Neopreno

El neopreno (también conocido como policloropreno ) es una familia de cauchos sintéticos que se producen mediante la polimerización del cloropreno . ^{[ 1 ]} El neopreno presenta buena estabilidad química y mantiene su flexibilidad en un amplio rango de temperaturas. Se comercializa como caucho sólido o en forma de látex y se utiliza en una gran variedad de aplicaciones comerciales, como fundas para portátiles , soportes ortopédicos (muñeca, rodilla, etc.), aislamiento eléctrico , guantes médicos , membranas o láminas elastoméricas líquidas y laminadas, y correas de ventilador para automóviles . ^{[ 2 ]}

El neopreno se produce mediante polimerización por radicales libres del cloropreno . En la producción comercial, este polímero se prepara mediante polimerización en emulsión por radicales libres . La polimerización se inicia con persulfato de potasio . Se utilizan nucleófilos bifuncionales, óxidos metálicos (por ejemplo, óxido de zinc) y tioureas para reticular las cadenas poliméricas individuales. ^{[ 3 ]}

El neopreno fue inventado por científicos de DuPont el 17 de abril de 1930, después de que Elmer K. Bolton de DuPont asistiera a una conferencia del padre Julius Arthur Nieuwland , profesor de química en la Universidad de Notre Dame . Durante su trabajo con el acetileno , Nieuwland produjo divinil acetileno, una gelatina que se solidifica en un compuesto elástico similar al caucho al pasar sobre dicloruro de azufre . Después de que DuPont comprara los derechos de patente a la universidad, Wallace Carothers de DuPont asumió el desarrollo comercial del descubrimiento de Nieuwland en colaboración con el propio Nieuwland y los químicos de DuPont Arnold Collins , Ira Williams y James Kirby. ^{[ 4 ]} Collins se centró en el monovinil acetileno y lo hizo reaccionar con gas cloruro de hidrógeno , fabricando cloropreno . ^{[ 5 ]}

DuPont comercializó por primera vez el compuesto en 1931 bajo el nombre comercial DuPrene, ^{[ 6 ]} pero sus posibilidades comerciales se vieron limitadas por el proceso de fabricación original, que dejaba el producto con un olor desagradable. ^{[ 7 ]} Se desarrolló un nuevo proceso que eliminó los subproductos causantes del olor y redujo a la mitad los costos de producción, y la empresa comenzó a vender el material a fabricantes de productos finales terminados. ^{[ 7 ]} La ​​demanda del material aumentó muy rápidamente: en 1932, se produjeron aproximadamente 8000 libras de neopreno, en 1933 aproximadamente 52 000 libras, y esta cantidad se duplicó anualmente durante los siguientes cinco años. ^{[ 8 ]}

Para el control de calidad, la marca registrada DuPrene se restringió para aplicarse únicamente al material vendido por DuPont. ^{[ 7 ]} Dado que la propia empresa no fabricaba ningún producto final que contuviera DuPrene, la marca registrada se eliminó en 1937 y se reemplazó por un nombre genérico, neopreno, en un intento de "indicar que el material es un ingrediente, no un producto de consumo terminado". ^{[ 9 ]} DuPont trabajó entonces intensamente para generar demanda para su producto, implementando una estrategia de marketing que incluía la publicación de su propia revista técnica, que publicitaba ampliamente los usos del neopreno, así como la publicidad de productos a base de neopreno de otras empresas. ^{[ 7 ]} Para 1939, las ventas de neopreno generaban ganancias superiores a los 300 000 dólares para la empresa ( equivalente a 6 900 000 dólares en 2025 ). ^{[ 7 ]}

El alto rendimiento a la tracción del neopreno es resultado de su estructura de cadena principal altamente regular, que hace que el neopreno experimente cristalización por deformación bajo carga de tracción. ^{[ 10 ]} Un modelo hiperelástico de dos parámetros (velocidad de deformación y temperatura) puede capturar con precisión gran parte de la respuesta mecánica del neopreno. ^{[ 11 ]}

Se ha demostrado que la exposición a la acetona y al calor degrada la resistencia a la tracción y la elongación máxima del neopreno, probablemente debido a una pérdida de plastificantes y a un aumento de la reticulación durante la exposición al calor. ^{[ 12 ]} La respuesta del neopreno al envejecimiento térmico depende no solo de la temperatura máxima a la que se expone, sino también del perfil exacto de temperatura-tiempo; esto es resultado de los factores competitivos de la escisión de la cadena principal del polímero y la reticulación oxidativa. ^{[ 13 ]} La escisión de la cadena conduce a la degradación, la fragilización y una pérdida de tenacidad. ^{[ 14 ]} Las reacciones de oxidación en presencia de calor conducen a un aumento de la reticulación, lo que a su vez causa endurecimiento. ^{[ 13 ]} La interacción de ambos factores determina el efecto resultante en las propiedades mecánicas del material; se cree que la reticulación predomina en el neopreno. ^{[ 13 ] [ 15 ]}

Dado que el neopreno se utiliza para fabricar revestimientos de cables eléctricos en centrales nucleares, también se ha investigado el efecto de la radiación gamma sobre sus propiedades mecánicas. La ruptura de la cadena, posiblemente provocada por radicales libres provenientes del oxígeno irradiado, deteriora sus propiedades mecánicas. ^{[ 15 ]} Asimismo, la resistencia a la tracción, la dureza y la elongación máxima del neopreno también pueden degradarse al exponerse a la radiación de microondas , lo cual es relevante en el proceso de desvulcanización. ^{[ 16 ]} Finalmente, se observa que la radiación ultravioleta disminuye las propiedades mecánicas del neopreno, lo cual es importante para su uso en exteriores. ^{[ 17 ]}

Algunas personas son alérgicas al neopreno, mientras que otras pueden sufrir dermatitis por los residuos de tiourea que quedan de su producción. ^{[ 35 ]}

El acelerador más común en la vulcanización del policloropreno es la etilenotiourea (ETU), que ha sido clasificada como una toxina reproductiva . Entre 2010 y 2013, la industria europea del caucho llevó a cabo un proyecto de investigación titulado SafeRubber para desarrollar una alternativa más segura al uso de ETU. ^{[ 36 ]}

• isopreno

• Archivos históricos de DuPont Performance Elastomers, LLC sobre neopreno , en el Museo y Biblioteca Hagley.