 2020[4][5].
Usos de los elastómeros en odontología
ResumenLos polímeros con memoria de forma (SMP) y sus materiales compuestos son materiales que responden a estímulos y que tienen las características únicas de ser ligeros, de gran deformación, de rigidez variable y de biocompatibilidad. Este artículo revisa el estado de la investigación de los modelos mecánicos de los SMP, los nanocompuestos con memoria de forma y los compuestos de polímeros con memoria de forma (SMPC); también presenta algunas estructuras desplegables espacialmente, como bisagras, vigas y antenas basadas en SMPC. Además, se resumen los tipos de deformación de las estructuras de impresión 4D y las posibles aplicaciones de esta tecnología en robots y dispositivos médicos.
En general, la bisagra se utiliza para proporcionar una fuerza motriz a la estructura desplegable en el espacio. Sin embargo, la bisagra mecánica convencional utiliza un muelle para generar la fuerza motriz, lo que provoca vibraciones durante el despliegue. El proceso de despliegue del SMPC es lento y puede evitar eficazmente estos problemas de vibración. El Composite Technology Development, Inc. (CTD) desarrolló una bisagra accionada térmicamente utilizando dos placas rectas de SMPC (como se muestra en la Fig. 5a) y optimizó la sección transversal del SMPC en forma de arco para obtener un mayor par de accionamiento (Fig. 5b) [25, 97, 98].La Figura 6a es una bisagra diseñada por Lan et al., que consiste en dos láminas de SMPC con una curvatura de \ {{circ }\}}, y es accionada por un calentador de película fina unido a la superficie del composite [99, 100]. Los experimentos han demostrado que cuando el voltaje de accionamiento es de 20 V, la temperatura de la superficie de la bisagra es de aproximadamente \(80, {^{circ }}\hbox {C}\), y el tiempo de despliegue completo de la bisagra es de 100 s (como se muestra en la Fig. 6b). Además, Lan et al. realizaron un experimento de verificación del despliegue en el suelo de un panel solar accionado por bisagra en una plataforma deslizante con un tiempo de despliegue completo de 80 s (como se muestra en la Fig. 6c).
Elastómeros saturados
Los PrintPolymers presentan una amplia gama de comportamientos de tensión-deformación, como se muestra en la figura siguiente. El polímero frágil (curva roja) se deforma elásticamente y se fractura antes de deformarse plásticamente. La curva azul es un polímero plástico y es similar a las curvas de muchos metales. Su comportamiento comienza en la región de deformación elástica lineal. Cuando la curva pasa de la deformación elástica a la plástica, suele haber un pico de tensión. En el caso de los materiales poliméricos, este pico de tensión se identifica como el límite elástico. A medida que el material se estira más, se produce la fractura. El valor de la tensión cuando se produce la fractura se define como la resistencia a la tracción para los materiales poliméricos. La resistencia a la tracción puede ser mayor, igual o menor que el límite elástico. La curva verde corresponde a una clase de polímeros conocidos como elastómeros. Estos materiales presentan una elasticidad similar a la del caucho y vuelven a su forma original a menos que se extiendan hasta el punto de fractura.
Aunque algunas de las curvas de tensión-deformación de los polímeros pueden parecerse a las de los metales, los polímeros son mecánicamente diferentes a los metales (o la cerámica). Un polímero altamente elástico puede estirarse más de 10 veces la longitud original antes de romperse, mientras que un metal puede estirarse elásticamente un 10% de la longitud original y puede estirarse plásticamente hasta el doble de la longitud original antes de alcanzar su punto de fractura. Como se ve en la figura siguiente, los valores de módulo elástico más grandes de los polímeros están muy por debajo de los valores de la cerámica y los metales.
Elastómeros termoplásticos
La elastina y el colágeno son los dos componentes principales de los tejidos elásticos y proporcionan al tejido elasticidad y resistencia mecánica, respectivamente. Mientras que el colágeno se produce adecuadamente in vitro, la producción de elastina en las construcciones de ingeniería tisular suele ser inadecuada cuando se diseñan tejidos elásticos. Por lo tanto, la elasticidad tiene que ser introducida artificialmente en los andamios de ingeniería tisular. La elasticidad de los materiales de los andamios puede atribuirse a fuentes naturales, cuando se utiliza elastina nativa o técnicas recombinantes para proporcionar polímeros naturales, o a fuentes sintéticas, cuando se sintetizan polímeros. Mientras que los elastómeros sintéticos carecen a menudo de la biocompatibilidad necesaria para las aplicaciones de ingeniería tisular, la producción de materiales naturales en cantidades adecuadas o con una resistencia mecánica apropiada sigue siendo un reto. Sin embargo, la combinación de materiales naturales y sintéticos para crear componentes híbridos podría superar estos problemas. Esta revisión explica la síntesis, las propiedades mecánicas y la estructura de la elastina nativa, así como las teorías sobre cómo este componente de la matriz extracelular proporciona elasticidad in vivo. Además, se discuten exhaustivamente los métodos actuales, que van desde las proteínas y los polímeros sintéticos hasta las estructuras híbridas que se están investigando para proporcionar elasticidad a las construcciones de ingeniería tisular.