Manual profesional de selección de elastómeros

Un elastómero es un polímero capaz de deformarse de manera importante y recuperar gran parte de su forma cuando se retira la carga. En ingeniería no basta decir “se estira”: importa cuánto se deforma, cuánto recupera, qué histéresis tiene, cómo envejece y bajo qué ambiente químico opera.

En México “hule” suele usarse para piezas flexibles industriales. “Caucho” se usa más en literatura técnica y puede referirse al natural o a sintéticos. “Goma” es coloquial. “Elastómero” es el término técnico amplio que incluye hules vulcanizados, poliuretanos, siliconas, TPE, TPV y otros materiales con comportamiento elástico.

Porque NBR solo describe la familia polimérica. El desempeño cambia con contenido de acrilonitrilo, sistema de curado, cargas, plastificantes, antioxidantes, dureza, postcurado, proveedor del compuesto y proceso de moldeo. Dos NBR 70 Shore A pueden hincharse, endurecerse o agrietarse de forma distinta.

Shore A es una escala de dureza por penetración para materiales flexibles. No mide resistencia química, carga admisible, vida dinámica ni calidad. Es común que compradores pidan “70 Shore” pensando que especificaron el material, pero solo definieron una variable.

Shore D se usa en elastómeros muy duros, plásticos y poliuretanos rígidos. Muchos poliuretanos de alta carga se especifican en 60–75 Shore D, donde Shore A ya pierde sensibilidad práctica.

NBR suele ser primera opción económica para aceites minerales. HNBR mejora calor, ozono y vida dinámica. FKM se usa cuando hay mayor temperatura o química más agresiva. EPDM normalmente es mala elección para aceites minerales.

EPDM suele ser mejor candidato para agua caliente y vapor que NBR. Algunos FKM pueden fallar en vapor o agua caliente según formulación. En vapor vivo importan temperatura, presión, ciclos térmicos, curado y compression set.

La causa típica es compression set o relajación de esfuerzo. Puede ser exceso de temperatura, material incorrecto, mala formulación, sobrecompresión, baja recuperación, ataque químico o diseño de ranura inadecuado.

El desprendimiento puede venir de mala preparación del metal, contaminación, selección incorrecta del adhesivo, curado deficiente, esfuerzo de corte excesivo, calor interno, ataque químico en la línea de unión o diferencias de expansión térmica.

Es la energía que el elastómero pierde como calor durante ciclos de deformación. Alta histéresis puede ayudar en amortiguamiento, pero en rodillos, ruedas o piezas dinámicas puede generar calentamiento interno y falla prematura.

Es la capacidad de devolver energía después de una deformación. Alta resiliencia es útil en rodillos de rebote, ruedas y piezas dinámicas; baja resiliencia puede ser útil para amortiguamiento o absorción de impacto.

EPDM, silicón, FKM y algunos CR/CSM tienen buena resistencia a ozono y clima. NR, SBR y NBR necesitan protección contra ozono si estarán expuestos.

Poliuretano colable suele ser excelente en abrasión, especialmente en ruedas, raspadores, cribas, liners y rodillos. NR también puede ser sobresaliente en ciertas abrasiones húmedas y de impacto. La abrasión real depende del mecanismo: corte, erosión, deslizamiento, impacto o partículas.

Porque temperatura continua, picos, tiempo de exposición, fluido, carga y ciclos térmicos cambian el comportamiento. Un material puede resistir 150 °C en aire seco y fallar rápido a menor temperatura en vapor, aceite oxidado o químico agresivo.

Es el aumento de volumen por absorción de fluido. Un poco de hinchamiento puede ser tolerable en sello estático; en sello dinámico puede aumentar fricción, desgaste y extrusión. El hinchamiento también cambia dureza y propiedades mecánicas.

FDA no significa que cualquier pieza sea aprobada automáticamente. Depende de ingredientes permitidos, formulación, colorantes, proceso, trazabilidad y aplicación. Para contacto alimentario se debe pedir documentación del compuesto específico.

Es la formación de enlaces entre cadenas poliméricas para transformar una mezcla plástica en un elastómero con memoria elástica, resistencia y estabilidad dimensional. Puede hacerse con azufre, peróxidos u otros sistemas según el polímero.

Un elastómero termofijo vulcanizado o colado no se funde para reprocesarse; se degrada antes. Un TPE/TPU puede ablandarse con calor y procesarse como plástico, aunque sus prestaciones y límites cambian.

TPU es poliuretano termoplástico. Se procesa por inyección o extrusión y combina segmentos suaves y duros. Es útil en piezas de serie, perfiles, ruedas, mangueras, cables y películas, pero no es lo mismo que poliuretano colado.

Es un sistema líquido o semilíquido que se mezcla con curativo y se vacía en moldes. Permite piezas grandes, geometrías complejas, durezas muy amplias y formulaciones ajustadas. Requiere control de humedad, temperatura, relación de mezcla, desgasificado, curado y postcurado.