produzione

Le gomme sintetiche vengono preparate partendo da sostanze a basso peso molecolare dette monomeri, per formare, tramite reazioni chimiche, sostanze di peso molecolare elevato dette polimeri, questi sono immaginabili come catene di monomeri collegati tra loro da legami chimici.In generale, i polimeri possono essere suddivisi in quattro famiglie, in funzione delle loro proprietà allo stato solido.

Plastomeri detti anche termoplastici, sono formati da gomitoli di macromolecole lineari o ramificate, unite da legami intermolecolari. A causa di questi legami deboli, le macromolecole sono in grado di scorrere le une sulle altre e, di conseguenza, le deformazioni dei manufatti non sono reversibili. Al variare della temperatura e nell’ambito di un range caratteristico per ogni materiale, avvengono cambiamenti di carattere fisico, e di conseguenza gli sfridi ed i pezzi difettosi possono essere riutilizzati.

Elastomeri (tra questi le gomme sintetiche) sono materiali con recupero quasi completamente elastico sono pressoché insolubili e infusibili. Queste proprietà uniche sono dovute al fatto che le macromolecole sono raggomitolate e legate tra loro da legami chimici forti questi ponti tra le molecole impediscono scorrimenti reciproci tra le molecole quando il manufatto è sollecitato e impediscono la dissoluzione in solventi o la fusione per cessione di calore.

Elastomeri termoplastici posseggono proprietà simili a quelle degli elastomeri tradizionali, alla temperatura di 70 °C circa. Le proprietà elastiche sono dovute a legami deboli (legame idrogeno) tra le molecole, legami che si annullano sopra ad una certa temperatura, per riformarsi al decrescere della stessa. Gli elastomeri termoplastici possono essere ottenuti senza vulcanizzazione e “riprocessati” se necessario.

Polimeri termoindurenti sono materiali rigidi, prodotti utilizzando particolari reagenti. Fornendo calore, avviene un cambiamento nella struttura chimica, simile alla vulcanizzazione degli elastomeri, ed il numero ed il tipo di legami che si creano nella struttura sono tali da irrigidire il materiale al punto da non consentire un comportamento simile a quello degli elastomeri. Come gli elastomeri, in funzione della struttura similare, essi sono infusibili e insolubili e non possono quindi essere riprocessati.

Le proprietà elastiche di una gomma sintetica vengono ottenute mediante l’inserimento di additivi e mediante il successivo riscaldamento del compound, ovvero mediante vulcanizzazione. Durante la vulcanizzazione le catene molecolari si ancorano tra loro mediante legami che evitano lo scorrimento reciproco delle catene. Al contrario della gomma allo stato crudo, la gomma vulcanizzata è in grado di deformarsi elasticamente e di riprendere la forma e le dimensioni originarie, una volta rimosso il carico responsabile della deformazione. Per base elastomerica si intende un polimero non vulcanizzato, da utilizzarsi come matrice, a cui aggiungere altri ingredienti, per la produzione di prodotti elastomerici. Il primo passo per la produzione di un compound consiste nell’ammorbidire la base attraverso il passaggio in un mescolatore, onde facilitare la successiva addizione di ingredienti specifici nel mescolatore stesso. Gli ingredienti addizionali possono essere suddivisi, in accordo alla loro funzione specifica in

Cariche, Le cariche nere consistono essenzialmente di nerofumo, le cariche bianche includono, ad esempio, Carbonato di Calcio o silicati. Le cariche vengono impiegate con un duplice scopo tecnologico ed economico, alcune per incrementare la densità del compound e renderlo meno costoso, altre per rinforzarlo. Per rinforzo si intende l’incremento delle proprietà meccaniche come ad esempio la resistenza a trazione o all’abrasione.

Plasticizzanti possono essere liquidi o solidi ed essere incorporati nel compound per scopi diversi: per incrementare la densità e rendere il compound meno costoso, per facilitare il processo di trasformazione del manufatto, per modificare alcune proprietà del manufatto vulcanizzato. Gli oli a base petrolifera sono i plasticizzanti più utilizzati sia per aumentare la densità che per facilitare il processo. Altre sostanze utilizzate possono essere grassi, oli vegetali, alcune cere, saponi e resine.

Antidegradanti sono sostanze organiche aggiunte in piccola percentuale per ritardare il deterioramento causato dagli agenti esterni, incrementando la vita utile del manufatto. Essi lo proteggono dagli effetti dell’ossigeno e dell’ozono, dal calore, dalla luce del sole e dall’umidità, nonché dalle radiazioni ad alta frequenza. Tra i più utilizzati vanno citati gli antiossidanti, che proteggono dall’ossidazione e dal calore e gli antiozonanti, che ritardano l’apparizione di cricche sulla superficie del manufatto causate dall’ozono quando il manufatto viene esposto in tensione all’aria.

Agenti vulcanizzanti sono responsabili della reticolazione del compound. Lo Zolfo è il principale agente vulcanizzante per quelle basi elastomeriche contenenti un numero sufficientemente elevato di doppi legami nella loro struttura. Per ottenere un livello di vulcanizzazione corretto è necessario comunque utilizzare sostanze dette acceleranti e attivatori. La combinazione di agente vulcanizzante, acceleranti e attivatori è detto sistema vulcanizzante. Gli elastomeri saturi non possono essere reticolati dai tradizionali sistemi allo Zolfo a causa dell’assenza di doppi legami nelle macromolecole della base elastomerica. Essi vengono quindi vulcanizzati utilizzando perossidi organici, eventualmente assistiti da co-agenti o promotori per incrementare l’efficienza dei perossidi stessi.

La lavorazione inizia mescolando i materiali dopo il mescolamento, il compound deve essere preformato in modo da poter essere maneggiato in modo adeguato per alimentare le macchine che dovranno trasformarlo definitivamente in manufatto. A tale scopo vengono impiegati calandre o estrusori. A questo punto il compound può essere trasformato utilizzando la tecnologia conveniente allo scopo, stampaggio in pressa o estrusione, e subire il processo di vulcanizzazione, detto curing, in grado di reticolare le macromolecole e garantire al manufatto le necessarie proprietà fisiche, chimiche e meccaniche.
Come precedentemente anticipato, tutti gli elastomeri sono costituiti da combinazioni di ingredienti. La base elastomerica fornisce al compound le caratteristiche principali, come ad esempio la resistenza ad oli e all’ozono, la flessibilità a bassa temperatura e così via, ma anche gli altri ingredienti come i plasticizzanti, le cariche o gli antidegradanti contribuiscono alla definizione del comportamento del compound e, di conseguenza, risulta chiaro che é sviluppabile un numero pressoché infinito di compounds aventi caratteristiche diverse e che quindi esiste la possibilità di produrre mescole per impieghi specifici.

Linee guida per la conservazione dei prodotti in gomma vulcanizzata:

Gli elastomeri sono suscettibili di variazione nelle loro caratteristiche fisiche durante lo stoccaggio e possono divenire inservibili a causa di indurimento, screpolature o di altro deterioramento superficiale. Tutto ciò è dovuto a combinazioni di fattori che devono essere minimizzati adottando idonei sistemi di imballaggio (ISO 2230).

Temperatura: sotto i 25°C, possibilmente 15°C.
Umidità: impedire sviluppo di condensa.
Ossigeno e ozono: proteggere da circolazione d’aria con imballo adeguato, soprattutto se il rapporto massa/volume è elevato (es. espansi). Tenere lontano da eventuali fonti di produzione di ozono, come motori elettrici e lampade fluorescenti.
Deformazione: le guarnizioni devono essere stoccate in condizioni di riposo, non compresse, né in tensione. Se questo è impossibile, ridurre al minimo le sollecitazioni.
Contatto con metalli: non mettere a contatto con metalli in genere, proteggere con carta o polietilene, evitare film in PVC.
Contatto con altri elastomeri: evitare contatto con elastomeri di altra natura.
Contatto con liquidi o vapori: evitare contatti con fluidi di qualsiasi tipo.
Radiazioni: evitare esposizione a qualsiasi forma di radiazioni.
Pulizia: lavare eventualmente con acqua e sapone neutro. Non utilizzare abrasivi o solventi. Lasciare asciugare a temperatura ambiente.

I manufatti in gomma sintetica, se stoccati in condizioni adeguate, possono rimanere in condizioni tali da poter essere utilizzati anche a distanza di anni.