Ebonita

Ebonita es la marca de un material conocido genéricamente como goma dura, que se obtiene mediante la vulcanización del caucho natural durante periodos prolongados. La ebonita puede contener del 25% al 80% de azufre y aceite de linaza. Su nombre proviene de su uso previsto como sustituto artificial de la madera de ébano. El material también ha sido llamado vulcanita, aunque ese nombre se refiere formalmente al mineral vulcanita.

El hermano de Charles Goodyear, Nelson Goodyear, experimentó con la química de los compuestos de ebonita. En 1851, utilizó óxido de zinc como relleno. Hugh Silver fue el responsable de darle su nombre.

Propiedades

El porcentaje de azufre y las temperaturas aplicadas y la duración de la vulcanización son las principales variables que determinan las propiedades técnicas del elastómero de polisulfuro de caucho duro. La reacción que ocurre es básicamente la adición de azufre en los dobles enlaces, formando estructuras de anillos intramoleculares, por lo que una gran parte del azufre está altamente entrecruzada en forma de adición intramolecular. Como resultado de tener un contenido máximo de azufre de hasta el 40%, puede usarse para resistir el hinchamiento y minimizar la pérdida dieléctrica. Las propiedades mecánicas más fuertes y la mayor resistencia al calor se obtienen con contenidos de azufre de alrededor del 35 %, mientras que la mayor resistencia al impacto se puede obtener con un contenido de azufre inferior al 30 %. La rigidez del caucho duro a temperatura ambiente se atribuye a las fuerzas de van der Waals entre los átomos de azufre intramoleculares. El aumento de la temperatura aumenta gradualmente las vibraciones moleculares que superan las fuerzas de van der Waals haciéndola elástica. El caucho duro tiene una densidad dependiente de la mezcla de contenido de alrededor de 1,1 a 1,2. Cuando se recalienta, el caucho duro muestra un efecto de memoria de forma y se puede remodelar con bastante facilidad dentro de ciertos límites. Dependiendo del porcentaje de azufre, el caucho duro tiene una temperatura de transición termoplástica o de reblandecimiento de 70 a 80 °C (158 a 176 °F).

El material es quebradizo, lo que produce problemas en su uso en cajas de baterías por ejemplo, donde la integridad de la caja es vital para evitar fugas de ácido sulfúrico. Ahora ha sido generalmente reemplazado por polipropileno cargado con negro de carbón.

Exposición a los rayos ultravioleta y a la luz del día

Bajo la influencia de la parte ultravioleta de la luz del día, el caucho duro se oxida. La exposición posterior a la humedad une el agua con azufre libre en la superficie, creando sulfatos y ácido sulfúrico en la superficie que son muy higroscópicos. Los sulfatos condensan el agua del aire, formando una película hidrófila con características de humectabilidad favorables en la superficie. Estos procesos de envejecimiento decolorarán gradualmente la superficie de un verde grisáceo a marrón y provocarán un rápido deterioro de la resistividad eléctrica de la superficie.

Contaminación

La contaminación con ebonita era problemática cuando se usaba para la electrónica. La ebonita se enrolló entre láminas de metal, que se despegaron, dejando rastros de metal. Para uso electrónico, la superficie se molió para eliminar las partículas de metal.

Aplicaciones

El caucho duro se usaba en las bolas de boliche de principios del siglo XX; sin embargo, se eliminó gradualmente a favor de otros materiales (el nombre Ebonite sigue siendo el nombre comercial de uno de los principales fabricantes de bolas de polímero). Se ha utilizado en enchufes eléctricos, boquillas de pipas de tabaco (en competencia con Lucite), discos de hockey, cuerpos de plumas estilográficas y alimentadores de puntas, boquillas de saxofón y clarinete, así como clarinetes completos estables a la humedad. El caucho duro se ve a menudo como el material de la rueda en las ruedas. También se usa comúnmente en las aulas de física para demostrar la electricidad estática, porque está en el extremo negativo de la serie triboeléctrica o cerca de él.

Durante años se usó goma dura en las carcasas de las baterías de los automóviles, por lo que se estableció el negro como su color tradicional, incluso mucho después de que se sustituyeran los plásticos modernos más resistentes, como el polipropileno. Se utilizó durante décadas en peines para el cabello fabricados por Ace, ahora parte de Newell Rubbermaid, aunque se sabe que los modelos actuales se fabrican únicamente con plástico.

La ebonita se utiliza como revestimiento anticorrosivo para varios recipientes (principalmente de almacenamiento) que contienen ácido clorhídrico diluido. Forma burbujas cuando se almacena ácido fluorhídrico a temperaturas superiores a la temperatura ambiente o durante periodos prolongados.