Propiedades del caucho natural

El caucho tiene propiedades físicas y químicas únicas.El comportamiento de tensión-deformación del caucho exhibe los efectos de Mullins y Payne y, a menudo, se modela como hiperelástico.La cepa de caucho cristaliza. Caucho natural es sensible a la vulcanización y susceptible al agrietamiento por ozono debido al débil enlace alilo CH en cada unidad repetida. Los dos principales solventes para el caucho son la trementina y la nafta (petróleo). Dado que el caucho no es fácilmente soluble, el material se divide finamente cortando antes de sumergirlo. Se puede usar una solución de amoníaco para evitar la coagulación del látex crudo. El caucho comienza a derretirse a aproximadamente 180 °C (356 °F).

Elasticidad

En una escala microscópica, el caucho suelto es una cadena de arrugas desordenada que cambia irregularmente. En el caucho elástico, la cadena es casi lineal. La fuerza restauradora se debe al predominio de la arquitectura arrugada sobre una arquitectura más lineal. Ver cadenas ideales para un tratamiento cuantitativo y fuerzas entrópicas para más ejemplos.El enfriamiento por debajo de la temperatura de transición vítrea permite cambios conformacionales locales, pero el reordenamiento es prácticamente imposible debido a la barrera de energía más grande para el movimiento coordinado de cadenas más largas. : esto condujo al desastre del Challenger, cuando las juntas tóricas planas del transbordador espacial estadounidense no se relajaron para llenar el espacio cada vez mayor. La transición vítrea es rápida y reversible: la fuerza se restaura con el calentamiento.Las cadenas paralelas de caucho estirado tienden a cristalizarse. Esto lleva algún tiempo, ya que las vueltas de los hilos retorcidos tienen que moverse fuera del camino de los cristalitos en crecimiento. Por ejemplo, la cristalización ocurre cuando se descubre que un globo de juguete inflado se marchita con una velocidad relativamente gran volumen residual después de unos días. Se encoge donde lo tocas, porque tu mano está lo suficientemente caliente como para derretir el cristal.La vulcanización del caucho crea enlaces disulfuro y polisulfuro entre las cadenas, lo que restringe los grados de libertad y hace que las cadenas se aprieten más rápido para una deformación determinada, lo que aumenta la constante elástica y hace que el caucho sea más rígido y menos dúctil.

Hedor

Los depósitos de almacenamiento de caucho en bruto y el procesamiento del caucho crean un hedor que es lo suficientemente fuerte como para ser una fuente de quejas y protestas de los residentes cercanos.Las impurezas microbianas se originan en el procesamiento del caucho a granel. Estas impurezas se descomponen y generan COV durante el almacenamiento o la degradación térmica.La detección de estos compuestos mediante cromatografía de gases/espectrometría de masas (GC/MS) y cromatografía de gases (GC) mostró que contenían azufre, amoníaco, olefinas, cetonas, ésteres, sulfuro de hidrógeno, nitrógeno y ácidos grasos de bajo peso molecular (C2-C5 ). Cuando se producen concentrados de látex a partir de caucho, se usa ácido sulfúrico para la coagulación. Esto produce sulfuro de hidrógeno con mal olor. La industria puede mitigar estos olores desagradables con sistemas de depuración.

Maquillaje químico

El caucho es el polímero cis-1,4-poliisopreno, con un peso molecular de 100 000 a 1 000 000 Daltons. Por lo general, una pequeña proporción (hasta un 5 % en masa seca) de otros materiales como proteínas, ácidos grasos, resinas y materiales inorgánicos (sales) se encuentran en el caucho natural. También se puede sintetizar poliisopreno, produciendo lo que a veces se denomina 'caucho natural sintético', pero las rutas sintética y natural son diferentes. Algunas fuentes de caucho natural, como la gutapercha, constan de trans-1 ,4-poliisopreno, un isómero estructural con propiedades similares. El caucho natural es un elastómero y un termoplástico. Una vez que el caucho se vulcaniza, se vuelve termoestable.es decir, si se calienta y se enfría, se degrada pero no se destruye.El rendimiento final de los productos de caucho depende no solo de los polímeros, sino también de los modificadores y rellenos, como el negro de humo, ungüentos, polvo blanco, etc.

Biosíntesis

Los gránulos de caucho se forman en el citoplasma de células gelatinosas especializadas llamadas laticificadores en las plantas de caucho. Las partículas de caucho están rodeadas por una membrana monocapa de fosfolípidos con la cola hidrofóbica hacia adentro. Esta membrana permite secuestrar proteínas biosintéticas en la superficie de la partícula de caucho en crecimiento. , que permite la adición de nuevas unidades monoméricas desde fuera de la biopelícula pero dentro del conducto lácteo. Una partícula de goma es una entidad enzimáticamente activa que consta de tres capas de material, partículas de goma, biopelícula y unidades monoméricas libres. La biopelícula está firmemente anclada a el núcleo de caucho por la alta carga negativa de los dobles enlaces a lo largo de la columna vertebral del polímero de caucho. Las unidades de monómero libres y las proteínas de unión forman la capa externa. El precursor del caucho es el pirofosfato de isopentenilo, un compuesto alílico, que se alarga por la condensación la acción de la goma transferasa.Los monómeros se agregan al extremo pirofosfato del polímero en crecimiento. Este proceso desplaza los pirofosfatos terminales de alta energía. Esta reacción produce un polímero cis. El paso inicial es catalizado por la preniltransferasa, los tres monómeros del prenil pirofosfato se convierten en farnesil pirofosfato. Farnesil pirofosfato se puede combinar con caucho transferasa para extender nuevos polímeros gomosos.El pirofosfato de isopentenilo requerido se obtiene a partir de la vía del mevalonato, que se deriva del acetil-CoA en el citosol. -Vía del D-eritritol-4-fosfato dentro del plásmido. Las proporciones relativas de las unidades iniciadoras de pirofosfato de farnesilo y los monómeros de extensión de pirofosfato de isopreno determinan la tasa de síntesis de nuevas partículas frente a la tasa de elongación de las partículas existentes. Aunque se sabe que se produce caucho por una sola enzima, los extractos de látex contienen muchas proteínas de bajo peso molecular con funciones desconocidas. Es probable que la proteína actúe como un cofactor ya que la tasa de síntesis disminuye con la eliminación completa.