La domanda di prodotti industriali in gomma tocca quasi ogni settore industriale. Le proprietà uniche della gomma forniscono molte applicazioni che richiedono prestazioni, e non c’è da meravigliarsi che l’attuale valore di mercato di $ 106 miliardi nel 2018 e un tasso di crescita previsto del 6% fino al 2027. È ampiamente utilizzato nei progetti di costruzione e infrastruttura, e in termini di volume, l’industria automobilistica è il maggior consumatore di gomma.
La gomma ha eccellenti proprietà meccaniche e fisiche: stabilità dimensionale, forza e resilienza; un basso modulo di elasticità significa che è in grado di sopportare deformazioni fino al 1000 percento e quindi ritirarsi altrettanto rapidamente alle sue dimensioni originali.
Oltre alle sue proprietà di smorzamento e isolamento elettrico, resistenza agli urti e all’abrasione, funziona anche in un’ampia gamma di temperature. È permeabile, resiste al passaggio di aria, gas, vapore, prodotti chimici, acqua e altri fluidi. È anche ecologico, utilizzato in superfici di giochi in gomma riciclata, prodotti per pavimenti, scarpe, pneumatici, pacciame, stuoie, bottiglie d’acqua e molto altro.
Che cos’è la gomma e come viene prodotta?
Definire quale gomma rimane ancora fonte di confusione, in gran parte dovuta al fatto che è sia un materiale naturale che sintetico. Sia naturale che sintetico, ognuno è un elastomero, una parola che comunemente si riferisce a qualsiasi materiale con proprietà simili alla gomma. L’elastomero è l’abbreviazione di polimero elastico, il che non fa che aumentare la confusione perché i polimeri sono generalmente visti come un’altra parola per plastica: l’elastomero sintetico derivato dal petrolio. La gomma naturale è un elastomero costituito da un tipo di lattice estratto dalla corteccia dell’albero della gomma, la hevea brasiliensis.
Per chiarire la confusione, pensa alla gomma naturale come prototipo di tutti gli elastomeri e agli elastomeri come sottoinsieme di polimeri. Quando vedi o senti la parola “elastomero”, pensa “elastico”, perché l’elasticità degli elastomeri è il motivo principale per cui i polimeri elastomerici sono spesso usati in modo intercambiabile con la parola “gomma”. Tuttavia, nei prodotti industriali in gomma , un elastomero è un polimero sintetico con viscoelasticità, il che significa che le sue proprietà hanno sia viscosità che elasticità.
I materiali elastomerici sono costituiti da polimeri uniti da legami chimici con una struttura leggermente reticolata. Senza i collegamenti incrociati, la sollecitazione applicata comporterebbe una deformazione permanente. Per questo motivo, il materiale è caratterizzato da un elevato allungamento, flessibilità e, come detto, elasticità. Questo aiuta a evitare che il materiale si incrini, si spezzi o si rompa se deformato.
Come polimero, gli elastomeri sono considerati un polimero flessibile, o plastica, materiale che include gomma sintetica e naturale. Gli elastomeri sono utilizzati in innumerevoli applicazioni per lo smorzamento delle vibrazioni e l’isolamento: stampaggio, guarnizioni, guarnizioni, ammortizzatori, pneumatici, ruote da skateboard, suole di scarpe da ginnastica, cablaggio elettronico e isolamento dei cavi e così via.
Cos’è la vulcanizzazione?
L’efficacia della gomma è il risultato della vulcanizzazione, un processo chimico nella produzione della gomma in cui viene riscaldata con zolfo e altri prodotti chimici a 280-350 gradi Fahrenheit. La vulcanizzazione reticola le molecole di gomma per potenziarne e migliorarne le proprietà fisiche e meccaniche. Il processo non solo consente alla gomma di funzionare e funzionare in ampi intervalli di temperatura, ma migliora la sua elasticità, durezza, aumenta la sua resistenza alla trazione, resistenza agli agenti atmosferici e viscosità. Senza vulcanizzazione, le proprietà meccaniche della gomma sono relativamente instabili. Ad esempio, diventa appiccicoso quando fa caldo e fragile quando fa freddo.
Cos’è il Compression Set?
In qualche modo, il compression set può essere visto come la kryptonite della gomma. Si tratta di una deformazione permanente di un materiale dopo che ad esso sono state applicate forze di compressione per un periodo di tempo prolungato. Nei materiali elastomerici, la compressione prolungata fa sì che il materiale perda la sua elasticità e flessione, cioè la capacità di tornare alla sua forma originale. Ad esempio, nelle guarnizioni e negli ammortizzatori, l’incapacità della gomma di tornare al suo spessore o forma originale si traduce in un insieme permanente del materiale, una deformazione che causa la rottura del componente: incrinature, perdite o perdita di resistenza agli urti. La resistenza alla compressione è un’importante proprietà meccanica del materiale elastomerico. È espresso in percentuale. Minore è la percentuale del componente elastomerico, migliore è la resistenza al compression set che offre.
Qual è la differenza tra termoindurente e termoplastico?
Gli elastomeri possono mantenere proprietà sia termoindurenti che termoplastiche. Il termoindurente e il termoplastico sono due tipi separati di polimeri o plastica utilizzati nella produzione di parti, componenti e prodotti. La differenza principale tra i due sta nell’applicazione del calore e nel modo in cui le proprietà fisiche e chimiche reagiscono ad esso. Con l’applicazione del calore, l’integrità strutturale di uno è permanente e dell’altro no.
I polimeri termoindurenti possono resistere al calore elevato senza perdere le loro proprietà fisiche, mentre i polimeri termoplastici no. I termoindurenti si rafforzano se riscaldati. Infatti, vengono prodotti da uno stato liquido a temperatura ambiente e quindi iniettati in uno stampo estremamente caldo per creare la parte. Una volta impostata, la parte non può mai essere rimodellata. D’altra parte, i materiali termoplastici hanno un basso punto di fusione. I polimeri possono essere rimodellati più volte senza modificare le loro proprietà chimiche.