L'Industria della Gomma 2011 10

LA GOMMA SINTETICA INNOVA MESCOLE BR/NERO

CONTRO LA REVERSIONE

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MENSILE DEGLI ELASTOMERI E DEGLI ALTRI POLIMERI RESILIENTI

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EFFETTI DELLA NANORUBBER

OTTOBRE 2011 - NUMERO 8

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SOMMARIO | ANNO 55 - 592 • ottobre - N. 8 5 ELASTICA: SOMMARIO 21

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Alcuni esteri a basso peso molecolare hanno una resistenza elevata al calore e allo stesso tempo presentano caratteristiche desiderabili alle basse temperature dopo invecchiamento per esposizione al calore, oltre a poter essere utilizzati normalmente in HNBR

L’intervista del mese

LA GOMMA SINTETICA IMPEGNATA SULL’INNOVAZIONE

James L. McGraw, direttore generale dell’Institute of Synthtetic Rubber Producers, parla della situazione del mercato, dell’andamento dei prezzi, del quadro della concorrenza ma sottolinea soprattutto il grande impegno sviluppato dai produttori di elastomeri sintetici per offrire ai trasformatori materie prime sempre meglio rispondenti alle loro esigenze tecnologiche

NUOVI ESTERI PER BASSE E ALTE TEMPERATURE

31

MESCOLE POLIBUTADIENE/NERO DI CARBONIO: UNA DISCUSSIONE REOLOGICA

Le mescole elastomeriche hanno una configurazione tale da dare luogo a fenomeni di ristrutturazione responsabili di forti non linearità nella risposta viscoelastica

36

PROBLEMI DI REVERSIONE: DUE OTTIMI ACCELERANTI PER EVITARLA matrice di polimero convenzionale, queste formano una fase separata nella fase Compensare la rottura dei legami che continua della matrice polimerica e si comportano esattamente come un filler.

Infatti, come detto precedentemente, le dimensioni delle particelle di carbon black provoca la reversione e al tempo stesso N550/N660 sono completamente confrontabili con le dimensioni della nanorubber [3]. evitare compromessi in merito ad altre OH

OH OH

31

OH

OH

OH OH OH Figura 5. Immagini AFM (5 µm) di mescole polibutadiene/N330 a diverso tempo di mescolamento: 3 minuti (sinistra) e 10 minuti (destra).

OH OH

21

proprietà desiderabili per le mescole è un problema sempre di attualità. Due acceleranti che agiscono utilizzando meccanismi differenti offrono la possibilità di risolverlo

O H

OH OH OH

O H

OH

41 EFFETTO DELLA “NANORUBBER”

OH

OH

OH

IN MESCOLE IN GOMMA CARICATE CON NERO DI CARBONIO

OH

OH

OH

OH

41

OH H O

OH

OH

36

La nanorubber ha un minimo effetto sulla velocità di vulcanizzazione, ha però effetti negativi sul carico di rottura delle mescole; ha inoltre effetti positivi ed evidenti sulla riduzione dell’isteresi meccanica

O OH H

Diameter: 40 - 65 nm

54

UN CENTRO TECNOLOGICO PER LE RICERCHE E LE NUOVE TECNOLOGIE

La Colmec realizza un’iniziativa che conferma il suo impegno prioritario nella ricerca e mette, al tempo stesso, a disposizione della clientela un’area Come discusso in numerosi brevetti sulla nanorubber [14-18], lo sviluppo di specificamente questo attrezzata per le prove con i nuovo materiale e' cominciato dall'osservazione che alti livelli di micro gel, in certi nuovi SBR e BR sintetizzati in emulsione e a caldo, davano luogo a vulcanizzati con una macchinari Figura 1. Modello generale della nanorubber con la parte centrale del granulo (core) altamente reticolato e con i gruppi idrossilici alle estremità di catena. Il diametro di una particella di nanorubber è compreso tra 40 e 65 nm.

54

58

bassa isteresi meccanica a 70°C e una elevata isteresi meccanica a basse temperature.

58 TACCUINO

-1

Figura 6. Fattore di amplificazione in estensione uniassiale a velocità di deformazione costante (0.02 s ) per mescolamento..

• Produzione ed esportazioni nei primi 21:13 Utente 22-7-11 mescole polibutadiene/N330 ottenute a due differenti tempi di

sette mesi

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L’INDUSTRIA DELLA GOMMA | ELASTICA |

ottobre 2011

Mensile degli elastomeri e degli altri polimeri resilienti con il patrocinio della Federazione Gomma Plastica Assogomma

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In aumento i consumi di gomma nel primo trimestre Più fluorelastomeri dalla Solvay SSBR in cantiere in Germania e in Cina Il contributo per i PFU non è una tassa A piedi o in bicicletta più che in macchina Ottima ripresa dell’export di macchine Nuova linea di alobutile in Russia Elasto produrrà TPE in Cina Al 96% il recupero di PFU in Europa Joint-venture cino-malese nella gomma naturale Una ricerca sui ritardanti di fiamma Poco più del 6% le auto verdi Il cord metallico di Goodyear alla Hyosung In Germania Ellerbrock diventa Marangoni L’impianto di Kirov alla joint-venture Pirelli Concluso l’acquisto di Rhodia da parte di Solvay Agenti di distacco Wacker passano a Rhein Chemie Rinnovato l’accordo con la LIUC Lanxess rinnova la partnership con Triangle Continental acquisisce Modi Tyres Compound termoplastico per zoccoli ospedalieri PerkinElmer introduce nuovi spettrometri Da Oxea un plastificante senza ftalati Due presse ad iniezione della Maplan Nuovi siliconi liquidi dalla Wacker Tecnologia di stampaggio 2K di DuPont Separare la gomma dall’acciaio Simposio Engel in giugno 2012

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CALENDARIO

Fiere, mostre, convegni, eventi in programma per i prossimi mesi

GLI inserzionisti CENTER GOMMA DE GRANDI DOSS ELASTOMERS UNION EQUIPLAST EUROCHIMIND IMCD INTERSEALS LANXESS LTE MAPLAN PEZZATO PLAST 2012 PMG RUBBER 2012 THERMO SCIENTIFIC ZEON

III COP. 50 24 24 30 I COP. IV COP. 40 39 50 19 II COP. 23 29 51 20 1

L’INDUSTRIA DELLA GOMMA ELASTICA Comitato di redazione: Giuseppe Cantalupo, Emilio De Tuoni, Antonino Di Pasquale, Eugenio Faiella Direttore responsabile Eugenio Faiella Redazione, amministrazione, pubblicità

Edifis S.p.A. viale Coni Zugna 71 - 20144 Milano Tel. +39 023451230 - Fax +39 023451231 gomma@edifis.it www.edifis.it Segreteria di redazione Hilenia Principe gomma@edifis.it Grafica Mariella Salvi - mariella.salvi@edifis.it Pubblicità dircom@edifis.it Traffico Libera Carlini - libera.carlini@edifis.it Costo di una copia ai soli fini fiscali € 1,00 Arretrati € 5,00 Estero € 8,00 Abbonamento annuo Italia € 90 - Estero € 100 Registrazione Tribunale di Milano n. 4275 del 1.4.1957 Registro degli operatori di Comunicazione numero 6002 La direzione non assume responsabilità per le opinioni espresse dagli autori degli articoli e dagli estensori dei testi delle inserzioni pubblicitarie.

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Il responsabile del trattamento dei dati raccolti in banche dati per uso redazionale è il direttore responsabile cui ci si potrà rivolgere per i diritti previsti dal D. L.vo 196/2003.

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elastica Comitato di redazione: Fabio Negroni, Emilio De Tuoni, Giampaolo Giuliani.

SO M M A R I O Gli sponsor di Elastica..........................................................................................................................................6 - 7 Abbiamo letto per voi...............................................................................................................................................8  Instabilità del flusso in soluzioni e fusioni polimeriche  Mescole isolanti di EM e di EPDM per cavi elettrici

 Cavi adatti a funzionare anche in presenza di incendi  L’impiego dell’energia con gli odierni drive di conduzione

 Cinetica della reazione silice-silani  Parametri di solubilità per la compatibilità di plastificanti con HNBR

 Nero di carbonio da pirolisi e nero di carbonio standard

 Modifica superficiale della silice per le mescole di gomma

 Combinazione di processi per tecniche pluricomponenti

 Il prossimo inverno arriva puntuale  Analisi della tribologia dei labbri degli anelli di tenuta

 Coefficiente di attrito di suole su pavimenti ceramici

Facciamo il punto su regolamenti e allegati REACH di Beatrice Garlanda....................................16

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elastica

ELASTICA | ABBIAMO LETTO PER VOI

rassegna della stampa tecnica estera materie prime INSTABILITÀ DEL FLUSSO IN SOLUZIONI E FUSIONI POLIMERICHE M. M. Möwes, M. Klüppel Manfred.Klueppel@DIKautschuk. de; Kautschuk Gummi Kunststoffe (KGK); 64/4-29- 2011. Rif. E2935.

È

importante poter stabilire le proprietà di un flusso polimerico, per visualizzare le proprietà reologiche generali.

Un fluido può presentare scorrimento con regime laminare, in cui i filetti fluidi presentano decorso parallelo con uguale velocità senza mescolarsi, regime stazionario in cui i fletti fluidi scorrono parallelamente ma con presenza di ondulazioni, regime turbolento in cui i fletti fluidi scorrono non parallelamente e si mescolano tra di loro. Il numero di Reynolds è un parametro numerico risultante da un rapporto tra forze di inerzia e forze viscose, che caratterizza i tre comportamenti sunnominati, rispettivamente con i valori: <2000, 2000÷4000-10000, >10000. Il significato è che con numero di Reynolds fino a 2000 il fluido è senz’altro in regime stazionario, mentre con numero di Reynolds superiore a 10000 il fluido si rompe sotto scorrimento.

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Gli autori intraprendono uno studio reologico su una mescola di NBR Perbunan NT 3945 con 20 phr di SBE (Estere dibutilico dell’acido sebacico), e su una mescola di NR (Pale crepe) caricata con Nanocyl 7000 (Multiwall Carbon Nanotubes MWCNT) oppure con nero di carbonio N339.

Con le attrezzature impiegate (Reometro capillare Göttfert 6000 e N-Analyzer della Nanocontrol) è stato possibile evidenziare che a un numero di Reynolds inferiore a quello critico si è verificata la registrazione di sviluppi di energia termica, che ha fatto pensare che il passaggio da regime laminare a regime turbolento non avviene a un numero di Reynolds ben definito. Con la mescola di NBR/SBE il passaggio a regime turbolento si è verificato nelle condizioni di gamma punto 30 s-1 che equivale a Re = 5.106.

Nel caso di polimeri liquidi la transizione da regime laminare a regime turbolento avviene ad uno stato espresso da un numero di Weissenberg, che è una funzione di gamma punto: We = λ . gamma punto (cioè We = λ . gradiente di scorrimento).

Per la NBR/SBE viene mostrato che il valore di passaggio da regime a flusso laminare a regime a flusso turbolento viene ben evidenziato dalla determinazione dello sforzo di taglio in funzione di gamma punto (gradiente di scorrimento), perché si ravvisa una discontinuità nel parametro angolare della funzione.

Con la NBR/SBE viene mostrata anche l’apparizione di una instabilità di flusso, che si manifesta con un corrugamento superficiale, a volte anche con andamento elicoidale, che pure viene riferito a effetto turbolento. Viene realizzato comunque che tale tipo di fenomeno avviene esclusivamente sulla superficie e che non interessa tutta la massa della mescola. Viene asserito che il fenomeno scompare plastificando di più la mescola in questione.

Viene anche rappresentato uno schema inteso a descrivere le condizioni che si verificano in un capillare, in cui viene inserito un flusso di mescola. Sono rappresentati gli andamenti di tutti i parametri che caratterizzano la situazione: velocità, sfor-

L’INDUSTRIA DELLA GOMMA | ELASTICA | ottobre 2011

zo di taglio (τ), gradiente di scorrimento (gamma punto), entropia, viscosità.

Gli autori accennano anche a loro esperienze nella valutazione di regimi turbolenti riscontrati tra polimeri e cariche rinforzanti, in particolare riferendosi a fenomeni di flocculazione e a impasti contenenti nanotubi di carbonio. Viene realizzato che la flocculazione porta alla formazione di un reticolo polimerico. L’argomento porta a descrivere l’impiego di uno spettroscopio dielettrico insieme a un viscosimetro capillare, che evidenzia variazioni di conducibilità a bassi e ad alti gradienti di scorrimento.

L’articolo è lungo, ma ricco di informazioni e di nozioni.

Proviene dal DIK di Hannover.

(L’articolo è in lingua inglese)

materie prime MESCOLE ISOLANTI DI EPM E DI EPDM PER CAVI ELETTRICI Mark F. Welker - Exxon Mobil; Rubber World; 242/2-18-Maggio 2010. Rif. E2936.

I

cavi elettrici con isolamento a base di EPM o di EPDM presentano vantaggi tecnici nei confronti dei cavi elettrici con isolamento in polietilene reticolato, per-

ELASTICA | ABBIAMO LETTO PER VOI

ché danno affidabilità di durata fino a 40 anni. Nell’articolo qui recensito vengono caratterizzate mescole di isolamento a base di EPM e di EPDM, confrontando mescole a base di EPM e di EPDM convenzionali di tipo Ziegler-Natta e mescole a base di EPM e di EPDM ottenuti con catalisi metallocenica.

Negli anni ’90 la ExxonMobil aveva introdotto un EPDM Ziegler-Natta denominato Vistalon 1703P, che si era mostrato particolarmente adatto alla produzione di cavi per media tensione in quanto aveva basso residuo metallico, larga distribuzione dei pesi molecolari, alto grado di ramificazioni a lunga catena (long chain branching), alto contenuto di diene (vinil norbornene VNB), moderato contenuto di etilene (76%). Tale costituzione assicura bassa perdita dielettrica, veloce estrusione con superficie liscia, ottime proprietà di resistenza al calore e di controllo della vulcanizzazione.

Più recentemente ExxonMobil ha introdotto un EPM (copolimero) denominato Vistalon 722 prodotto con catalizzatori metallocenici “single site”, che accanto alle caratteristiche di long branching presenta buona vulcanizzabilità con perossidi, eccellenti proprietà di resistenza al calore, alta incorporabilità delle cariche, elevata flessibilità, a cui si aggiunge una favorevole forma fisica pellettizzata e una architettura macromolecolare molto uniforme.

Sempre negli anni ’90, la ExxonMobil ha puntualizzato la produzione di EP(D) M bimodali a catalisi metallocenica, che sono caratterizzati da più elevati contenuti di frazioni ad alto peso molecolare e che presentano ulteriori vantaggi, che si estrinsecano con caratteristiche di migliore elasticità a basse deformazioni e più plastici ad alte deformazioni.

A tutto ciò viene fatto seguire un meticoloso studio di confronto tra mescolanze dei V722 e V1730P già citati, di V8731 e di V7001. Il V722 è un EPM a stretta distribuzione dei pesi molecolari molto ramificato; il V1703P è un EPDM al VNB (0,9%) con larga distribuzione dei pesi molecolari, il V8731 è un EPDM all’ENB con larga distribuzione dei pesi molecolari, il V7001 è un terpolimero all’ENB bimodale, aggiunto al confronto anche se caratterizzato da viscosità Mooney più elevata.

Lo studio è molto lungo e in esso com-

paiono confronti di viscosità Mooney, di velocità di vulcanizzazione, di caratteristiche meccaniche, ove si nota una convenienza nei valori ottenuti con l’EPDM rispetto all’EPM, una convenienza in lavorabilità della catalisi metallocenica data dalla limitazione della frazione polietilenica rispetto a quella polipropilenica, dagli effetti di dissipazione elettrica in acqua sensibili con il V1703P, dagli effetti di capacità elettrica (capacitanza, tendenza ad accumulare cariche elettriche) favorevoli con il V1703P, dagli effetti di resistenza alla dissipazione elettrica in acqua favorevoli con il V722, dagli effetti di controllo sulla efficienza della vulcanizzazione favorevoli con i terpolimeri EPDM a catalisi metallocenica preparati a partire dal copolimero EPM V722.

materie prime CINETICA DELLA REAZIONE SILICE-SILANI A. Blume - Evonik Degussa GmbH (e-mail: anke.blume@evonik.com); Kautschuk Gummi Kunststoffe (KGK); 64/4-38-2011. Rif. E2937.

L

o scopo dell’articolo qui recensito è la puntualizzazione della differenza del meccanismo di azione silanico in presenza di un gruppo mercaptanico piuttosto che di un gruppo alchilico; inoltre è la puntualizzazione dell’influenza della grandezza molecolare e della forma del silano, la differenza di attività di un gruppo etoxi- piuttosto che metoxi-. Le prove in merito vengono condotte facendo reagire silice e silano in decano, facendo terminare la reazione per raffreddamento in azoto liquido, determinando mediante gascromatografia (GC) la quantità di etoxi- o di metoxi-derivato dopo desorbimento con dietilenglicol-monobutil etere (DEGMBE). Il silano residuo viene caratterizzato con analisi strumentali: GC (Gas Chromatography), HPLC (High Performance Chromatography) o con GPC

(Gas Permeation Chromatography).

Viene valutata anche la velocità di recupero dell’-etoxi (EtOH) e del -metoxi (MeOH) dalla silice (Ultrasil 7000 GR) in decano dopo trattamento di 1 ora a 120°C, senza aver aggiunto il silano.

Viene analizzato il comportamento di diversi silani. VP Si 363 contenente 2 lunghi gruppi alcoxi-etoxi-sililici, un gruppo etoxi-sililico e un gruppo mercaptanico.

VP Si 263 contenente tre gruppi etossisililici e un gruppo mercaptanico. XP Si 303 contenente 2 lunghi gruppi alcoxietoxi-sililici, un gruppo etoxi-sililico e un gruppo alchilico. Dynasilan PTEO contenente tre gruppi etossi- sililici e un gruppo propilico.

Il termine con reazione più lenta è il Dynasilan PTEO. La sequenza crescente di velocità di reazione è PTEO < Si 263 < Si 303 < Si 363.

Nel testo compaiono utili figure che rappresentano più chiaramente la situazione: inoltre che rappresentano la distribuzione dei legami di attacco alla silice, facendo comprendere l’importanza dei legami tiolici e l’importanza delle lunghe catene alcossiliche del silano Si 363 nella formazione di possibili e utili legami di Idrogeno.

Nel corso delle considerazioni viene appurato che la reattività dei silani è tanto più elevata, quanto più corta è la sua catena alchilica: infatti si nota che anche in presenza di catene trimetossisilaniche la reattività è maggiore che in presenza di catene trietossisilaniche.

Nell’ambito dei mercaptosilani si riscontra la validità di quanto sopra già dedotto. Un grafico testimonia la maggiore velocità di reazione con silani contenenti catene metoxi- nei rapporti dei silani contenente catene etoxi- e inoltre testimonia l’utilità della presenza di tre gruppi metoxi-.

L’autore considera anche prodotti caratterizzati da gruppi diversi da quelli considerati nella prima parte dell’articolo. Ad esempio realizzano che il tiocianatopropiltrietossisilano, con i suoi gruppi propilici e con i suoi gruppi trimetossisililici presenta elevata velocità di reazione con la silice. La velocità di reazione con la silice aumenta a secondo del gruppo funzionale nell’ordine Cl < Sx < mercapto < vinile < tiocianato. L’autore deduce quindi che i gruppi tiocianici conferi-

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ELASTICA | ABBIAMO LETTO PER VOI

scono la più elevata tendenza all’assorbimento sulla silice e pertanto la maggiore efficacia.

(L’articolo è in lingua inglese)

prodotti e processi PARAMETRI DI SOLUBILITÀ PER LA COMPATIBILITÀ DI PLASTIFICANTI CON HNBR R. Hornig, K. Athanasopulu (roy. hornig@elringklinger.de); Gummi Fasern Kunststoffe; (GAK); 64/3165-2011. Rif. E2938.

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el corso della mescolazione possono intercorrere fenomeni fisici vari, come effetti di eterogeneità, di flocculazione, di coalescenza. Ciò dipende anche dal fatto che vengono superati i valori permessi dai parametri di solubilità. Inoltre dipende dal fatto che durante la mescolazione avvengono fenomeni di natura diversa a secondo della natura dei materiali.

Viene infatti puntualizzato che un sistema carica/matrice polimerica va riguardato come una sospensione, mentre un sistema plastificante/matrice polimerica va riguardato come una emulsione. In ogni caso il parametro di solubilità di un materiale viene assimilato al valore della radice quadrata della energia di coesione espressa in (MPa)0,5, talvolta anche in (J/cm3)0,5.

Gli autori non escludono che i parametri di solubilità possano essere calcolati sulla base di costanti di attrazione, di energia di legami di Idrogeno e di volumi mola-

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ri, tuttavia normalmente i valori dei parametri di solubilità sono tabulati. Nel testo dell’articolo viene riportata una interessante tabella, nella quale compaiono i valori dei parametri di solubilità espressi in (MPa)0,5 di un centinaio di esteri.

Di fondamentale importanza nella valutazione della compatibilità tra fasi diverse è la tensione superficiale delle singole fasi.

Vengono riportate le tensioni superficiali espresse in mN/m (milliNewton/metro) di molti plastificanti contro diverse superfici: contro l’aria, contro il PTFE, contro l’EPM (polimero etilenpropilenico), precisando anche l’angolo di contatto tra il plastificante e il substrato. Si verifica che, nel caso di plastificanti monomerici, a valori di tensione superficiale più bassa anche l’angolo di contatto con il substrato è più basso. Inoltre si verifica che a tensioni superficiali crescenti corrispondono parametri di solubilità crescenti, a volte con andamento lontano da quello lineare.

L’articolo contiene stretti e precisi commenti dei risultati, trovando in ogni caso la corrispondenza con la dipendenza dei parametri succitati o quanto meno con le varie situazioni descritte. Vengono trovate e descritte con relazioni matematiche anche diverse interessanti corrispondenze, ad esempio tra lo stato di tensione superficiale e la densità dell’energia di coesione, ovvero anche tra la dipendenza dei parametri di solubilità dalla temperatura.

In tre gruppi di grafici, nei quali vengono rappresentate tre tipologie di dipendenza dei parametri di solubilità dalla tensione superficiale, viene fato rilevare che i parametri di solubilità sono ben più elevati per materiali con volume molare elevato, quali sono ad esempio gli alto-polimeri, rispetto ai materiali con volume molare poco elevato quali sono i plastificanti. Secondo i concetti sviluppati nell’articolo, tale situazione porterebbe a considerare che miscibilità più elevata dovrebbe essere ottenuta tra polimeri o quanto meno tra polimeri e plastificanti con parametro di solubilità elevato.

L’articolo è molto lungo, non è finito e non è di facile lettura, perché contiene molti commenti sulle relazioni matematiche, in gran parte esponenziali scritte in caratteri tipografici molto piccoli. Sull’argomento si potrà tuttavia ritornare dopo che sarà stato pubblicato il seguito delle considerazioni, peraltro già annunciato,

L’INDUSTRIA DELLA GOMMA | ELASTICA | ottobre 2011

materie prime MODIFICA SUPERFICIALE DELLA SILICE PER LE MESCOLE DI GOMMA W. K. Dierkes, M. Tiwari, R. N. Datta, A. G. Talma, J. W. M. Noordermeer, W. J.van Ooij; Gummi Fasern Kunststoffe (GAK); 64/3-153-2011.

Rif. E2939.

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er favorire la compatibilità e la funzionalità delle silici nei riguardi delle interazioni con le mescole di gomma, gli autori considerano in modo speciale le possibilità di impiego di trattamenti a plasma, nella fattispecie servendosi di un recipiente di reazione senza elettrodi configurato come un “becher”, nel quale viene applicata una corrente a radiofrequenza di 13,56 MHz, mantenendo le condizioni di mescolazione a diverse pressioni. Vengono presentati studi basati sul trattamento superficiale della silice precipitata Ultrasil VN3 della Evonik (Degussa) con plasma, preparato per polimerizzazione in presenza di acetilene, di pirrolo, di tiofenolo. Inoltre vengono presentati aspetti ottenuti in presenza di silice silanizzata.

La descrizione dello studio viene eseguita sulla base dei valori di effetto Payne e di bound rubber riscontrati sulle mescole dei diversi elastomeri, ivi tenendo conto degli effetti dovuti alla presenza o meno dei trattamenti con radiofrequenza.

Viene rilevato che, a testimonianza del fatto che esiste un effetto risultante dalla applicazione della radiofrequenza in presenza dei rispettivi agenti (acetilene, pirrolo, tiofene), che sulle mescole di S-SBR si notano miglioramenti di resistenza all’effetto Payne nei casi di applicazione di plasma a base di acetilene e di applicazione di silice silanizzata. Inoltre viene rilevato che si notano aumenti di bound rubber soprattutto con applicazione di plasma a base di acetilene o di tiofene.

Sulle mescole di EPDM, l’influenza positiva sulla resistenza all’effetto Payne mostrata dalla presenza di plasma a base di acetilene o di pirrolo o di tiofene, nonché

ELASTICA | ABBIAMO LETTO PER VOI

dalla presenza di silice silanizzata, è anche più evidente che sulle mescole di S-SBR. L’aumento di bound rubber si rileva particolarmente in seguito all’applicazione di plasma di acetilene.

Sulle mescole di S-SBR/EPDM (50/50) le migliori resistenze all’effetto Payne si riscontrano in seguito all’applicazione di plasma a base di pirrolo e soprattutto con l’impiego di silice silanizzata.

Sulle mescole di NBR gli effetti del trattamento a plasma sulla silice sono invece poco rilevanti. Rimane però evidente la buona resistenza all’effetto Payne mostrata dall’azione della silice silanizzata. Nei riguardi della bound rubber, ne viene rilevato un aumento piccolo ma significativo a seguito della applicazione di plasma di acetilene e di plasma di tiofene.

Sulle mescole di NBR/EPDM è interessante notare la migliore resistenza all’effetto Payne dopo appplicazione di plasma a base di pirrolo e con applicazione di silice silanizzata. Con applicazione di plasma a base di pirrolo si riscontra anche il più elevato contenuto di bound rubber.

Va precisato che gli aumenti di bound rubber sono caratteristici, perché testimoniano migliore interazione tra carica ed elastomero, e pertanto migliore rinforzo.

Inoltre, che le migliori resistenze all’effetto Payne appaiono dalla minore diminuzione di modulo dinamico conseguenti all’effetto di sollecitazioni dinamiche a piccola ampiezza seguite da sollecitazioni dinamiche a grande ampiezza. I risultati riportati dagli autori si riferiscono alle differenze tra la componente elastica G’ del modulo dinamico a torsione con ampiezza 0,56% e quella relativa alla componente elastica G’ del modulo dinamico a torsione con ampiezza a 100,04 %.

Nella pratica gli articoli di gomma, in modo più o meno rilevante, sono infatti soggetti più o meno sempre a sollecitazioni di diversa ampiezza, per cui va apprezzata l’importanza dei risultati descritti nell’articolo qui recensito nei riguardi dei trattamenti a plasma e anche nei riguardi di quanto a confronto viene ottenuto con l’azione dei silani (TESPT - Si69) sulla silice precipitata.

L’articolo, a firma di ricercatori molto celebri, è particolarmente interessante e risulta perfettamente chiaro, anche per la lodevole forma linguistica impiegata.

prodotti e processi IL PROSSIMO INVERNO ARRIVA PUNTUALE Benjamin Stöhr - (e-mail: stoehr.benjamin@de.sika.com); Kautschuk Gummi Kunststoffe (KGK); 64/4-10- 2011. Rif. E2940.

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el cuore della città vecchia di Norimberga, residenti e visitatori della metropoli della media Franconia possono comodamente parcheggiare la propria vettura nel parcheggio dello Jakobsmarkt, ove sono disponibili 456 posti nell’arco delle 24 ore. In inverno tuttavia la lunga e ripida rampa di accesso presenta problemi dovuti allo sgombero della neve e allo spargimento di sali, che assicurano l’afflusso e il deflusso dei veicoli. Da un lato lo sgombero della neve con mezzi meccanici sollecita pesantemente la superficie, dall’altro lato i sali vengono trascinati per tutto il parcheggio. Con precipitazioni abbondanti e con basse temperature spesso non si riesce a sciogliere completamente il ghiaccio, per cui la rampa di accesso si trasforma in un pericoloso scivolo.

Per ragioni di sicurezza sono quindi risultati necessari provvedimenti di manutenzione, che hanno portato a far installare un impianto di riscaldamento elettrico.

Non ha potuto essere applicato un riscaldamento a base di acqua calda, perché questo, a causa degli elevati sbalzi di temperatura, dà luogo a rotture tra lo strato di cemento e lo strato riscaldato.

Pertanto è stato installato un riscaldamento a più strati a cura della ditta STL di Dresda, che ha applicato materiali della ditta Sika Deutschland. Per la protezione della superficie sono stati preparati due strati di “Elastomastic TE”, costituiti da un prodotto reattivo bicomponente a base di una combinazione di resina epossidica e poliuretano (EP-PUR). Il rivestimento è di tipo elastico, è di materiale reattivo e da anni è applicato con il nome RHD Belag sotto forma di strato sottile tra uno strato

di acciaio e uno strato di cemento (RHD vuole appunto significare ReaktionHarzgebundenerDünnbelag). Il rivestimento principale ha globalmente lo spessore di 6-8 mm ed è caratterizzato da elevata resistenza chimica e meccanica.

Il materiale ha costituzione che comprende però anche ulteriori strati Uno spaccato della combinazione di questi compare nell’articolo. Lo strato più interno di sottofondo è di resina epossidica (Sikafloor-161), sopra ad esso sono alloggiati sensori di temperatura e condutture elettriche per il riscaldamento con corrente a 230 Volt e uno strato di tessuto annegato in una resina epossidica (Sikafl Sikafloor-159), indi sono posti due laminati, uno facente parte delle installazioni termiche (Stelo-therm KS) e l’altro facente parte di una installazione isolante (Sika Elastomastic TF), più sopra è posto un laminato con funzioni di equilibratore del potenziale elettrico, più sopra ancoera ono posti due strati di copertura del già citato Sika Elastomastic TF. Lo strato di usura consiste in un ibrido costituito da un prodotto reattivo bicomponente a base di una combinazione di resina epossidica e poliuretano (EP-PUR), in cui è annegata una sabbia vetrosa, che provvede anche a migliorare le proprietà di antiderapanza.

prodotti e processi ANALISI DELLA TRIBOLOGIA DEI LABBRI DEGLI ANELLI DI TENUTA B. Wennehorst, G. W. G. Poll wennehorst@imkt.uni-hannover. de; Kautschuk Gummi Kunststoffe (KGK); 64/4-19- 2011. Rif. E2941.

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a decine di anni vengono usati per molte applicazioni organi di tenuta radiali elastomerici. Durante le pause tali organi esercitano una tenuta statica che nasce dalla interferenza tra il labbro dell’anello e le parti rotanti. Durante la

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ELASTICA | ABBIAMO LETTO PER VOI

rotazione dell’albero, si sviluppa un film lubrificante; questo supporta un carico idrodinamico, che provvede un effetto di tenuta dinamica anche se i contatti sono assoggettati gradienti di pressione.

Negli ultimi 20 anni sono stati fatti molti progressi nello studio del modelling dei contatti dinamici di tenuta.

Gli autori espongono un loro studio sperimentale eseguito in una attrezzatura di valutazione di anelli di tenuta posta in un carter trasparente di zaffiro (forma di corindone AlO). Con l’attrezzatura viene misurata la coppia assorbita durante la frizione nella rotazione dagli anelli di tenuta (qui anelli di fluoroelastomero FKM) a contatto con l’albero rotante. Inoltre con un microscopio comunicante con l’interno del carter viene valutata la quantità di olio lubrificante che trafila dal labbro di tenuta e con adatta metodologia viene misurata la temperatura, lo spessore nonché la distribuzione dell’olio lubrificante durante l’esperimento.

L’adatta metodologia consiste nella applicazione di un metodo di fluorescenza in ambiente Laser denominato LIF (Laser Induced Fluorescence). La fluorescenza viene sviluppata da un additivo dell’olio, che emette una determinata radiazione fluorescente allorché viene eccitato con una luce di determinata lunghezza d’onda, per cui l’intensità della fluorescenza, captata da speciali filtri, si correla direttamente con lo spessore del film di lubrificante. La registrazione del tempo di sviluppo della efflorescenza è molto delicata, e ha significato di registrazioni dell’ordine dei nanosecondi.

Mentre vengono eseguite le misurazioni dello spessore del film di olio lubrificante, viene determinata anche la coppia di tenuta nell’intervallo di velocità di rotazione da 0 a 300 rpm. Il valore più grande del minimo spessore del lubrificante è di circa 300 nanometri.

La crescita più significativa dell’aumento di spessore del lubrificante si riscontra alle basse velocità e soltanto nella regione centrale della zona di contatto.

Attuali studi tendono però ad evidenziare una mappatura topografica del film di lubrificante per armonizzare le interpretazioni riguardo agli effetti a livello termico e riguardo a situazioni di andamenti di gradienti di scorrimento. Un assunto che vorrebbe evidenziare la presenza di

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un flusso laminare non viene considerato realistico neppure a basse velocità del flusso.

Il lavoro ha l’impronta di relazione scolastico-universitaria rivolta ad un pubblico specialistico. L’articolo tende a commentare situazioni fisiche importanti nella reologia della gomma, ma viene esposto in modo poco sistematico, per cui risulta di difficile e scomoda lettura.

(L’articolo è in lingua inglese)

prodotti e processi CAVI ADATTI A FUNZIONARE ANCHE IN PRESENZA DI INCENDI Stan Stephan - Dekoron Wire and Cable; Rubber World; 242/2-29-Maggio 2010. Rif. E2942.

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egli USA una delle prove originarie di resistenza al fuoco dei cavi è stata introdotta dalla Philadelphia Electric Company negli anni ’60. Essa consiste in una prova in una attrezzatura verticale di acciaio galvanizzato contenente cavi elettrici. La fiamma proviene da un telo di sacco impregnato di oli per trasformatori.

Il test così concepito non risultava riproducibile e da allora sono state introdotte diverse varianti. Nel 1974 per accendere il telo impregnato è stato introdotto un bruciatore alimentato a gas naturale o a propano largo 254 mm, che produce un flusso termico di 70000 btu/ora e che sviluppa una temperatura di circa 815°C. Su tale base la IEC (International Electrotechnical Commission) ha poi introdotto gli standard IEC 60332-1, -2, -3.

La Dekoron (1974) aveva adottato per i propri sviluppi uno standard IEEE 383, oggi sostanzialmente detto IEC 60331, che ha preluso a nuovi sviluppi con un bruciatore lungo 610 mm posto immediatamente sotto il campione in esame per 3 ore, sviluppando una temperatura di 750°C. La British Standard 6387 è un altra normativa oggi in uso, che prescrive come bruciatore l’attrezzatura IEC 60331 sunnominata, impiegata per 20’ a 950 °C, con

L’INDUSTRIA DELLA GOMMA | ELASTICA | ottobre 2011

opzioni per impiego di 3 ore a 950°C. Il complicato sviluppo delle normative sfocia oggi nello standard 1709 della Underwriters Laboratories designato per i test di isolamento nel quadro della protezione delle strutture di acciaio dei grattaceli. Lo standard 1709, con temperatura di 1100°C e con flusso termico di 65000 btu/piede2-ora, viene indagato come possibile per applicazioni in raffinerie. Il test richiede condutture in Ni-Cu, ove però il Cu fonde a 1454°C, ma il Ni fonde a 1078° C. È in corso quindi uno studio, al quale partecipa anche la Dekoron, con salita a 1100°C in 5 minuti e con flusso termico di 65000 btu/piede2-ora.

L’articolo si svolge esponendo alcune considerazioni riguardanti i materiali di impiego per la realizzazione dei cavi elettrici oggetto di studio.

La muscovite, impiegata come materiale isolante a diretto contatto con il conduttore, ha temperatura di calcinazione ottimale di 600°C. I cavi in questione sono caratterizzati da materiali estrusi come polietilene, polietilene reticolato (XLPE), gomma etilenpropilenica. Il materiale isolante che supporta la mica ha però temperatura limite di 593°C e diviene conduttivo a 1010°C. La resistenza elettrica di isolamento (nell’articolo denominata IR !) presenta una forte discesa da 109 Ohm a partire da 482°C (900°F) e, dopo una discontinuità, presenta un decadimento più graduale, con discesa a 104 Ohm a 1100°C (2000°F). La sua capacitanza aumenta gradualmente a partire da 482°C, dopo di che gli aumenti sono più significativi.

Lo stato dell’arte prevede l’impiego di un materiale siliconico a struttura ceramicosimile, contenente un materiale vetroso con un intervallo di fusione molto largo a partire da 350°C fino a 800°C, dove ad opera di ingredienti non citati lo stato del materiale passa a cristallino. Il materiale ceramificabile dà luogo a barriera al fuoco e a soppressione dei fumi.

La Dekoron dispone di circuiti integrati rispondenti alla norma IEEE383 con flusso termico di 70000 btu/ora (≈ 20516 W) e con resistenza alla fiamma a 1500°F per 60 minuti conservando le caratteristiche elettriche rispondenti alla norma IEC331 mantenendo le caratteristiche di circuito integrato per 3 ore a 750°C., rispondenti alla norma BS6387 mantenendo le carat-

ELASTICA | ABBIAMO LETTO PER VOI

teristiche di circuito integrato per 20 minuti a 950°C, rispondenti alla norma 1709 della Underwriters Laboratories modificata mantenendo le caratteristiche di circuito integrato per 20 minuti a 1100°C. Viene concluso che per il funzionamento di un cavo durante l’emergenza fuoco occorre: un isolamento con sistema siliconico, una copertura non alogenata che formi una cenere ceramica stabile durante il fuoco, un isolamento resistente alla umidità, una rispondenza alle normative della Underwriters Laboratories o simile per assicurare anche la rispondenza agli standard industriali.

prodotti e processi L’IMPIEGO DELL’ENERGIA CON GLI ODIERNI DRIVE DI CONDUZIONE Michael Perlman - Siemens Industry; Rubber World; 242/2-16-Maggio 2010. Rif. E2943.

È

logico ritenere che efficienza energetica significhi mantenere il medesimo livello di produzione con più bassi costi di energia, tuttavia oggi ci si orienta a pensare che un sistema energeticamente efficiente debba corrispondere a un maggiore livello di produttività. Si deve quindi tendere a rendere un processo “ricorrente”, perché ciò assicura un continuo aumento della produttività.

Anzitutto occorre un monitoraggio efficiente per puntualizzare il consumo di energia anche con impiego di apparati speciali per monitorare i fattori di potenza e per poter calcolare i costi di ogni elemento che richiede un investimento. Così, occorre calcolare l’influenza dei costi dell’impiego di apparecchiature meccaniche ed elettro- o elettronico-meccaniche sul proprio sistema di valutazione.

Ciò porta l’autore ad affermare che l’efficienza si rivela anche allorché esiste la possibilità di discernere la distribuzione del consumo di energia negli intervalli di bassa richiesta di questa, perché ciò è uno strumento utile, che porta ad attrezzarsi

con una struttura ad unico drive centrale, da cui dipendono altri drive.

Per rendere l’articolo più convincente ed evidentemente per dimostrare che i concetti esposti si basano sull’esame di situazioni industriali di rilievo, che coinvolgono importante esperienza di progettazione e di gestione, l’autore correda il suo lavoro con belle fotografie di macchinari e di particolari di essi, che vogliono sintetizzare e comprovare i contenuti trattati. Appare un grosso impianto di vulcanizzazione, in cui si vuole significare che i drive si propongono ora di misurare e di innescare l’esecuzione di tutti i parametri del macchinario, ivi comprendendo le funzioni di sicurezza. Inoltre appare un particolare di un meccanismo ad alta efficienza per il controllo della torsione. Infine appare un meccanismo ad alta efficienza che funziona da driver della pompa di alimentazione del materiale in una macchina per soffiaggio e che può funzionare da driver anche per estrusori e per presse a iniezione.

La parte iniziale dell’articolo è sintetizzata in un prospetto, peraltro espresso più chiaramente del testo relativo. Il miglioramento continuo dell’efficienza energetica si esplica in tre tempi: identificazione del proprio potenziale energetico, valutazione dei potenziali significativi considerando i costi ciclici dei propri investimenti, realizzazione delle misure di efficienza curando i miglioramenti del macchinario e del processo.

L’articolo è una descrizione teorica nella quale si fa cenno a metodologie applicative, senza peraltro fornire particolari tecnici di rilievo.

materie prime NERO DI CARBONIO DA PIROLISI E NERO DI CARBONIO STANDARD D. Maafa, H. Balard, J.-B. Donnet - e-mail: jb.donnet@uha.fr; Kautschuk Gummi Kunststoffe (KGK); 64/4-24- 2011. Rif. E2944.

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o studio considera le proprietà del nero di carbonio recuperato da articoli di gomma. Il recupero avviene pirolizzando vulcanizzati di gomma a 530°C, prevalentemente pneumatici, dopo separazione delle parti metalliche e degli ossidi metallici derivanti da silici, ZnO, ecc..

Il pirolizzato viene separato da sostanze liquide e gassose in esso formatesi, indi

viene polverizzato e viene caratterizzato con IGC (Inverse Gas Chromatography) ricavando IGC-ID oppure IGC-FC (rispettivamente materiale a diluizione infinita o a concentrazione finita).

Il lavoro presentato raccoglie la situazione verificata su numerosi campioni esaminati a contatto con n-alcani: neri di approvvigionamento standard, neri sperimentali, neri riciclati. Viene evidenziata l’importanza dell’influenza della eterogeneità e della ruvidità della superficie dei neri di carbonio, specialmente sui neri di carbonio riciclati, sui quali ultimi si riscontra maggior presenza di discrepanze, attribuite alla presenza di ossidi metallici sulla superficie.

L’eterogeneità delle superfici viene caratterizzata da funzioni (DF) della distribuzione dell’energia di assorbimento. Le funzioni DF dei neri di carbonio di corrente produzione industriale, esaminando in presenza di n-eptano, presentano distribuzione bimodale dell’energia di assorbimento, con un valore di circa 20 kJ/mole attribuito a strutture grafitiche, e con un valore di circa 30 kJ/mole attribuito all’influenza di strutture ai bordi dei domains grafitici. Le funzioni DF dei neri di carbonio riciclati presentano invece distribuzione monomodale, mostrando quindi una profonda differenza di costituzione strutturale, attribuita anche a differenze di “nanoruvidità”, che ha effetto sul comportamento nei riguardi del contatto con la fase gomma. In merito viene citato un riferimento bibliografico di Donnet/Custodero del 1993.

Nell’articolo vengono riportate sottili descrizioni di interpretazioni nelle analisi gascromatorafiche.

Con l’approccio di Inverse Gas Chromatogfaphy ID viene ricavato il componente dispersivo detto (γ)ds = (δΔGaCH2)2 / (4N2a2CH2 γCH2), dove N=Numero di Avogadro, aCH2 è l’area coperta da un gruppo metilenico (0.06 nm2), γCH2 è l’energia di superfice di un solido con superfice di un gruppo metilenico γCH2 = 35,6 + 0.058 (293-T) in mJ/

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ELASTICA | ABBIAMO LETTO PER VOI

m2. Il componente dispersivo (γ)ds è direttamente correlato con la polarizzabilità della molecola considerata.

Con l’approccio di Inverse Gas Chromatogfaphy FC il cromatogramma ottenuto viene invece retto dalla relazione (δN/δP) = JDt’/mRT Ove N è il numero di molecole assorbite, P è la pressione del provino nella colonna cromatografica, t’ è il tempo di ritenzione di un punto caratteristico nella colonna, J è il “coefficiente di James e Martin”, D è la velocità del flusso di uscita nella colonna, m è la massa di assorbente. L’integrazione dell’equazione rispetto alla pressione nella colonna permette di risalire al desorbimento in funzione della temperatura.

(L’articolo è in lingua inglese)

prodotti e processi COMBINAZIONI DI PROCESSI PER TECNICHE PLURICOMPONENTI J. Wittgrebe - e-mail: jwittgrebe@ billion-kunststofftechnik.de; Gummi Fasern Kunststoffe; (GAK); 64/3-176-2011. Rif. E2945.

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a pratica di ottenimento di articoli costituiti da più componenti è andata sempre più diffondendosi. Il lavoro qui presentato è orientato alla descrizione di procedure riguardanti le materie plastiche, ma sono numerosi gli aspetti che coinvolgono anche il “campo gomma”.

Il layout del macchinario diffuso per la

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produzione di articoli compositi è vario.

- Presse orizzontali con dispositivi di iniezione in posizione parallela o angolata.

- Macchine verticali con unità di chiusura verticali e con unità di iniezione laterali.

- Macchine a iniezione con un unico bocchettone di uscita, in cui convergono diversi apparati di iniezione, in modo da poter iniettare diversi componenti in diversi modi: contemporaneamente, l’uno dopo l’altro, intermittentemente.

- Macchine basate su alimentazione a piatti rotanti.

I layout più usati sono soprattutto quelli a macchine orizzontali, tuttavia sono spesso usati anche quelli in cui convergono diversi apparati di iniezione.

Viene nominato come esempio lo stampaggio di un coperchio per punterie costituito da poliammide 6.6. della DuPont con 50% di fibre di vetro e da una guarnizione elastomerica iniettata a base di Vamac AUM. Il processo viene realizzato in un tempo totale di 60 secondi con una pressa a iniezione Billlion 150 T in unione con una unità verticale della Rep per la iniezione e la vulcanizzazione della guarnizione di Vamac. Viene riportato che la brevità del tempo di produzione viene assicurata dalla efficienza dell’allontanamento del calore residuo dalla zona del contorno.

Un ulteriore esempio citato è una placca di ventilazione interna per automobili costituita da poliammide 6.6. con 30% di fibre di vetro, al contorno della quale viene iniettata una guarnizione elastomerica. L’articolo viene prodotto con una pressa a iniezione elettrica Select H150/260 da 1500 kN attrezzata con un apparato a iniezione per gomma, che opera l’iniezione in modo sequenziale.

Tale apparato è caratterizzato da una vite a tre settori, che rende possibile realizzare le condizioni di iniettabilità con una bassa compressione e con un basso danno sul materiale.

Viene ricordata anche la possibilità di iniettare gomme siliconiche liquide (LSR), che richiedono particolari viti con rapporto L/D 17 (lunghezza/diametro) e ugelli pneumatici.

Gli articoli a pluricomponenti possono pertanto essere costituiti da materiale termoplastico + materiale termoplasti-

L’INDUSTRIA DELLA GOMMA | ELASTICA | ottobre 2011

co, materiale termoplastico + LSR, materiale termoplastico + gomma vulcanizzata, materiali termoplastici + BLC (Bulk Moulding Compound).

L’autore esamina poi la convenienza energetico-economico-pratica dell’impiego di apparati a riscaldamento elettrico piuttosto che a riscaldamento idraulico, esponendo le componenti di costo e le componenti pratiche. Dal punto di vista energetico appare la convenienza per il riscaldamento elettrico; la valutazione diviene comunque difficile considerando il costo degli impianti.

prodotti e processi COEFFICIENTE DI ATTRITO DI SUOLE SU PAVIMENTI CERAMICI M. K. Mohamed, A. M. Samy, W. Y. Alì - e-mail: wahyos@hotmail.com; Kautschuk Gummi Kunststoffe (KGK); 64/4-44- 2011. Rif. E2946.

N

egli USA viene raccomandato di orientarsi su un coefficiente di attrito di 0,5 come standard d’uso per pavimenti destinati alla deambulazione normale. In Europa invece un pavimento con coefficiente di attrito di 0,3 o superiore viene definito molto resistente allo scivolamento, con coefficiente di attrito tra 0,2 e 0,29 viene definito resistente allo scivolamento, mentre un pavimento con coefficiente di attrito tra 0,15 e 0,19 viene considerato insicuro. Un pavimento viene definito scivoloso se ha coefficiente di attrito inferiore a 0,15 e molto scivoloso se ha coefficiente di attrito inferiore a 0,05.

La legislazione di molti Stati considera invece un limite minimo di coefficiente di attrito μ di 0,5 come limite di sicurezza, che diviene poi 0,60 secondo le direttive “Disabilities Act Accessibility Guidelines” e che diviene 0,8 per le rampe.

Sul pericolo di scivolata influiscono diversi fattori: la geometria della superficie del pavimento e della suola, lo stato di bagnatura con fluidi vari in cui si trova la superficie, la ruvidità della superficie, l’assorbimento di materiali su di essa. Nell’articolo vengono descritte metodologie di prova varie per caratterizzare il problema in riferimento a casi pratici.

ELASTICA | ABBIAMO LETTO PER VOI

L’attrezzatura per le prove di attrito è basata su una placca ceramica, sulla quale appoggia un piatto porta-provino, che permette di supportare una forza in direzione normale contro la placca ceramica e una forza tangenziale in

direzione conveniente. I provini sono previsti con facce piane e parallele, sia lisci, sia caratterizzati da tasselli con direzioni varie. Le prove consistono nella misura dell’andamento del coefficiente di attrito, cioè della componente forzanormale/forza tangenziale.

Il testo riporta i coefficienti di attrito in funzione dell’altezza dei tasselli sull’articolo, in funzione della loro posizionatura rispetto alla direzione e al verso di trascinamento del tassello, in funzione del tipo di sottofondo (ceramico, secco, bagnato, coperto di detergente).

Per i tasselli secchi e per quelli bagnati di acqua appare che in funzione dell’altezza del tassello il coefficiete di attrito ha andamento di tipo quasi analogo, seppure mostrando valori molto più alti per i tasselli secchi rispetto a quelli bagnati (coefficienti di attrito 0,8÷1,8 contro 0,2÷0,35).

Per i tasselli bagnati di detergente invece si notano notevoli differenze di funzionamento. Permane la tendenza a migliore tenuta all’aumentare dello

spessore del tassello. Però con i tasselli orientati perpendicolarmente al senso di marcia sono segnalati i minori valori di coefficiente di attrito (0,08÷0,11), cioè la peggiore tenuta.

Tale comportamento viene ascritto al fatto che con i tasselli perpendicolari si origina un disaccordo idrodinamico più facilmente che con i tasselli paralleli. Con i tasselli orientati a 45° e a 0° si nota invece una tenuta, seppure scarsa.

Gli autori concludono che su sottofondo secco, aumentando lo spessore dei tasselli si verificano aumenti del coefficiente di attrito, cioè miglioramenti di tenuta. La direzione più efficiente dei tasselli è quella trasversale. Inoltre gli autori concludono che il massimo valore di coefficiente di attrito (1,29) si ottiene con tasselli larghi 1 mm orientati in direzione perpendicolare.

Ogni altra condizione, presenza di acqua, presenza di detergenti, provoca peggioramenti di tenuta.

(L’articolo è in lingua inglese)

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Numero di riferimento e titolo........................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................................... .........................................................................................................................................................................................

Segnalati nella sezione “Abbiamo letto per voi” apparsa nel numero..........................................................................di “L’industria della Gomma /Elastica”.

Nome e Cognome..........................................................................................................................................

Azienda.......................................................................................................................................................... indirizzo..........................................................................................................................................................

Cap.....................Città...............................................................................Prov..............................................

Data................................Firma.......................................................................................................................

ottobre 2011

| L’INDUSTRIA DELLA GOMMA | ELASTICA |

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ELASTICA | Normativa REACH

Facciamo il punto su regolamenti e allegati di Beatrice Garlanda

Sul numero di aprile di Elastica ci eravamo occupati del regolamento 143/2011 del 17 febbraio 2011 di modifica dell’allegato XIV del regolamento REACH. Vogliamo ora continuare la disamina dei provvedimenti di modifica del regolamento REACH, considerando quelli pubblicati nella Gazzetta Ufficiale UE a partire da marzo 2011.

Regolamento (UE) 2011/252 Il regolamento, datato 15 marzo 2011, è pubblicato nella Gazzetta UE del giorno successivo.

Esso modifica l’allegato I del regolamento REACH sulle disposizioni generali relative alla valutazione delle sostanze e all’elaborazione delle relazioni sulla sicurezza chimica.

Lo scopo dell’allegato è quello di definire le modalità che i fabbricanti e gli importatori devono seguire per valutare e documentare che i rischi legati alla sostanza che fabbricano o 16 |

L’INDUSTRIA DELLA GOMMA | ELASTICA

importano siano adeguatamente controllati durante la fabbricazione e i loro usi propri e che gli operatori situati a valle della catena di approvvigionamento siano in grado di controllare adeguatamente i rischi.

Va osservato che il regolamento 1272/2008 sulla classificazione, etichettatura ed imballaggio delle sostanze e delle miscele armonizza le prescrizioni e i criteri di classificazione ed etichettatura delle sostanze, delle miscele e di taluni articoli specifici, tenendo conto dei criteri di classi-

ottobre 2011

ficazione e etichettatura del sistema mondiale armonizzato di classificazione e etichettatura delle sostanze chimiche (GHS).

L’allegato I del regolamento REACH è, di conseguenza, modificato per adeguarlo ai criteri di classificazione ed alle altre prescrizioni pertinenti del regolamento 1272/2008.

In particolare il regolamento 252/2011 stabilisce che una valutazione della sicurezza chimica effettuata dal fabbricante o dall’importatore della sostanza comprenda le seguenti fasi: - valutazione dei pericoli per la salute umana - valutazione dei pericoli che le proprietà fisico chimiche presentano per la salute umana - valutazione dei pericoli per l’ambiente - valutazione PBT e vPvB. Se, a seguito delle fasi di cui sopra, il fabbricante o l’importatore ritengono che la sostanza risponda ai criteri delle classi o categorie di pericolo previste dal regolamento 1272/2008 ed alle quali il regolamento 252/2011 rinvia o si tratti di una sostanza valutata come PBT o vPvB, la valutazione della sicurezza chimica deve comprendere anche le fasi di valutazione dell’esposizione e caratterizzazione dei rischi.

Inoltre il nuovo provvedimento prevede che la valutazione dei rischi

ELASTICA | Normativa REACH

per la salute umana prenda in considerazione l’aspetto tossico cinetico (assorbimento, metabolismo, distribuzione ed eliminazione) della sostanza ed i seguenti gruppi di effetti: - effetti acuti (tossicità acuta, irritazione e corrosività) - sensibilizzazione - tossicità da dose ripetuta - effetti CMR (cancerogenicità, mutagenicità sulle cellule germinali e tossicità sulla riproduzione.

Sulla base delle informazioni disponibili, altri effetti sono considerati, se necessario.

La valutazione deve sempre includere una dichiarazione che precisi se la sostanza risponde ai criteri enunciati nel regolamento 1272/2008 per la classificazione nella classe di pericolo cancerogenicità (categoria 1A o 1B), mutagenicità sulle cellule germinali (categoria 1 A o 1 B) e tossicità per la riproduzione (categoria 1A o 1B).

Si evidenzia poi che la valutazione dei pericoli che presentano le proprietà fisico-chimiche ha lo scopo di determinare la classificazione di una sostanza a norma del regolamento 1272/2008.

Come minimo sono valutati gli effetti potenziali per la salute umana delle seguenti proprietà fisico-chimiche: - esplosività - infiammabilità - potere ossidante Per quanto poi riguarda i pericoli per l’ambiente, la loro valutazione ha lo scopo di determinare la classificazione di una sostanza a norma del regolamento 1272/2008, e di identificare la concentrazione della sostanza al di sotto della quale è prevedibile che non vi siano effetti preoccupanti per l’ambiente. Questa concentrazione è nota come concentrazione prevedibile priva di effetti.

La prima parte della valutazione PBT e vPvB comporta il confronto dei dati disponibili con i criteri enunciati nella sezione 1 dell’allegato XIII e una dichiarazione da cui risulti se la sostanza corrisponde ai criteri. La va-

lutazione deve essere effettuata in conformità alle disposizioni di cui alla parte introduttiva ed alle sezioni 2 e 3 dell’allegato XIII. Se la sostanza corrisponde ai criteri, o se è considerata come PBT o vPvB, è effettuata una caratterizzazione delle emissioni, comprendente gli elementi pertinenti della valutazione dell’esposizione. È modificata la parte B del “formato sulla relazione della sicurezza chimica”.

regolamento (UE)2011/253 Il provvedimento sostituisce l’allegato XIII del regolamento REACH, relativo ai criteri per l’identificazione delle sostanze persistenti, bioaccumulabili e tossiche e delle sostanze molto persistenti e molto bioaccumulabili.

L’allegato definisce i criteri per l’identificazione delle sostanze persistenti, bioaccumulabili e tossiche (sostanze PBT) e delle sostanze molto persistenti e molto bioaccumulabili (sostanze vPvB), nonché le informazioni di cui occorre tenere conto per valutare le proprietà P, B e T di una sostanza.

Per identificare le sostanze PBT e vPvB si applica un metodo che poggia sulla forza probante dei dati e sul parere di esperti, confrontando i dati pertinenti e disponibili (di cui al punto 3.2 dell’allegato stesso con i criteri figuranti nella parte 1 di questo). In base a questo metodo è vagliato l’insieme delle informazioni disponibili per l’identificazione di una sostanza PBT o vPvB: risultati di studi in vitro di monitoraggio e modelizzazione, dati pertinenti sugli animali, informazioni tratte dall’applicazione dell’approccio per categorie, risultati basati sui metodi QSAR, esperienza umana ricavata da dati relativi a malattie professionali e infortuni, studi epidemiologici e clinici, studi di casi e osservazioni ben documentati.

I risultati sono accorpati in modo da costituire un’unica evidenza per determinare se una sostanza presenti una certa proprietà.

Regolamento (UE) 2011/366 Il provvedimento, del 14 aprile 2011, modifica il Regolamento REACH, per quanto concerne l’allegato XVII ed in particolare l’acrilammide.

L’allegato XVII si occupa delle restrizioni in materia di fabbricazione, immissione sul mercato e uso di talune sostanze, preparati e articoli pericolosi.

L’acrilammide è classificata come sostanza cancerogena di categoria 1B e mutagena di categoria 1B, I rischi collegati alla sostanza sono stati valutati in base al regolamento 793/93.

Secondo i risultati della valutazione del rischio, è necessario limitare il rischio per il comparto acquatico.

Sono inoltre stati espressi timori per l’esposizione dei lavoratori e delle persone attraverso l’ambiente, vista la natura cancerogena e mutagena della sostanza, la sua neurotossicità e la sua tossicità per la riproduzione, conseguenti all’esposizione derivante dall’impiego di malte a base di acrilammide.

Per proteggere la salute umana e l’ambiente si è ritenuto necessario limitare l’immissione sul mercato e l’uso dell’acrilammide nelle malte da iniezioni e in tutte le applicazioni di consolidamento del suolo. È stato, di conseguenza. modificato l’allegato XVII del regolamento REACH disponendo che l’acrilammide non può essere immessa sul mercato o utilizzata come sostanza o componente di miscele in concentrazione pari o superiore allo 0,1% in peso per applicazioni di consolidamenti del suolo dopo il 5 novembre 2012.

Regolamento (UE) 2011/494 Il regolamento, del 20 maggio 2011, modifica l’allegato XVII del regolamento REACH per quanto riguarda il cadmio.

Il cadmio e l’ossido di cadmio sono classificati come sostanze cancerogene di categoria 1B e come sostanze presentanti una tossicità acuta e cronica per gli organismi acquatici di categoria 1.

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ELASTICA | Normativa REACH

L’allegato XVII, come modificato, stabilisce che non è ammesso l’uso del cadmio e dei suoi composti in miscele articoli fabbricati partendo da polimeri organici sintetici (di seguito materie plastiche) quali: - polimeri o copolimeri di cloruro di vinile - poliuretano - polietilene a bassa densità, ad eccezione di quello impiegato per mescole madri colorate - acetato di cellulosa - resine epossidiche - resine a base di melammina-formaldeide - resina d’urea-formaldeide - poliesteri insaturi - tereftalato di polietilene - tereftlato di polibutene - polistirene cristallo/standard - metacrilato di metilacrilonitrile - Polietilene reticolato - Polistirene antiurto - Polipropilene - Polietilene ad alta densità - acrilonitrile-butadiene-stirene - polimetilmetacrilato È vietata l’immissione sul mercato di miscele e articoli fabbricati a partire da materie plastiche il cui tenore di cadmio (espresso in Cd metallico) è pari o superiore allo 0,01% in peso della materia plastica. In deroga, quest’ultimo divieto non si applica agli articoli immessi sul mercato prima del 10 dicembre 2011. Inoltre, in deroga, il divieto non si applica: - alle miscele prodotte a partire da rifiuti di PVC (PVC riciclato) - alle miscele e agli articoli contenenti PVC riciclato il cui tenore di cadmio non è superiore allo 0,1% in peso della materia plastica per le applicazioni del PVC rigido menzionate dall’allegato.

- I fornitori devono provvedere ad apporre in modo visibile, leggibile e indelebile sulle miscele e sugli articoli contenenti PVC riciclato, prima della loro immissione sul mercato, la dicitura “Contiene PVC riciclato” o il pittogramma corrispondente.

Non è ammesso l’uso di cadmio e 18 |

L’INDUSTRIA DELLA GOMMA | ELASTICA

suoi composti nelle pitture.

Per le pitture con tenore di zinco superiore allo 10% in peso, il tenore di cadmio (espresso in Cd metallico) non è pari o superiore allo 0,1% in peso della pittura utilizzata.

Le disposizioni di cui sopra non si applicano agli articoli colorati per motivi di sicurezza con miscele contenenti cadmio.

All’allegato XVII sono aggiunti i seguenti punti, relativi al cadmio e ai suoi composti: è vietato l’uso nelle leghe per brasatura in tenore pari o superiore allo 0,01% in peso. È altresì vietata l’immissione sul mercato di leghe per brasatura il cui tenore di cadmio (espresso in Cd metallico) è pari o superiore allo 0,01% in peso. S’intende per brasatura un procedimento di giunzione realizzato con l’aiuto di leghe, a temperature superiori a 450° C. Il punto di cui sopra non si applica alle leghe per brasatura utilizzate per motivi di sicurezza.

Sono vietati (salvo che per gli articoli immessi sul mercato prima del 10 dicembre 2011 e agli articoli di gioielleria che, alla stessa data, avranno oltre 50 anni) l’uso e missione sul mercato se il tenore è pari o superiore 0,01% in peso del metallo in: monili di metallo e altri componenti di metallo impiegati nella fabbricazione di oggetti di gioielleria e parti di metallo di articoli di gioielleria e di bigiotteria e accessori per capelli.

Sostanze estremamente preoccupanti Da ultimo informiamo che sul sito dell’ECHA è pubblicata la lista aggiornata delle sostanze candidate a essere incluse nell’allegato XIV (sostanze soggette ad autorizzazione).

Le seguenti sette sostanze sono state inserite nell’elenco il 20 giugno 2011: - 1,2, 3- Tricloropropano CAS 96-18-4 - Acido 1,2- benzendicarbossilico, alchil-esteri di C6-8- ramificati, ricchi di C7 (DIHP) CAS 71888-89-6 - Acido 1,2-benzendicarbossilico, alchil- esteri di C7-11- ramificati e li-

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neari (DHNUP) CAS 68515-42-4 - 1-metil-2-pirrolidone CAS 872-50-4 - 2-Etossietil acetato CAS 111-15-9 - Dicloruro di cobalto CAS 7646-799 (la sostanza era già inserita nella "candidate list" per il pericolo di cancerogenicità, ora è inserita anche per la tossicità per la riproduzione) - Idrazina CAS 302-01-2/7803-57-8 - Cromato di stronzio CAS 7789-06-2 Ricordiamo anche che, dal 1° giugno 2011, sussiste l’obbligo, per i produttori e gli importatori di articoli, di notifica della presenza negli articoli finiti di sostanze incluse nella "candidate list". L’obbligo scatta se si verificano congiuntamente queste due condizioni: - la concentrazione della sostanza estremamente preoccupante nell’articolo è superiore allo 0,1% in peso - la quantità complessiva di tale sostanza presente in tutti gli articoli prodotti e importati supera una tonnellata l’anno.

L’obbligo di notifica non sussiste se la sostanza è già stata registrata per lo stesso uso o, se in condizioni normali o prevedibili, si possa escludere l’esposizione alla sostanza stessa.

La notifica va effettuata, in via informatica, entro sei mesi dall’inclusione della sostanza nella ”candidate list". 

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L’INTERVISTA DEL MESE: JAMES L. McGRAW

La gomma sintetica impegnata sull’innovazione Gli elastomeri sintetici superano ormai abbondantemente la metà dei consumi complessivi di gomma (nel primo trimestre di quest’anno hanno toccato il 59,2%). Questo giustifica il grande interesse, e in qualche caso anche le polemiche, di cui si è fatta eco la nostra rivista, con cui sono seguiti il loro sviluppo, l’andamento dei prezzi, l’equilibrio mondiale della concorrenza.

Di tutto ciò abbiamo parlato con Jim McGraw, direttore generale e CEO dell’International Institute of Synthetic Rubber Producers, in visita in Italia anche in vista del meeting internazionale dell’istituto che si terrà a Venezia nell’aprile prossimo.

Cominciamo parlando di mercati.

Negli ultimi mesi pare che il prezzo della gomma naturale si sia stabilizzato. Dopo aver abbondantemente superato i 5 dollari al kilo, all’inizio di settembre si è assestato attorno a 4,5 dollari.

La gomma sintetica continua invece ad aumentare. Quali i motivi di questo andamento?

L’IISRP non si occupa, per politica, dell’andamento dei prezzi della gomma sintetica. Posso però dire che ci sono molti fattori che influenzano questo andamento, in primo luogo il costo e la disponibilità di materie prime e la curva della domanda. Il prezzo del petrolio continua a crescere (adesso è ben al di sopra dei 100 dollari al barile) e lo stesso accade per il butadiene, che è la materia prima per molti dei principali elastomeri, che rincara dappertutto ma in particolare in Europa e Stati Uniti, trascinandosi dietro il prezzo degli elastomeri. C’è poi da aggiungere la crescente domanda della Cina e anche la ridotta disponibilità di butadiene.

Come mai questo shortage?

Essenzialmente perché, mentre

in passato la disponibilità superava la domanda, ora gli impianti di raffinazione stanno usando, si può dire, quantità più ridotte di materie prime e alternano il rapporto della produzione di butadiene e di etilene. Con la conseguenza che ci siamo trovati con una scarsità di butadiene.

La produzione di gomma sintetica continua a crescere, su scala mondiale, a ritmi sostenuti. Secondo i dati dell’IRSG, gli impianti dislocati in Asia rappresentano ormai più della metà del totale. La Cina ha pi una capacità produttiva di SBR di circa 1 miliardo di tonnellate e si calcola che alla fine di quest’anno supererà 1,5 miliardi. Di contro i suoi consumi sono di circa 1 miliardo di tonnellate. Ciò vuole dire che dobbiamo aspettarci una maggiore aggressività cinese sul mercato internazionale?

Non voglio commentare i dati dell’ISRG, tuttavia noi abbiamo più informazioni sulla capacità produttiva di gomma sintetica attraverso i nostri soci e i nostri corrispondenti nei paesi produttori, Cina compresa. Tutta l’Asia dispone di circa il 47% della

James L. McGraw

capacità mondiale e la Cina, da sola, il 22%. Questo per tutti tipi di gomma sintetica. La Cina ha una capacità

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L’INTERVISTA DEL MESE: JAMES L. McGRAW

di ESBR di 1.306 migliaia di tonnellate e 152 migliaia di tonnellate di SSBR. Ci sono parecchi nuovi impianti che entreranno in attività nei prossimi due anni ma, a nostra conoscenza c’è solo un impianto, che aumenterà la capacità produttiva di SSBR ed è quello di Pan-Jing dove ci si aspetta che 100.000 tonn. entreranno in produzione nel 2012. C’è poi un impianto di ESBR a Han Zhou che aggiungerà altre 50.000 tonnellate quest’anno. Noi pensiamo che la domanda cinese dei principali tipi di gomma sintetica continuerà ad essere maggiore della produzione nel prossimo futuro. Tuttavia le dinamiche del mercato potrebbero essere molto diverse fra cinque anni.

Nell’aprile del prossimo anno l’IISRP terrà a Venezia il suo 53° meeting internazionale. Quali saranno gli argomenti in discussione? È già possibile avere qualche indicazione sulle relazioni che verranno presentate?

Il tema del nostro 53° general meeting è “L’industria della gomma sintetica… sostiene il futuro” e naturalmente ci saranno molti relatori che affronteranno questo argomento. Sia dei nostri associati sia degli affiliati. Questa categoria di soci (in continua crescita) è stata creata qualche anno fa ed è riservata alle aziende fornitrici dei produttori di gomma sintetica e avranno un interesse particolare a questi argomenti. Il programma dettagliato dei relatori sarà reso noto in novembre. Posso però anticipare che vi saranno esponenti di alto livello dell’industria italiana, a cominciare da Fiat e da Pirelli.

L’industria della gomma sintetica è fortemente innovativa. Basta pensare a tutti i nuovi gradi di ogni singolo elastomero che sono stati sviluppati negli ultimi anni… e l’elenco continua ad allungarsi. Tutti offrono un più alto livello di prestazioni in una o più delle loro caratteristiche. Prendiamo, per esempio, le SSBR. Questi elastomeri sono impiegati nei pneumatici ad alte performance, che riducono i consumi di carburante, offrono maggior sicurezza in termini di tenuta di strada, danno un maggior valore aggiunto al consumatore. La BR con catalizzatori al neodimio è un altro esempio, anche nel campo dei pneumatici. Ci sono innumerevoli esempi per ogni tipo di elastomero.

Questo perché la nostra industria continua ad innovare e a dare al mercato prodotti sempre più performanti.

I produttori di gomma sintetica stanno lavorando a nuovi tipi di elastomeri più performanti al fine di acquisire più ampie quote di mercato?

FOCUS GOMMA SINTETICA 3-09-2007

14:45

UN SALONE PER LA GOMMA

Pagina 1

Materie priMe

La corsa dei prezzi mette a rischio la ripresa

La situazione è spiacevole ma soprattutto rischia di divenire drammatica a causa della mancanza di certezze sugli approvvigionamenti di alcune materie prime

Sotto ad ogni mescola PMG c’è un grande know-how.

Le Risposte Alle Vostre Domande Da oltre 30 anni PMG è leader nella produzione di mescole in elastomeri speciali ad elevata tecnologia. In continua evoluzione, offre soluzioni

Seguiamo con molta preoccupazione l’evoluzione dei prezzi delle materie prime, consapevoli delle difficoltà che ne derivano per l’industria della trasformazione

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PMG è in costante espansione sul mercato Europeo, in particolare grazie al nuovo sito produttivo in Romania che le permette di

1.

I primi mesi del 2011 sono andati molto bene. Meglio rispetto allo stesso periodo dell’anno scorso. Hexpol Compounding è sempre più presente, rispetto al passato, nel mercato italiano, attenta a cogliere nuove ed interessanti opportunità di business. Prevediamo per il 2011 un altro anno di sviluppo di rapporti con nuovi clienti nazionali conso-

essere sempre più vicina alle esigenze dei propri Clienti.

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C’è una preoccupazione apertamente dichiarata nelle risposte date dai compounder italiani (e non solo) alle nostre domande: la crescita ininterrotta del costo delle materie prime, leggi in particolare elastomeri sintetici speciali.

Il produttore di mescole si trova così stretto in una morsa alla quale è difficile sottrarsi. Da un lato deve confrontarsi con poche potenti multinazionali in grado di controllare prezzi e forniture. Dall’altro non può non tenere conto delle difficoltà di una clientela composta soprattutto da piccole e medie imprese che non riescono a trasferire al mercato finale gli incrementi di costo delle materie prime. La conseguenza è un mercato ingessato o per meglio dire paralizzato da reciproche diffidenze e timori.

Ed è un peccato (ma forse non è un caso) che ciò accada proprio in un momento in cui sembra si possa dire che la ripresa è partita in modo consistente. Il rischio è di sprecare una grande occasione.

INCHIESTA TRA I PRODUTTORI DI MESCOLE Le nostre domande 1.

Che bilancio si sente di tracciare per questi primi mesi del 2011 rispetto al corrispondente periodo dell’anno scorso? E che cosa prevede per la restante parte dell’anno?

2.

Negli ultimi mesi si è affacciato prepotentemente il problema della crescita esponenziale dei prezzi delle materie prime e in qualche caso anche dello shortage di alcune di esse. Lei come valuta la situazione, anche per le conseguenze che ne derivano per i vostri clienti e cioè per le industrie trasformatrici?

3.

Tornando alla situazione congiunturale, la domanda è oggi più sostenuta in Italia o all’estero? E in particolare per quali paesi e per quali segmenti di mercato?

4.

Sui mercati internazionali quale è la posizione competitiva delle mescole di produzione italiana in termini di prezzo e di qualità?

lidando ed aumentando le attività commerciali con i clienti già esistenti.

2.

La tendenza alla crescita inarrestabile dei prezzi delle materie prime è nota già dalla prima metà del 2010. In quel periodo le vendite di Hexpol Compoun-

Enrico Pantano

Hexpol Compounding

ding nel mercato USA e Cina furono, seguendo la domanda locale dopo la crisi del 2009, molto più importanti in volume rispetto allo stesso periodo del 2009. Inoltre la chiusura di alcune linee di produzione di polimeri, tipo EPDM, a fine 2008 inizio 2009 contribuì a condurre verso l’attuale situazione.

Personalmente già dalla scorsa primavera-estate informavo i clienti di questa tendenza.

Nella seconda metà del 2010 anche il mercato europeo (soprattutto tedesco, che ne ha trascinato poi altri) ha ripreso una certa vitalità con aumento della domanda rendendo sempre più evidente e “drammatico” questo problema.

Seguiamo con molta attenzione e pre-

Cesare Finazzi Mesgo Polska

Giorgio Cabrini Mesgo spa

1.

Il primo trimestre del 2011 si è chiuso con un incremento significativo di volume rispetto allo stesso periodo dello scorso anno, dove comunque avevamo registrato un incremento notevole rispetto al 2009.

Quasi tutti i paesi da noi serviti hanno contribuito a questa crescita ,in particolare i paesi dell’ Est Europa, del Medio Oriente e la Germania. Ottima la crescita anche in Italia, mentre la Spagna ha mostrato segnali di frenata (almeno per quello che concerne il segmento industriale di nostra pertinenza).

La restante parte dell’anno appare incerta nel complesso; anche la nostra clientela è divisa abbastanza equamente tra coloro i quali prevedono un mantenimento del trend di crescita e coloro che già intravedono segnali di rallentamento del flusso degli ordini.

Riteniamo sia molto difficile e rischioso fare delle previsioni, la nostra visione è piuttosto pessimistica per quanto concerne la capacità dei nostri clienti italiani di mantenere questo andamento di crescita, soprattutto se dovesse frenare l’entusiasmo della “locomotiva Germania”; più ottimistica per quanto concerne i paesi in via di sviluppo, che comunque stanno beneficiando di una cre-

PRODUZIONE MESCOLE GOMMA giugno 2011

| L’INDUSTRIA DELLA GOMMA | ELASTICA |

DOSAGGIO DELLE POLVERI

MATERIE PRIME

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scita costante ed importante del loro Prodotto Interno Lordo (crescita di cui beneficeranno di riflesso anche quelle poche realtà industriali italiane che hanno sedi produttive o commerciali in tali paesi).

2.

La situazione è spiacevole ma soprattutto rischia di divenire drammatica a causa della mancanza di certezze sugli approvvigionamenti di alcune materie prime.

Spiacevole perché in qualità di compoundatori siamo chiamati a fare da cuscinetto tra i fornitori di materie prime, in genere multinazionali che aumentano i listini senza troppe discussioni, ed i clienti, che fanno una fatica tremenda a ribaltare a loro volta gli aumenti sul mercato, anche a causa di un mercato estremamente frammentato e competitivo, e ci considerano “responsabili “ di questa situazione.

Drammatica perché non ce la sentiamo di acquisire nuove opportunità che ci si presentano, in quanto non saremmo in grado di mantenere le promesse di fornitura e rischieremmo di penalizzare i nostri clienti storici: l’acquisizione di nuovi progetti/clienti è fondamentale per garantire uno sviluppo sostenibile di un’azienda, e consente anche un sano ricambio o bilanciamento del posizionamento in alcuni segmenti di mercato.

I segnali che ci arrivano quotidianamente dai fornitori di materie prime non sono incoraggianti, e si parla di una situazione che potrebbe durare ancora per un paio di anni, tempo necessario al ripristino di una capacità produttiva adeguata. Come conseguenza immaginiamo un ulteriore aggravarsi dello scenario competitivo da parte di quelle aziende che non possono assolutamente permettersi di perdere volume…con tutte le conseguenze che ne derivano.

3.

Come già detto, stiamo avendo ottime soddisfazioni nei paesi dell’Est, in particolare Russia e Polonia, e nei paesi del Medio Oriente, in particolare in Turchia.

Il segmento di mercato che più ci sta dando soddisfazione è quello delle mescole speciali in silicone per cavi elettrici di sicurezza, quello delle mescole in fluoroelastomeri per il settore automotive, ed in

generale le mescole tradizionali sia per elettrodomestico che per il settore automotive.

4.

Non è possibile generalizzare, dipende dal paese, dalla tipologia di mescola, dalla maturità del segmento di mercato.

Possiamo dire che come filosofia di base la Mesgo s.p.a. non è attratta da segmenti a basso valore aggiunto, dove esiste una grande competitività anche di produttori locali, ma piuttosto si orienta a colmare quelle lacune tecnologiche o di servizio che consentono di valorizzare il prodotto: pertanto ne deriva che la nostra “proposizione di valore” ci fa uscire dall’ambito della competizione estrema, e ci posiziona in segmenti di mercato con un ciclo di vita decisamente in salita e premiante. 

La complessità della situazione esige un maggiore sforzo per monitorare la redditività delle vendite e, soprattutto, l’esposizione creditizia dei clienti

Cristina Ceriani Intermarp

1.

Il bilancio dei primi quattro mesi è sicuramente molto positivo non soltanto rispetto all’anno 2010, ma anche rispetto alle aspettative per l’anno in corso.

Come sempre è difficile fare previsioni fino alla fine dell’anno. Abbiamo comunque un portafoglio ordini, che in alcuni casi, traguarda la pausa estiva.

I dati in nostro possesso ci fanno comunque guardare con fiducia al futuro e la conferma di ciò sono gli investimenti in corso di realizzazione, in particolare la sostituzione dei due mescolatori aperti con altrettanti estrusori bivite. Con l’in-

GIUGNO 2011

| L’INDUSTRIA DELLA GOMMA | ELASTICA |

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MENSILE DEGLI ELASTOMERI E DEGLI ALTRI POLIMERI RESILIENTI

GIuGNO 2011 - NuMERO 5

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L’INDUSTRIA DELLA GOMMA | ELASTICA

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eu

Plastificanti

Nuovi esteri per basse e alte temperature di Stephen O’Rourke - Technical director Hallstar 1

Gli elastomeri acrilici sono impiegati in applicazioni che richiedono temperature costanti di utilizzo fra 135°C e 150°C con esposizione intermittente a 190°C. Tuttavia, a causa dell’alta temperatura necessaria per la maggior parte dei prodotti acrilici nella fase “post-vulcanizzazione” e delle temperature massime di esercizio ancora più alte, solo pochi plastificanti mostrano un grado di resistenza ragionevole all’impiego.

INTRODUZIONE In questo studio ci siamo concentrati su due nuovi plastificanti esteri in due tipi di elastomeri acrilici: il Vamac G e l’AR HyTemp AR212HR. Gli esteri polimerici sono ben conosciuti per la loro permanenza in questi elastomeri, ma soffrono quando si tratta di migliorare la loro performance a basse temperature.

Il TegMeR 812 e il Paraplex A-8000 sono esteri a basso peso molecolare che hanno un’elevata resistenza al calore, e allo stesso tempo presentano caratteristiche desiderabili alle basse temperature dopo invecchiamento per esposizione al calore. Inoltre, questi esteri possono essere utilizzati normalmente in HNBR. I dati in nostro

possesso illustrano i vantaggi di questi esteri nel miglioramento delle prestazioni a basse temperature.

In questo studio il Vamac G è stato usato come polimero base di riferimento (mescola di controllo). Il Vamac è un polimero adatto alle alte temperature fino a 175°C oltre ad avere una buona resistenza agli oli e ai lubrificanti. Poiché tale polimero è utilizzato in molte applicazioni complesse, in particolare nel settore automotive, la capacità di mantenere alte prestazioni anche alle basse temperatura è considerata un parametro importante.

Sono stati testati 4 plastificanti esteri contemporaneamente a un compound di controllo privo di plastificante

datisperimentali FormulazioneAEM

phr FormulazioneACM

phr FormulazioneHNBR

phr

Vamac G

100 HyTempAR212HR

100 Therban A3907

100

Nero FEF N 550

68

NeroFEFN550

50 Nero MT 990

40

2

VanoxCDPA

Naugard 445 Acido Stearico

1.5 AcidoStearico

Armeen 18D

0.5 Armeen18D

2

Naugard 445

1

1

Politene AC 617

1

0.5 Kadox 911C

1

Vanfre VAM

1

VanfreVAM

0.5 Maglite D/E

3

Plastificante

10

Plastificante

10 Plastificante

10

ZMTI

0.53

TAIC

1.50

MESCOLATOREAPERTO Vulcofac ACT 55

1.80 Rhenogran XLA60

Diak 1

1.50 Diak 1

2 0.6

Trigonox 101-45B

8

TegMeR 812

estere polietere dibutoxyethoxPlasthall DBEEEG yethoxy ethyl adipate dibutoxyethoxyeTP™-759 thoxy ethyl adipate estere polimerico Paraplex A-8000 adipato Il Plasthall DBEEEG e il TP-759 sono equivalenti dal punto di vista chimico ed essi sono stati considerati i plastificanti standard in compound con il Vamac per molti anni. Questi tipi di estere nel Vamac hanno buone caratteristiche, come illustreremo nella presentazione.

Il Paraplex A -8000 è un estere polimerico adipato a basso peso molecolare.

RISULTATI La storia termica di un compound indicherà più chiaramente le caratteristiche di volatilità di un estere.

La maggior parte dei compound con il Vamac è sottoposta a un trattamento di “post-vulcanizzazione” di 4 ore a 175°C. A questa temperatura e per un breve tempo di esposizione, si riscontra volatilità. Il confronto della perdita di peso dei compound a seguito del processo di “post vulcanizzazione”e una fase di invecchiamento di 6 settimane a 150°C in forno a circolazione d’aria, dimostra che il compound di controllo perde l’1,4% del proprio peso a causa di una combinazione di ausiliari di processo e del sistema di vulcanizza1 Distributore per l’Italia Eigenmann & Veronelli

ottobre 2011

| L’INDUSTRIA DELLA GOMMA | ELASTICA |

25

ve.

istiche alle basse temperature eristiche alle basse temperature sono state misurate in tre modi differenti: transizione vetrosa con DSC tial Scanning Calorimetry), impatto alle basse temperature o fragilità, e rigidità alla torsione con metodo .

Plastificanti a 1 mostra la transizione vetrosa originale di ciascun compound.

Tutti e quattro gli esteri abbassano in modo sostanziale la Tg (transizione veParaplex®-8 0 A0 0 -39 trosa) del composto Vamac. Come ci si attendeva, gli esteri monomeri TegMer TegMeR® 812 -44 812, Plasthall DBEEEG e TP-759 danno valori più bassi di temperatura di transizioPlasthall® DBEEEG -46 ne vetrosa rispetto al Paraplex A -8000 a più elevato peso molecolare.

TP™ -7 5 9 -44  Il test di impatto alle basse tempe            rature o di fragilità è conosciuto e dataControl -31  to ma sempre efficace, ma è anche un buon indicatore di quanto un plastifican-50 -40 -30 -20 -10 0 te estere possa influenzare il comporta mento di un compound alle basse tem Figura 1. Valori di Tg originale in °C dei vari compound. perature.  La Figura 2 mostra il confronto  nell’impatto a basse temperature fra -36 compound tal quali rispetto a quelli inParaplex® A-8000 -36 vecchiati per esposizione al calore.

-38 ll compound contenente TegMeR TegMeR® 812 -42 812 ha un lieve cambiamento nell’imafter Air Oven Aging, 168 hrs. @ -29 patto con la bassa temperatura dopo Plasthall® DBEEEG 175°C (347°F), all pass, °C -42 l’invecchiamento in forno ad aria calda as molded, all pass, °C -31 a confronto con il TP 759 e Plasthall DBETP™-759 -42 EEG. Il compound con il Paraplex A-8000 -30 non mostra alcun cambiamento nell’imControl -32 patto con la bassa temperature dopo l’invecchiamento per esposizione al calore.

-50 -40 -30 -20 -10 0  Il TegMeR 812, il Plasthall DBEEEG e il  TP-759 hanno valori di Tg iniziale (comFigura 2. Impatto alle basse temperature fra compond tal quali e quelli invecchiati pound tal quale), ma, a seguito dell’inal calore. vecchiamento al calore, le differenze tra  zione che volatilizza fuori dal compound. gliore indicazione della volatilità degli i compound sono significative. Tutti  i            il TegMer compound sono quindi stati in-  esteri.

Il compound contenente             vecchiati a 175°C per una settimana, che Il TegMeR 812 e il Paraplex A-8000 812 mostra un lieve cambiamento alle  si considera l’equivalente di 6 settimane a hanno una perdita di peso molto bassa basse temperature dopo l’invecchiamen       TP-759       150°C. La perdita di peso dei compound rispetto al e Plasthall DBEEEG. La to nel forno ad aria caldase confrontato  contenenti Plasthall DBEEEG e TP-759 è bassa volatilità di questi esteri dopo l’incon il TP759 e il Plasthall DBEEEG.            stata significativa; i compound con Teg- vecchiamento per esposizione a calore è  I risultati sono direttamente correla MeR 812 e Paraplex A-8000 hanno una direttamente correlata al mantenimenti alla quantità di plastificante persa du leggera perdita in peso e solo di poco suto di caratteristiche alle basse temperarante l’invecchiamento per esposizione  periore a quella del compound di controlture che saranno esaminate nella parte al calore.   lo(non         contenente plastificanti). successive.

Il compound con il Paraplex A-8000 Se il compound controllo perde il   di         non mostra alcun cambiamento nell’imCaratteristiche alle basse 3% del suo peso a seguito della fase di patto alle basse temperature. Ha inoltre,  temperature post vulcanizzazione e dell’invecchiala minore perdita di peso dei compound caratteristiche alle basse temperamento per esposizione al calore, ci do- Le con plastificante dopo l’invecchiamen         ture sono state misurate in tre modi difvremmo aspettare la stessa perdita di to in aria.  ferenti: transizione vetrosa con DSC (Difpeso nei compound contenenti plastiLa Tg è stata poi misurata dopo l’in   ferential Scanning Calorimetry), impatto ficanti. vecchiamento per esposizione al calore alle basse temperature o fragilità, e rigiQuindi, la perdita totale di peso dei per determinare in che modo la volatili-38è stata regolata sottraendo alla torsione con metodo Gehman. plastificanti tà degli esteri possa modificare questa Paraplex®dità A-8000 -39 La Figura 1 mostra la transizione veil 3% da ogni compound. caratteristica.

-41 TegMeR ® 812 trosa originale di ciascun compound.

Questo risultato sarebbe stato la miLa Figura 3 confronta la Tg origina-44 -46

26 |

-37

Plasthall® DBEEEG

L’INDUSTRIA DELLA GOMMA | ELASTICA

-44

-38

ottobre 2011

TP™-759

Tg, °C , after Air Oven Aging, 168 hrs @ 175°C Tg, °C

                        

Plastificanti                



ri a 10phr   -38 Paraplex® A-8000 Risultati -39  La storia termica di un compound -41 TegMeR® 812  indica molto chiaramente le caratteri-44  stiche di volatilità di un estere. In geTg, °C , after Air -37 Plasthall® DBEEEG

Oven Aging, 168 hrs @ 175°C

nere la maggior parte dei compound a base HyTemp riceve un trattamenTg, °C  -38 TP™-759 -44 to di post-vulcanizzazione per 4 ore a 177°C. A questa temperatura e bre-30 Control  -31 ve esposizione si misura la volatilità.    Le caratteristiche alle basse tem-50 -40 -30 -20 -10 0 perature   sono stare misurate tramite Tg (transizione vetrosa), impatto alle  Figura 3. Tg originale e Tg dopo l’invecchiamento in stufa a circolazione d’aria.  basse temperature o fragilità, rigidità alla torsione col metodo Gehman.           Tutti e 5 gli esteri sono stati confron40 tati  (Figura 5) e, come ci si aspettava,           35 il TegMer 812 e il Plasthall DBEEEG 37 33 offrono le migliori caratteristiche tal 30 32  29 quali alle basse temperature. Gli esteri 25  polimerici e il TOTM non sono altret20 22  tanto buoni a causa del loro peso mo15  lecolare e della struttura compatta.

10  I dati di Tg per i compound invec5 chiati per esposizione a calore dimo0 strano che il TegMeR 812 e il ParaControl TP™-759 Plasthall® TegMeR® 812 Paraplex® Aplex A-8000 hanno le temperature DBEEEG 8000  più basse.

Questi dati indicano che entrambi  Figura 4. Deformazione permanente a compressione 22 h @ 150 °C. gli esteri offrono buone caratteristiche alle basse temperature dopo pro le con la Tg dopo l’invecchiamento al toposte a compressione. I produttori lungato invecchiamento per esposidi compund sanno che l’aggiunta di zione al calore. calore.

Il compound contenente Paraplex plastificante al Vamac aumenta la de HNBR A 8000 e il compound di controllo mo- formazione permanente a compres L’HNBR è un altro elastomero usato strano il cambiamento minore della Tg sione. Il Tegmer 812 ha la più bassa de dopo l’invecchiamento. Il compound formazione permanente a compres- in molte applicazioni dove è richiesta              con TP-759 e Plasthall DBEEEG mostra- sione rispetto a tutti gli altri plastifi- un’elevata resistenza alla temperatura  e buone proprietà alle basse temperano il cambiamento maggiore. Il com- canti testati.  ture. Il TOTM (Tri-2-etilexil- trimellitato) è pound con il TegMeR 812 ha la più basdopo l’invecchiamento al calore.

HYTEMP considerato l’estere standard usato per sa Tg            AR 212HR – POLIACRILATO del test Gehman per i com- l’ HNBR, specialmente in applicazioni    I risultati           a In questo studio è stato esaminato temperatura elevata. pound tal quali sono stati quelli attesi.

I risultati del test Gehman mostrano un altro elastomero acrilico, l’ HyTemp Il TOTM è noto per la sua bassa vola  che il TegMer 812 ha il valore più basso AR212HR. Abbiamo valutato gli stessi tilità, così è naturale che sia stato  usato  sia per i compound originali che quel- esteri utilizzati per il Vamac, aggiun- per plastificare elastomeri che richiedoli invecchiati al calore in confronto agli gendone altri due, uno polimerico, il no la capacità di mantenere la flessibiliParaplex G 50, e il Plasthall TOTM. altri compound contenenti plastificanti. tà alle basse temperature l’invec          dopo  Quest’ultimo è noto per l’impie- chiamento per esposizione al calore.             Deformazione permanente go in molti elastomeri e applicazioIn questo studio il TegMeR 812 e il       ni   sono   con a compressione che richiedono alte temperature Plasthall TOTM stati valutati  Il Vamac   è       impiegato in molte ap- d’impiego. In questo studio gli esteri livelli pari a 10 phr insieme a un com      con      plicazioni di guarnizioni che sono sot-  sono stati valutati un livello pa- pound di controllo senza plastificante.

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I tre compound sono confrontati alle basse temperature in base alle seguenti proprietà (figura 6): - Tg originale; - invecchiamento in forno ad aria calda, 14 giorni @ 150°C, Tg Figura 5. Tg Gehman: impatto alle basse temperature per elastomeri acrilici plastificati.

- Gehman – T10 - impatto alle basse temperature, HNBR L’HNBR è un altro elastomero usato in molte applicazioni dove è richiesta un’elevata resis punto di fragilità (Brittleness) Il compound plastificato con Teg- e buone proprietà alle basse temperature. Il TOTM (Tri-2-etilexil- trimellitato) è considerat usato per l’ HNBR, specialmente in applicazioni a temperatura elevata.

Mer 812 dà migliori caratteristiche alIl TOTM è noto per la sua bassa volatilità, così è naturale che sia stato usato per plastifica le basse temperature rispetto a quello richiedono la capacità di mantenere la flessibilità alle basse temperature dopo l’invecchiam con TOTM e, grazie alla sua minore vo- al calore. latilità durante l’invecchiamento per In questo studio il TegMeR 812 e il Plasthall TOTM sono stati valutati con livelli pari a 10 esposizione al calore, mantiene le ca- compound di controllo senza plastificante.

5. Tg Gehman: alle basse per elastomeri acrilici I tre compound sonoimpatto confrontati alle temperature basse temperature in base alleplastificati. seguenti proprietà (fig ratteristiche alle basse temperature, Figura - Figura Tg originale; 5. Tg Gehman: impatto alle basse temperature per elastomeri acrilici che sono evidenziate dalla Tg dopo HNBR - plastificati. invecchiamento in forno ad aria calda, 14 giorni @ 150°C, Tg l’invecchiamento al calore.

L’HNBR è un altro elastomero usato in molte applicazioni dove è richiesta un’elevata resistenza alla te -e buone Gehman – T10 alle basse temperature. Il TOTM (Tri-2-etilexil- trimellitato) è considerato l’estere sta proprietà - impatto basse temperature, punto di afragilità (Brittleness) usato per l’alle HNBR, specialmente in applicazioni temperatura elevata.

Conclusioni

Sintetizzando, i compound contenenti gli esteri TegMeR 812 e Paraplex A-8000 offrono diversi vantaggi rispetto agli altri esteri utilizzati in elastomeri per usi ad alte temperature. Questi includono minore perdita di peso dopo il trattamento di post-vulcanizzazione e invecchiamento per esposizione al calore, oltre ad offrire una migliore performance alle basse temperature. I compound contenente il TegMer 812 hanno, inoltre, bassi gradi di deformazione permanente a compressione e aumenti di volume simili dopo invecchiamento da contatto con fluidi. 

Il TOTM è noto per la sua bassa volatilità, così è naturale che sia stato usato per plastificare elastome richiedono la capacità di mantenere la flessibilità alle basse temperature dopo l’invecchiamento per es al calore.

In questo studio il TegMeR 812 e il Plasthall TOTM sono stati valutati con livelli pari a 10 phr insieme compound di controllo senza plastificante.

I tre compound sono confrontati alle basse temperature in base alle seguenti proprietà (figura 6): - Tg originale; - invecchiamento in forno ad aria calda, 14 giorni @ 150°C, Tg - Gehman – T10 - impatto alle basse temperature, punto di fragilità (Brittleness)

Figura 6. Tg Gehman: impatto alle basse temperature (Brittleness) nell’ HNBR con plastif

Il compound plastificato con TegMer 812 dà migliori caratteristiche alle basse temperature Figura 6. Tg Gehman: impatto alle basse temperature (Brittleness) nell’ HNBR con TOTM e, grazie alla sua minore volatilità durante l’invecchiamento per esposizione al calo plastificante. caratteristiche alle basse temperature, che sono evidenziate dalla Tg dopo l’invecchiamen

Conclusioni Sintetizzando, i compound contenenti gli esteri TegMeR 812 e Paraplex A-8000 offrono d Figura 6. Tg Gehman: impatto alle basse temperature (Brittleness) nell’ HNBR con plastificante. agli altri esteri utilizzati in elastomeri per usi ad alte temperature. Questi includono minore di post-vulcanizzazione per esposizione al calore, rispetto oltre ada o Iltrattamento compound plastificato con TegMer 812 e dàinvecchiamento migliori caratteristiche alle basse temperature q

L'INDUSTRIA DELLA GOMMA ELASTICA

Periodico mensileTOTM di e,informazione tecnica ed economica grazie alla sua minore volatilità durante l’invecchiamento per esposizione al calore, mantien

caratteristiche alle basse temperature, che sono evidenziate dalla Tg dopo l’invecchiamento al calore

Conclusioni Sintetizzando, 5i70compound 5contenenti gli esteri TegMeR 812 e Paraplex A-8000 offrono diversi vantag 69 agli altri esteri utilizzati in elastomeri per usi ad alte temperature. Questi includono minore perdita di p trattamento di post-vulcanizzazione e invecchiamento per esposizione al calore, oltre ad offrire una m IRC:

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PROCESSABILITÀ E DISPERSIONE DELLA CARICA

Mescole polibutadiene/ nero di carbonio: una discussione reologica di Fabio Bacchelli, Maria Francesca Pirini, Salvatore Coppola, ENI-Polimeri Europa, Centro Ricerche Elastomeri, Ravenna

Qualunque sia la natura chimica o la composizione, le mescole elastomeriche rappresentano sistemi rinforzati complessi ed eterogenei. Consistono di diverse fasi e di queste almeno una è un materiale viscoelastico e questa caratteristica porta allo

INTRODUZIONE L’aggiunta di cariche rinforzanti ai polimeri è comune pratica industriale e, tra i fattori che determinano le proprietà dei sistemi caricati, come la struttura della carica, la viscoelasticità della matrice polimerica e le interazioni interfacciali, il grado di dispersione è universalmente considerato di particolare importanza.

I filler strutturati interagiscono sia a livello polimerico, sia a livello particellare formando aggregati ed agglomerati organizzati in una struttura secondaria denominata “filler-filler network”. L’adsorbimento fisico di catene elastomeriche che ha luogo sulla superficie della carica tende a chiudere frazioni di polimero in vuoti interni. Ne risulta una parziale immobilizzazione dell’elastomero e un apparente incremento della frazione volumetrica della carica.

La reologia è la scienza che studia il flusso e la deformazione dei materiali, basandosi essenzialmente sui concetti della meccanica del continuo. La presenza di una carica rinforzante induce considerevoli variazioni nel comporta-

sviluppo di particolari morfologie derivanti dall’interazione tra la matrice polimerica ed il sistema rinforzante. La struttura che ne risulta influenza fortemente le caratteristiche di flusso del materiale e, quindi, la risposta reologica.

mento reologico di un polimero e tale effetto è in genere attribuito a tre contributi principali: l’effetto idrodinamico del filler, la variazione dei tempi di rilassamento della matrice e la formazione del network di carica. Ne deriva un pronunciato comportamento viscoelastico non lineare sia in shear sia in estensione.

In termini di cinematica del flusso, il contributo elongazionale si rivela essenziale durante le fasi di wetting e di dispersive mixing. L’uso di un approccio sperimentale che contempli la reologia estensionale si rivela quindi particolarmente efficace nel caratterizzare una mescola elastomerica.

PARTE SPERIMENTALE È stato studiato un polibutadiene commerciale alto cis del tipo Neocis BR40 prodotto da Polimeri Europa.

Il polimero, prevalentemente lineare, ha un peso molecolare medio (MW) di 420000 g/mol ed un indice di polidispersità (MWD) di 3.8. Due serie di compound sono state preparate in un mescolatore Brabender Plasticorder da laboratorio, utilizzando diverse proce-

dure di mescolamento. La prima è stata ottenuta addizionando sia un carbon black principalmente sferico (Nero di Carbonio MT 990), che gradi più strutturati (Neri di Carbonio HAF N 330, SAF HS 121). La seconda è stata ottenuta utilizzando il Nero di Carbonio HAF N 330 e due differenti tempi di miscelazione. La frazione volumetrica di carica introdotta è pari a 0.21 per tutte le mescole. Il comportamento viscoelastico lineare del BR alto cis è stato studiato utilizzando un reometro a stress controllato “Anton Paar Physica MCR 501” ed un “Rheometrics Area A11” a strain controllato. Il range di frequenze è stato esteso con prove di creep e stress relaxation, convertite per mezzo delle formule di Schwarzl [1]. Il software utilizzato per il calcolo degli spettri di rilassamento è il “Rheoplus/32 v. 2.62 di Anton Paar”. Le misure in oscillazione a larga ampiezza sono state effettuate con un reometro a camera biconica chiusa del tipo “RPA2000 di Alpha Technologies”.

L’evoluzione dello sforzo in estensione uniassiale (polimero e mescole) è stata misurata a velocità di deformazione

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PROCESSABILITÀ E DISPERSIONE DELLA CARICA

Figura 1. Spettro di rilassamento del polibutadiene alto cis e relativi Figura 1. Spettro di rilassamento del polibutadiene alto cis e relativi compound a nerocompound di carbonio.

Figura 1. nero Spettro rilassamento del polibutadiene alto cis e relativi compound a nero di carbonio. con didicarbonio a diversa area superficiale.

valente effetto idrodinamico. L’introduzione di un filler ad elevata area superficiale come il nero HAF N 330, in grado di generare una importante struttura secondaria, modifica completamente la forma dello spettro, spostando a tempi più bassi il caratteristico picco della matrice polimerica ed allargando l’area associata alle dinamiche di rilassamento più lente. Questo risultato va letto in termini di risposta reologica transitoria, un concetto molto vicino alla processabilità della mescola. I parametri adimensionali come ad esempio il numero di Deborah e quello di Weissenberg, comunemente utilizzati per confrontare il tempo caratteristico del materiale con quello della pratica sperimentale durante le operazioni di trasformazione, sono infatti governati dalle dinamiche di rilassamento descritte fino ad ora.

Effetto Payne e l’interazione filler-filler e filler-polimero

Figura 2. Dipendenza del modulo in shear (normalizzato) dalla deformazione. Sono riportati il polibutadiene Figura del modulo shear (normalizzato) dalla deformazione.

Sono riportati il polibutadiene alto Figura cis2. e Dipendenza le relative mescole ottenute con nero carbonio a diversa areadalla superficiale.

2. Dipendenza delinmodulo in di shear (normalizzato) deformazione.

Sono alto cis e le relative mescole ottenute con nero di carbonio a diversa area superficiale.

riportati il polibutadiene alto cis e le relative mescole ottenute con nero di carbonio a diversa area superficiale.

costante utilizzando una speciale configurazione del tester elongazionale “Rheotens 71.97 prodotto da Göttfert” [2]. I provini cilindrici utilizzati allo scopo sono stati estrusi con un reometro capillare “Göttfert Rheograph 6000” e lasciati riposare per almeno tre giorni prima della misura.

RISULTATI E DISCUSSIONE L’azione rinforzante del carbon black può essere descritta analizzan32 |

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do le dinamiche di rilassamento del sistema caricato. In Figura 1 lo spettro di rilassamento del polimero tal quale è confrontato con quelli delle mescole a carbon black. Si osservano grandi differenze a tempi lunghi, dove il contributo della carica nel rallentare le dinamiche terminali di rilassamento è particolarmente efficace. Lo spettro della mescola contenente Nero MT 990 è qualitativamente simile a quello della matrice polimerica, a dimostrazione di un pre-

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La diminuzione del modulo elastico all’aumentare dell’ampiezza dello strain, attribuita da Payne all’effetto della carica, può essere associata alla progressiva distruzione di legami fisici filler-filler [3]. La distruzione del network di carica tende a liberare polimero immobilizzato internamente ad aggregati ed agglomerati, causando una diminuzione della frazione effettiva di filler e, conseguentemente, del modulo. Questo meccanismo associa l’effetto Payne alla misura del network di carica in termini di interazione filler-filler e filler-polimero. Una tipica rappresentazione che mostra la variazione del modulo in shear (normalizzato utilizzando il modulo a plateau del polimero tal quale) con la deformazione è riportata in Figura 2, dove il contributo del polibutadiene è confrontato con quello di mescole con carbon black. Come atteso, il modulo in shear decresce all’aumentare dell’ampiezza di oscillazione.

L’effetto è più marcato nel caso di carbon black ad elevata area superficiale (N121>N330>N990) ed è quindi legato alle proprietà del filler. Il modulo tende a valori limite sia a basse deformazioni

PROCESSABILITÀ E DISPERSIONE DELLA CARICA

che ad alte deformazioni. Il valore ad alta deformazione rappresenta il modulo dinamico associato alla scomparsa del contributo filler-filler e risulta maggiore del modulo del polimero a causa dell’effetto idrodinamico e del contributo filler-polimero.

La differenza del network di carica associata alla struttura del filler è riportata in Figura 3, dove la microscopia a forza atomica (AFM, tapping mode) è utilizzata per ricostruire la morfologia di mescole polibutadiene/carbon black. Particelle isolate quasi sferiche di MT 990 sono chiaramente visibili, mentre per il nero N 330 si riscontra la presenza di aggregati ed agglomerati di carica.

Figura 3. Immagini AFM (20 µm) di mescole a base di polibutadiene e nero di carbonio a diversa struttura.

PB/N990 (sinistra) and PB/N330 (destra).

Figura 3. Immagini AFM (20 μm) di mescole a base di polibutadiene e nero

Figura 3. Immagini AFM (20struttura. µm) di mescole a base(sinistra) di polibutadiene e nero di carbonio di carbonio a diversa PB/N990 and PB/N330 (destra).a diversa struttura.

PB/N990 (sinistra) and PB/N330 (destra).

La risposta estensionale transitoria Lo scorrimento semplice (simple shear) rappresenta la comune via per deformare un materiale in ambito reologico. Tuttavia gli esperimenti in scorrimento semplice spesso non forniscono tutte le informazioni necessarie per descrivere la processabilità dei compound elastomerici. Il comportamento al mescolatore aperto di elastomeri non caricati e di mescole viene descritto da Tokita e White, che distinguono quattro regioni caratteristiche di mescolamento interpretabili sulla base della deformazione estensionale associata al flusso convergente che si genera all’ingresso dei rulli [4]. Un approccio simile può essere utilizzato per descrivere la miscelazione in un mescolatore interno, dove all’avanzare dei rotori il materiale passa in successione attraverso stadi di flusso estensionale e di alto shear. In generale, il processo di mixing coinvolge sia la componente in shear del flusso, che quella estensionale. Quest’ultima si rivela tuttavia più efficiente nella rottura degli aggregati rigidi di carica e nella successiva fase di dispersione.

L’importanza del contributo estensionale nel processing della gomma è stata affrontata da Nakajima, che sottolinea come il flusso elongazionale giochi un ruolo importante nella miscelazione del carbon black [5]. Cotten

Figura 4. Viscosità estensionale transitoria di mescole polibutadiene/N330 a diverso stato di miscelazione e a varie velocità di deformazione. La risposta viscoelastica lineare del polimero tal quale, in accordo alla regola di Trouton, è riportata per confronto.

Figura 4. Viscosità estensionale transitoria mescole polibutadiene/N330 diverso e Figura 4. Viscosità estensionale transitoria di mescoledi polibutadiene/N330 a diverso stato diamiscelazione statovelocità di miscelazione e a varie velocità di deformazione. risposta viscoelastica a varie di deformazione.

La risposta viscoelastica lineare del La polimero tal quale, in accordo alla regola di Trouton, è riportata confronto. lineare del polimero talper quale, in accordo alla regola di Trouton, è riportata

per confronto.

e Thiele, studiando il comportamento estensionale di mescole SBR/carbon black a velocità di deformazione, costante riportano che la risposta del compound, anche alla più bassa strain -4 -1 rate applicata, pari a 1.8•10 s , non mostra tendenza alcuna a raggiungere uno stato stazionario e mantiene una curvatura verso l’alto (strain hardening) fino a rottura [6]. In analogia con il comportamento in shear, viene poi osservata una diminuzione della viscosità all’aumentare della velocità di deformazione e al diminuire della concentrazione

di carbon black. Gli autori riportano, infine, che, mentre un più alto carico di carbon black genera un aumento della viscosità senza modificare fortemente l’aspetto della curva di risposta, un incremento dell’area superficiale del filler è responsabile sia di un aumento di viscosità, che di una più marcata curvatura verso l’alto della risposta transitoria.

La Figura 4 riporta la risposta estensionale transitoria di mescole polibutadiene/carbon black a differenti tempi di mescolamento. L’effetto idrodinamico può essere dedotto dalla differenza tra

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| L’INDUSTRIA DELLA GOMMA | ELASTICA |

33

PROCESSABILITÀ E DISPERSIONE DELLA CARICA

situato in prossimità del contorno di un agglomerato di carica e che risulta, di conseguenza, schermato rispetto allo stress impartito al materiale. In uno stato di miscelazione ottimale, le particelle di filler sono isolate o raggruppate in piccoli aggregati mentre, in uno stadio di mixing incompleto, la carica (a parità di concentrazione) si trova agglomerata in entità di maggiori dimensioni.

Ogni agglomerato contiene non soltanto particelle di filler, ma anche polimero confinato negli spazi interparticellaFigura 5. Immagini AFM (5 µm) di mescole polibutadiene/N330 a diverso tempo di mescolamento: 3 minuti (sinistra) e 10 minuti (destra). ri. Quando viene applicato uno sforzo, Figura 5.5.Immagini AFMAFM (5 µm) mescole polibutadiene/N330 a diverso tempo di mescolamento: Figura Immagini (5 di μm) di mescole polibutadiene/N330 a diverso tempo 3 minuti l’intero agglomerato contenente poli(sinistra) e 10 minuti (destra). di mescolamento: 3 minuti (sinistra) e 10 minuti (destra). mero schermato si comporta come una singola particella di carica. Ciò fa sì che, in uno stadio di mescolamento incompleto la frazione volumetrica effettiva di carica sia sempre maggiore rispetto a quella che si avrebbe nel caso di miscelazione ottimale. La Figura 5 (AFM, tapping mode) mostra la diversa dispersione della carica ottenuta variando il tempo di mescolamento.

Il fattore di amplificazione in estensione uniassiale può essere utilizzato per rappresentare la variazione di occluded rubber in funzione dello stato di miscelazione. In Figura 6 è riportato il rapporto tra lo stress tensile del polibutadiene tal quale e quello della mescola -1con nero N 330 per due diversi tempi di Figura 6. Fattore di amplificazione in estensione uniassiale a velocità di deformazione costante (0.02 s ) per Utente 22-7-11 21:13 mescole polibutadiene/N330 ottenute a due differenti tempi di mescolamento.. mescolamento.

La previsione secondo Formattato: Rientro: Sinistro: 0 cm, Guth-GoldPrima [9] rappresenta le attese del riga: 0 cm -1 Figura 6. Fattore di amplificazione in estensione uniassiale a velocità di deformazione costante (0.02 s ) per Utente 22-7-11 21:13 solo contributo idrodinamico del filler Figura Fattore di amplificazione in differenti estensione uniassiale a velocità Eliminato: Utente 22-7-11 21:13 mescole6. polibutadiene/N330 ottenute a due tempi di mescolamento.. corretto Formattato: per l’interazione interparticeldi deformazione costante (0.02 s-1) per mescole polibutadiene/N330 ottenute Rientro: Sinistro: 0 cm, Prima riga: 0 cm a due differenti tempi di mescolamento.. lare. Come atteso, l’ottimizzazione delUtente 22-7-11 21:13 la dispersione Eliminato:del carbon black porta ad una forte diminuzione del fattore di la risposta viscoelastica lineare del comte visibile a basse velocità di deformazioamplificazione, come conseguenza delpound e tre volte la viscosità transitoria ne, dove la distruzione del network di cala diminuzione della frazione volumein shear del polimero tal quale, in accordo rica ad opera del flusso è meno efficace. trica effettiva della carica. alla regola di Trouton. Entrambi i compoCome introdotto in precedenza ed in CONCLUSIONI siti mostrano forti non linearità di comaccordo con quanto riportato da MedaIn conclusione, le mescole elastoportamento ed un pronunciato strain lia e Tokita, la dipendenza della reologia meriche rappresentano sospensioni hardening, inteso come il distacco verso della mescola dal grado di miscelazione concentrate caratterizzate da complesl’alto rispetto alla risposta viscoelastica lipuò essere attribuita alla presenza di pose interazioni tra particelle di carica e neare. Per tempi di mescolamento corti, limero immobilizzato sotto forma di octra carica e polimero. Tale configuraziola peggiore dispersione del carbon black cluded rubber [7, 8]. ne dà luogo a fenomeni di ristrutturaè associata ad una maggiore frazione Occluded rubber zione responsabili di forti non linearivolumetrica effettiva di filler e, di conseLa occluded rubber è un concetto tà nella risposta viscoelastica ed è alla guenza, un maggiore strain hardening è geometrico che si riferisce a polimero base della lunga memoria in termini di presente. Questo effetto è particolarmen34 |

L’INDUSTRIA DELLA GOMMA | ELASTICA

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PROCESSABILITÀ E DISPERSIONE DELLA CARICA

storia della deformazione. Il rinforzo in sistemi polibutadiene/carbon black è dovuto a effetti idrodinamici insieme all’instaurarsi di una struttura secondaria della carica all’interno della matrice polimerica, con conseguente presenza di polimero immobilizzato. In questo contesto, l’analisi reologica si rive-

la uno strumento potente per la caratterizzazione dei complessi comportamenti della mescola elastomerica. Tra i diversi approcci di tipo reologico, lo studio della risposta estensionale transitoria appare particolarmente sensibile alle caratteristiche del network di carica ed allo stato di miscelazione.

Ringraziamenti Gli autori ringraziano Polimeri Europa per il permesso di pubblicare questo lavoro. Ringraziamenti vanno anche a Danilo Visani per il contributo AFM e ad Alberto Abbondanzieri e Pier Dante Tavolazzi per il supporto tecnico. 

Bibliografia 1. Schwarzl F., Rheol Acta 8, 6 (1969).

2. Bacchelli F., Rheol Acta 46, 1223 (2007).

3. Payne A. R., Rubber Chem Technol 39, 365 (1966).

4. Tokita N., White J. L., J Appl Polym Sci 10, 1011 (1966).

5. Nakajima N., Rubber chem Technol 53, 1088 (1980).

6. Cotten G. R., Thiele J. L., Rubber Chem Technol 51, 749 (1978).

7. Medalia A. I., Rubber Chem Technol 45, 1171 (1972).

8. Tokita N., Pliskin I., Rubber Chem Technol 46, 1166 (1973).

9. Guth O., Gold E. Phys. Rev. 63, 322 (1938).

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Problemi di reversione

Due ottimi acceleranti per evitarli di Heinz Unterberg, Hermann-Josef Weidenhaupt, Melanie Wiedemeier, Thomas Hagenberg.

La gomma è indispensabile per il mondo moderno. Da sempre non esiste un sostituto a questo materiale: nelle macchine e nei motori, ad esempio, non esiste alternativa alla gomma nelle guarnizioni, nei cuscinetti di supporto, per la trasmissione di forze o per il trasporto dei liquidi, oppure quando gli organi di trasmissione devono essere sigillati. Da quando la gomma naturale era impiegata per impermeabilizzare i tessuti fino ad oggi, le caratteristiche richieste alla gomma sono state rivoluzionate: elevate temperature d’esercizio, macchinari più veloci e norme di efficienza energetica e controllo dei costi sempre più stringenti, impegnano costantemente gli ingegneri ad ottimizzare la prestazione del prodotto finito.

T

radizionalmente, la gomma è vulcanizzata con l’aggiunta di zolfo. A causa dell’esposizione di questi articoli ad alte temperature durante il processo produttivo (lunghi tempi di vulcanizzazione e/o elevata temperatura di vulcanizzazione) o per le condizioni di esercizio durante l’applicazione, i legami solfurici possono rompersi. Princi-

palmente la decomposizione dei legami polisolfurici, causa il fenomeno della reversione, con conseguente riduzione della densità di reticolazione, modifica della distribuzione dei legami o introduzione di modifiche nelle catena polimerica. Di conseguenza le proprietà fisiche (quali i moduli, la resistenza alla trazione e/o all’allungamento ) e le pre-

stazioni (quali resistenza alla rottura, alla fatica, all’isteresi e/o alle alte temperature) subiscono delle variazioni che comportano una ridotta prestazione dell’articolo finale e/o un ciclo di vita inferiore.

La reversione è un fenomeno sgradito durante la produzione o l’utilizzo di mescole in gomma, che i produttori di

Perkalink ® 900 and Vulcuren ® - a model of the reaction mechanism

Perkalink ® 900 and Vulcuren ® - a model of the reaction mechanism Polymer Chain ( e.g. NR) Sulfur + Perkalink ® 900 + additives

S

1

S2

® S x Perkalink 900

S1

S2

S- S Perkalink ® 900

Polymer Chain

(I) Rubber Mixture

(II) During onset of cure

(III) During reversion

Polymer Chain ( e.g. SBR/BR) Sulfur + Vulcuren ® + additives

S

1

S 2 Hybrid crosslink from Vulcuren ®

Polymer Chain

Figura Figura 1. Meccanismi di reazione del Perkalink 900 e Vulcuren.

1. Meccanismi di reazione del Perkalink 36 |

900 e Vulcuren.

Perkalink 900 (1,3 bisottobre (citraconimidomethyl) benzene) reagisce secondo il meccanismo di 2011 Diels-Alder con i dieni/ trieni che si formano lungo la catena polimerica. Perkalink 900 compensa la rottura dei legami polisolfurici causata dalla degradazione termica durante la

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Problemi di reversione

torque (dNm)

(basata sul cosiddetto C6-spacer). Questi legami chimici sono connessi alla catena polimerica mediante uno o due atomi di zolfo. Questo nuovo grado di reticolazione combina la stabilità termica dei legami mono- e disolfurici con la flessibilità del C6-spacer comparabile a quella dei legami polisolfurici, dando luogo a proprietà straordinarie. Tale effetto si può vedere nella Figura 2. Il grado di reticolazione di una mescola accelerata con il sistema convenzionale zolfo+acceleranti mostra un rapido decremento dopo 5 minuti. Sia il Vulcuren che il Perkalink 900 mostrano un grado di reticolazione stabile, indicando che entrambe le mescole non subiscono reversione durante tutto il ciclo di vulcanizzazione.

time (min) Figura 2. Curva di vulcanizzazione con Vulcuren e Perkalink 900 a confronto con vulcanizzazione in mescola NR con accelerazione convenzionale a 180°C (Rheometer; MDR 2000E). *

Dissipation fator tan ᵟ

L’estensione della service life dell’articolo

R

ce

en

r efe

link rka 900 e P

n

ure

lc Vu

Figura 3. Fattore di perdita (tanδ) misurato a 0°C e 70°C su una mescola in NR accelerata tradizionalmente e con Vulcuren, Perkalink 900. *

mescole hanno storicamente affrontato. Compensare la rottura dei legami è sempre stato un obiettivo costante per molti di loro, che contemporaneamente tentavano di evitare compromessi in merito ad altre proprietà desiderabili per le mescolanze stesse.

Al fine di ridurre gli effetti del processo di reversione, gli esperti della Business Unit Rubber Chemicals di Lanxess Deutschland hanno introdotto ® Vulcuren .

Per completare il suo portafoglio prodotti, la multinazionale tedesca offre anche un secondo agente anti-re® versione denominato Perkalink 900.

Entrambi i prodotti prevengono la re-

versione negli articoli in gomma.

Come mostrato nella Figura 1, sia Vulcuren che Perkalink 900 reagiscono utilizzando meccanismi differenti.

Perkalink 900 (1,3 bis (citraconimidomethyl) benzene) reagisce secondo il meccanismo di Diels-Alder con i dieni/ trieni che si formano lungo la catena polimerica. Perkalink 900 compensa la rottura dei legami polisolfurici causata dalla degradazione termica durante la vita operativa di un articolo in gomma.

Vulcuren (1,6-bis(N,N-dibenzylthiocarbamoyldithio)hexane) invece reagisce durante il processo di vulcanizzazione formando una reticolazione ibrida

Vulcuren o Perkalink 900 possono essere utilizzati in una vasta gamma di applicazioni quali pneumatici per autocarro, pneumatici per auto prodotti con la tecnologia della silice, pneumatici ad altissima prestazione o antivibranti utilizzati nei motori.

Essendo un indicatore di una più alta trazione sul bagnato nei pneumatici, il tan d a basse temperature deve essere il più alto possibile, mentre per ottenere una minore resistenza al rotolamento, il tan d a circa 70°C deve essere il più basso possibile.

Vulcuren o Perkalink 900 non hanno effetti negativi riguardo la trazione sul bagnato e la resistenza al rotolamento, ma migliorano la durata e la vita operativa di un pneumatico.

In generale, la gomma ha scarse proprietà di trasporto del calore, il che rende difficile determinare il tempo di vulcanizzazione ottimale di un articolo, specialmente quando l’articolo consiste di spessori differenti.

Pertanto, la scelta del tempo di vulcanizzazione corretto rappresenta una sfida. Ad esempio, il battistrada nella zona della spalla del pneumatico, o in prossimità dei bordi, potreb-

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Problemi di reversione

Reference Compound conventional vulcanisation system without anti-reversion agent

Vulcuren

Perkalink 900

15

27

17

t01 (minutes)/ 150°C

2.12

3.59

2.02

t95 (minutes)/ 150°C

10.1

9.0

11.7

Tensile strength (t95@150°C; MPa)

21.0

20.9

19.3

15

18.6

14.9

12.4

12.3

12.9

7.9

12.3

10.8

65

65

65

57

65

61

60

60

60

50

60

50

(t95@150°C)

69

69

69

Rebound Resilience at 70°C (%) (120 minutes@160°C)

57

67

61

Properties MS t5/120°C (minutes)

Tensile strength (120 minutes@160°C; MPa) Modulus 300 (t95@150°C; MPa) Modulus 300 (120 minutes@160°C) Hardness (t95@150°C) Hardness (120 minutes@160°C) Rebound Resilience at 23°C (%) (t95@150°C) Rebound Resilience at 23°C (%) (120 minutes@160°C) Rebound Resilience at 70°C (%)

Heat build up ΔT (°C)

Tabella 1. Dati del rheological compound per mescole in NR a sistema convenzionale, a Vulcuren o Perkalink 900 in condizioni normali e sovra vulcanizzato (120minuti@160°C).

R

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ce

en

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link rka 900 e P

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n

ure

lc Vu

Figura 4. Risultati delle misurazioni dell’incremento della temperatura di Vulcuren®, Perkalink 900 e di sistemi convenzionali a base NR (Goodrich Flexometer, 100°C/25minuti, precarico 1MPa, deformazione 4.45 mm). *

Problemi di reversione

be essere sovra vulcanizzato a causa dei loro differenti spessori.

Incrementi di produttività Considerando che il tempo di vulcanizzazione per la produzione di un pneumatico per autocarro ad una temperatura di 150°C è pari a circa 60 minuti, qualora si innalzi la temperatura a 160°C, il tempo di vulcanizzazione potrebbe essere ridotto a circa 30 minuti senza subire alcun effetto negativo in termini di reversione.

Utilizzando il Vulcuren o il Perkalink 900 in una formulazione a base di gomma naturale, il valore dell’incremento della temperatura utilizzando il test Goodrich è inferiore rispetto alla mescola di riferimento (Figura 4); specialmente quando la mescola

viene sottoposta ad un tempo di vulcanizzazione molto lungo (120 minuti a 160°C).

Soluzioni per sfide diverse Sia il Vulcuren che il Perkalink 900 sono eccellenti agenti anti-reversione. Essi offrono vantaggi nelle proprietà dinamiche, mantenendo allo stesso tempo importanti proprietà fisiche (Tabella 1) quali carichi a rottura, moduli, durezza o ritorno elastico.

Il Perkalink 900 reagisce come agente di post vulcanizzazione mediante il meccanismo Diels-Alder, determinando nuovi legami durante la fase di reversione. Vulcuren produce nuovi legami ibridi e flessibili, che durante il processo di vulcanizzazione sono molto stabili dal punto di vista termico. Le proprietà anti-reversione dei prodotti offrono al produt-

PNEUMATICI VERDI

tore di mescole gradi di libertà nell’ottimizzazione delle proprietà desiderate del vulcanizzato finale, altrimenti difficili da ottenere.

Offrendo al mercato sia il Vulcuren che il Perkalink 900, la Business Unit Rubber Chemicals di Lanxess riconferma la sua posizione di leadership nel contribuire ad una chimica rispettosa dell’ambiente, nonché all’utilizzo sostenibile dei prodotti chimici per gli utilizzatori.  *Formulazione modello: Cure system Reference Vulcuren Perkalink 900 Vulkacit CZ (CBS) 0.7 0.7 0.7 Vulkacit DM (MBTS) 0.3 0.3 0.3 Sulfur 3 1 3 Vulcuren 0 1.5 0 Perkalink 900 0 0 1 NR 80 phr; BR 20 phr; carbon black N539 40 phr; silica 8,0 phr; aromatic oil 3,0 phr; IPPD 1,8 phr; TMQ 1,2 phr; zinc oxide 10,0 phr; stearic acid 0,75 phr; phenolic resin 2,0 phr; Cohedur RS (resorcinol / stearic acid, 2:1-formulation) 1,2 phr; Cohedur H30 (HMT) 0,6 phr

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RICERCA & SVILUPPO

Effetto della “nanorubber” in mescole in gomma caricate con nero di carbonio di Franco Cataldo (1, 2), Federica Valentini (1), Valeria Cherubini (1, 2), Giuseppe Palleschi (1) (1) Università Tor Vergata, Roma (2) Trelleborg Wheel Systems spa, Tivoli

La “nanorubber” è stata sviluppata dal Prof. Werner Obrecht e dalla multinazionale Lanxess. È stata definita “nanorubber” perchè è caratterizzata da particelle nanostrutturate di gomma aventi dimensioni comprese tra 40 e 65 nm. Strutturalmente il singolo granulo di nanorubber è dotato di una zona centrale altamente reticolata detta “core” dalla quale si dipartono catene lineari di gomma SBR o BR sintetizzata in emulsione e avente gruppi idrossilici alle estremità di catena. Infatti la nanorubber è stata progettata per essere impiegata come filler nelle

mescole a base di silice e per permettere quindi l’ancoraggio di tali gruppi funzionali con la superficie della silice mediante l’impiego di organosilani.

Nel presente studio, la nanorubber è stata impiegata come filler in una mescola convenzionale caricata con nero di carbonio, senza l’impiego di silice e di organosilani. Sono stati studiati due tipi di nanorubber, uno a base di Nano-SBR e uno a base di Nano-BR. Il principale vantaggio offerto dalla nanorubber concerne la riduzione dell’isteresi meccanica. matrice di polimero convenzionale, queste formano una fase separata nella f

OH

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OH

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OH OH

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OH

OH

O H

OH OH

OH O OH H

OH

OH

OH

OH OH

OH H O

OH

OH

Scopo della nanotecnologia è quello di controllare la materia su scala atomica/molecolare. Sebbene i chimici siano già in grado di progettare e costruire molecole da molto tempo, con la nanotecnologia dovrebbe divenire possibile la costruzione di strutture organiche complesse, che siano in grado di auto-assemblarsi in strutture supramolecolari, e tali strutture dovrebbero essere in grado di avere un impatto anche nel mondo macroscopico con effetti misurabili ad esempio nei cosidetti nanocompositi.

Un nanocomposito può essere visto come un solido multifasico dove una delle fasi ha una, due o tre dimensioni nell’ordine di meno di 100 nanometri (nm), o strutture a frattali che si ripetono in nano-scala tra le diverse fasi che

compongono il materiale. In questa definizione, ripresa dal Pinnavaia e dal Ajayan et al. [1,2], possiamo includere anche il comune nero di carbonio, usato come classico agente di rinforzo sia in mescole in gomma ma anche nelle materie plastiche. Si può certamente affermare che le mescole in gomma caricate con nero di carbonio costituiscono il nanocomposito più antico, concepito già alla fine del XIX secolo. Infatti, la dimensione media delle particelle di un nero di carbonio del tipo N110 è compresa nell’intervallo tra 20-25 nm, arrivando ai 28-36 nm del nero N330 e ai 46-60 nm nel caso dei neri N550/N660 [3].

Una mescola in gomma vista come nanocomposito è costituita da una matrice polimerica continua e omogenea entro cui è dispersa una (o più di una) fase nanodimensionale che differisce

OH

1. INTRODUZIONE

OH OH

continua della matrice polimerica e si comportano esattamente come un fille come detto precedentemente, le dimensioni delle particelle di carbon black N550/N660 sono completamente confrontabili con le dimensioni della nano [3].

Diameter: 40 - 65 nm

Figura 1. Modello generale Figura 1. Modello generale della nanorubber con la parte centrale del granulo (core) al della nanorubber con la parte centrale reticolato e con i gruppi idrossilici alle estremità di catena. Il diametro di una particella nanorubber è compreso tra altamente 40 e 65 nm. del granulo (core) reticolato e con i gruppi idrossilici alle estremità di catena. Il diametro di una particella discusso in numerosi brevetti sulla nanorubber [14-18], lo sviluppo di diCome nanorubber è compreso nuovo materiale e' cominciato dall'osservazione che alti livelli di micro gel, tra 40 e 65 nm.

SBR e BR sintetizzati in emulsione e a caldo, davano luogo a vulcanizzati co

bassa isteresi meccanica a 70°C e una elevata isteresi meccanica a basse tem

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| L’INDUSTRIA DELLA GOMMA | ELASTICA |

41

nellanella Nano-SBR Nano-SBR rispetto rispetto a una S1500. un S1500.

La Figura La Figura 5 mostra 5 mostra invece invece lo spettro lo spettro infrarosso infrarosso delladella Nano-BR Nano-BR in confronto in confronto concon unauna serieserie di polibutadieni di polibutadieni aventi aventi differenti differenti microstrutture. microstrutture.

Essendo Essendo la Nano-BR la Nano-BR prodotta prodotta in emulsione, in emulsione, la sua la sua struttura struttura appare appare essere essere prevalentemente prevalentemente 1,4-trans 1,4-trans concon unauna importante importante quantità quantità di unità di unità viniliche. viniliche.

RICERCA & SVILUPPO

Figura 2. Immagine SEM del campione di Nano-SBR (sinistra) e di E-SBR convenzionale (destra) ambedue dopo trattamento Figura 2. Immagine 2. Immagine SEMSEM del campione del campione di Nano-SBR di Nano-SBR (sinistra) (sinistra) e di eE-SBR di E-SBR convenzionale convenzionale (destra) (destra) con Figura CHCl3. ambedue ambedue dopodopo trattamento trattamento con CHCl con CHCl 3.

3.

Figura 3. Immagine SEM del campione di Nano-BR (sinistra) e di BR(Nd) convenzionale (destra) ambedue dopo trattamento Figura ImmagineSEM SEMdel delcampione campionedidiNano-BR Nano-BR(sinistra) (sinistra)e edidiBR(Nd) BR(Nd)convenzionale convenzionale(destra) (destra) Figura con CHCl3.3.3.Immagine

ambeduedopo dopotrattamento trattamentocon conCHCl CHCl . ambedue 3. 3

nella struttura chimica e nelle proprietà fisiche dalla matrice [1,2]. Esempi di nanocompositi sono stati recentemente studiati da Cataldo e al., dove le proprietà di mescole in gomma sono state analizzate impiegando come fillers combinazioni di nero di carbonio e montmorilloniti [4-8], neri di carbonio e nanotubi a parete multipla [9-11], neri di carbonio e fibre di carbonio macinate [12], neri di carbonio e fibre di aramide o di PET [13]. In termini di rinforzo meccanico, i nanocompositi differiscono dai materiali compositi tradizionali grazie all’elevato rapporto superficie/volume della fase di rinforzo e/o per l’elevato rapporto tra diametro maggiore e minore della fase dispersa (il cosidetto “aspect ratio”). Il materiale da rinforzo può essere costituito, come già detto, da particelle (nero di carbo42 |

L’INDUSTRIA DELLA GOMMA | ELASTICA

nio), strati planari di silicati (montmorillonite espansa), strati planari di atomi carbonio ibridizzati sp2 (piani grafenici) o fibre (fibre di carbonio macinate). La superficie di interazione tra la matrice polimerica e la fase (o le fasi) del rinforzo è tipicamente un ordine di grandezza più grande che per i materiali compositi convenzionali. Le proprietà della matrice polimerica sono influenzate in modo significativo nelle vicinanze del rinforzo e molte proprietà, come la mobilità dei segmenti di catena polimerica, la conformazione e il grado di ordine/disordine della catena polimerica come anche la cristallinità possono variare in modo significativo e in modo continuo a partire dall’interfaccia con il rinforzo fino al “bulk” della matrice [1,2].

La “nanorubber” è stata sviluppata dal Prof. Werner Obrecth e dall’azienda

ottobre 2011

Lanxess con una serie di brevetti sia sul processo di produzione che sulle potenziali applicazioni [14-18]. È definita “nanorubber” perché è caratterizzata da una nanostruttura chimica, mostrata in Figura 1, in cui le particelle di gomma hanno una dimensione compresa tra 40 e 65 nm. La nanorubber è stata progettata con una zona centrale o “core” altamente reticolato e di conseguenza la morfologia della particella non può essere né modificata né distrutta dagli elevati stress meccanici che avvengono durante il processo di mescolazione.

In più, a causa dell’alto grado di reticolazione della zona centrale della particella, gli altri ingredienti della mescola come olii, zolfo, acceleranti, etc… non vengono assorbiti dal core.

A causa della composizione chimica e della densità di reticolazione, il core

RICERCA & SVILUPPO

0.20 s b A

BM15OH Nanorubber SBR 966

0.15 3026 3057

0.10 0.05

3479

0.00 0.4 E-SBR 1500 standard s b A

2911 966

2838

0.3 0.2

3026

909

3068

0.1

757

908

756

0.0 1.0 S-SBR Sn COUPLED sty=20%; vinyl = 58%

906

0.8 s b A

0.6 0.4

992

3073

966 760

0.2 0.0

3500

3000

2500

2000

1500

1000

Wavenumbers (cm-1) Figura 4. FT-IR della Nano-SBR tipo BM15OH (in alto) in confronto con gli spettri FT-IR di comuni E-SBR tipo S1500 (al centro) Figura 4. FT-IR della Nano-SBR tipo BM15OH (in alto) in confronto con gli spettri FT-IR di e S-SBR (in basso).

comuni E-SBR tipo S1500 (al centro) e S-SBR (in basso).

delle particelle mostra una specifica Tg che influenza l’isteresi meccanica e conseguentemente, per mescole per pneumatico, la resistenza al rotolamento e la trazione sul bagnato. Quando le particelle di nanorubber vengono disperse in una matrice di polimero convenzionale, queste formano una fase separata nella fase continua della matrice polimerica e si comportano esattamente come un filler. Infatti, come detto precedentemente, le dimensioni delle particelle di carbon black N550/N660 sono completamente confrontabili con le dimensioni della nanorubber [3].

Come discusso in numerosi brevetti sulla nanorubber [14-18], lo sviluppo di questo nuovo materiale e’ cominciato dall’osservazione che alti livelli di micro gel, in certi SBR e BR sintetizzati in emulsione e a caldo, davano luogo a vulcanizzati con una bassa isteresi meccanica

a 70°C e una elevata isteresi meccanica a basse temperature. A fronte a queste buone proprietà dinamiche dei vulcanizzati con microgel, il riscontro negativo era però una compromissione delle proprietà meccaniche come il carico di rottura e la resistenza all’abrasione.

Per mantenere le proprietà dinamiche positive offerte dal gel polimerico, ed allo stesso tempo compensare il decadimento di altre proprietà meccaniche, è stata sviluppata la nanorubber adottando una ben precisa struttura chimica, mostrata schematicamente in Figura 1. Obrecht et al. in un brevetto sulla nanorubber [14] definiscono in poche righe come hanno sfruttato e migliorato l’idea del micro gel arrivando alla nanorubber: È stato trovato che è possibile migliorare l’effetto rinforzante del gel di gomma vulcanizzato se i gel sono usati in forma

agglomerata e nanostrutturata. L’effetto rinforzante del gel di gomma agglomerata è particolarmente pronunciato se le particelle non sono capaci di assumere la forma più vantaggiosa dal punto di vista termodinamico dopo l’agglomerazione, ciò è possibile solo a condizione che le particelle agglomerate abbiamo una certa struttura chimica ben definita.

In altri termini, le catene polimeriche, per effetto dell’entropia, tendono ad assumere la forma termodinamicamente piu’ probabile che corrisponde al gomitolo statistico.

Se però la parte centrale dei granuli di nanorubber, il “core” della nanorubber è costretto a una certa forma e struttura grazie a una profonda e completa reticolazione, la struttura di gomitolo statistico non viene raggiunta nel caso del nanogel a causa dell’ingombro sterico e chimico. Con questo “trucco”

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43

RICERCA & SVILUPPO BM75OH BR

s b A

965

2915

0.2

2844

3075

906

1729

719

0.0

0.4 trans-BR >80% ATR

s b A

2911

0.4 LITHIUM POLYBUTADIENE LOW CIS

s b A

2840

3004

0.2

3004

0.2

962 913

2915 909

962

2840

719

0.0 0.4 BR 80% VINYL - ATR

s b A

0.2

906 995

3075

0.0 1.0 46-36 1,2-BR SYNDIO

s b A

0.5

991

3004

2848

734

0.5 0.0

909

3071

0.0 1.0 BR-Nd 99% cis-1,4

s b A

965

3500

3000

2500

2000

1500

1000

Wavenumbers (cm-1)

Figura. 5. FT-IR della Nano-BR tipo BM75OH (in alto) in confront con gli spettri FT-IR di una

Figura. 5. FT-IR della Nano-BR tipo BM75OH (in alto) in confront con gli spettri FT-IR di una serie di differenti tipi serie di differenti tipi di polibutadienene. di polibutadiene.

è possibile mantenere i benefici effetti 2. PARTE SPERIMENTALE prio filler quindi senza compensare la NelIRHD presente lavoro sono stati usadinamici della nanorubber sull’isterequantità di gomma convenzionale pre3.2 Misure reometriche, viscosità Mooney e scorch, durezza ti due tipi di nanorubber, con il nome si meccanica e limitare la perdita delle sente in formulazione e senza toccare commerciale di “Nanoprene” forniti proprietà meccaniche statiche. il livello di nero di carbonio. Come si è Come in Tabella l'aggiunta di Nano-SBR mescola conIl tipo a base di dall’azienda Lanxess.

La sintesi mostrato delle nanorubber è realiz- 1, accennato, la nanorubber è stata pro-ad una SBR è sulla chiamato BM15OH di (d’ora in poi zataformulazione in emulsione sia per che di perSBR, il gettata reattiva nei confrona SBR base nonperhaessere un significativo impatto velocità chiamato Nano-SBR) che nella nomenBR[14-18]. Durante la reazione di politi di filler polari, come la silice, attravulcanizzazione sebbene si verso notil’impiego un leggero rallentamentoclatura delladivulcanizzazione col Lanxess significa che è sotto merizzazione di stirene e butadiene (o di organosilani, come crescere del tenore di nano-SBR; effetto confermato anche Mooney scorch. diSi forma didal balle, ha una temperatura anche solo di butadiene), vengono agil comuneun bis(trisilipropiltetrasolfano). transizione vetrosa di –15°C ed è dotato giunti monomeri bifunzionali e la poPer questo motivo le estremità delle può anche notare un piccolo effetto sul valore di MH, con una piccola riduzione di gruppi terminali -OH. Il tipo nanolimerizzazione viene spinta finovalore ad un di catene polimeriche della nanorubber dell'andamento nel torque massimo, in conseguenza delle aggiunte didi Nanorubber a base di BR è invece chiamato alto grado di conversione preferibilhanno come gruppi terminali di cateSBR, un effetto che si riscontra anche nella valore di delta torque (MH-ML) che BM75OH (d’ora in poi chiamato Nanomente in assenza di regolatori di polina dei gruppi idrossilici, per permetimplica(normalmente una riduzione nellatere densità Questi prevedibili, BR) effetti che nella erano nomenclatura di Lanxess merizzazione la polimel’attaccoditrareticolazione. la superficie delle nasignifica che è sotto forma di balle e che rizzazione in emulsione viene fermata noparticelle di gomma e la superficie visto che ci si aspetta che le particelle di Nano-SBR formino una fase parzialmente ha una temperatura di transizione vead una bassa conversione idonea per della silice. separata dalla matrice di gomma.

La Nano-SBR non ha effetti sulla viscosità Mooney trosa di -75°C. ridurre il microgel). Alternativamente il Invece, nel presente lavoro, la nae sulla durezza della mescola studiata.

Per quanto concerne il peso molattice di SBR può reticolare con l’aiuto norubber è stata usata come un filler, della nanorubber, sullasono base di perossidi aggiunta ad unacommenti comune mescola Come [14-18]. mostrato in Tabella 2, gli stessi fattica-nel lecolare caso della Nano-SBR del diametro delle particelle d=50nm La nanorubber deve essere aggiunricata con nero di carbonio, senza l’uso validi anche nel caso della Nano-BR, visto che di nuovo il valore di torque3 massimo e della densità di 1 g/cm , è possibile ta alla miscela di polimeri convenziodi silice o altri fillers polari, e senza l’imtendenza al decadimento ad elevati di Nanoil pesotenori di una particella che è nali(MH) (SBR, BR,mostra NR) comeuna un vero e propiego di organosilani. specialmente calcolare

BR. Questo tendenza impatta anche sulla densità di reticolazione (MH-ML).

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L’INDUSTRIA DELLA GOMMA | ELASTICA

ottobre 2011

RICERCA & SVILUPPO

MODULUS (INDEX VALUE)

circa 6,5 x 10-17g. Questo corREFERENCE NANO-SBR NANO-SBR NANO-SBR NANO-SBR risponde alla massa molare 0 phr 5 phr 10 phr 15 phr 20 phr Rheometer 151°C 30 min di circa 40 milioni di Dalton MH [ dNm ] 4.05 13.96 13.66 13.20 12.82 per il nanoprene.

ML [ dNm ] 2.70 2.62 2.69 2.64 2.83 In questo studio è staMH-ML [dNm ] 11.34 11.33 10.97 10.56 9.99 ta usata una formulazione ts1 [ min ] 7.81 7.80 7.71 7.32 7.69 standard a base di E-SBR ts2 [ min ] 9.10 9.47 9.57 9.69 10.1 del tipo S1723 e olio T-DAE; t 10 [ min ] 7.80 7.81 7.58 7.00 7.15 i dettagli generali della fort 50 [ min ] 11.36 12.0 12.17 12.55 13.0 mulazione sono riportati nel t90 [ min ] 18.34 19.22 19.02 20.02 20.53 rif. [10]. In questo studio la Mooney 100°C 49.8 50.2 50.0 50.7 52.1 Nano-SBR o la Nano-BR soScorch 127°C [min] 36.56 38.77 40.11 41.61 42.79 no state semplicemente adHardness IRHD 64.4 64.5 63.3 62.3 62.3 dizionate alla formulazione, Density (g/cm3) 1.126 1.125 1.119 1.115 1.114 con aggiunte di 5, 10, 15 e 20 phr, lasciando invariato Tabella 1. Effetti della Nano-SBR sulle proprietà reometriche, sulla viscosità Mooney, sullo il livello di carbon-black e scorch e sulla durezza. degli altri ingredienti nella formulazione originale delMODULI NANO-SBR CURE 151° x 30 MIN la mescola. Quindi la Nano110 SBR e la Nano-BR sono state 105 usate con filler addizionale, aggiunte nella prima fase di 100 mescolazione assieme al ne95 ro di carbonio.

90 Per quanto riguarda le at85 trezzature impiegate per la 80 mescolazione e i metodi per 75 i test di analisi (ASTM, DIN), 70 si è proceduto come già de65 scritto in precedenti lavori [413]. Le microfotografie della 60 M50% nanorubber al microscopio M300% 55 elettronico a scansione so50 0 5 10 15 20 25 no state realizzate su un JENANO-SBR (PHR) OL JSM-5800LV equipaggiato con sonda EDX. Campio- Figura Nano-SBR sulle proprietà meccaniche del del compound concon formulazione Fiura.6.6.Effetto Effettodella della Nano-SBR sulle proprietà meccaniche compuond formulazione standard. ni di gomma convenzionale standard.

S1500 o BR e di Nano-SBR e della Nano-SBR in confronto con un valore che corrisponde a quello di una Nano-BR sono stati rigonfiati (S1500) convenzionale.

Al SEM particella nanorubber. in cloroformio prima di eseguireLa le Figura mi- E-SBR 7 mostra che il comportamento della singola Nano-BR non èdicosì differente da la morfologia dell’E-SBR appare uniPerfino piu’ impressionanti sono sure al SEM. quello della Nano-SBR. Piu’ precisamente, si può affermare che il modulo di piùle forme con fratture superficiaimmagini SEMdiregistrate sullaInvece, Nano-BR bassa estensione (al alcune 50%) non risente molto delle aggiunte Nano-BR. nel 3. RISULTATI E DISCUSSIONE li mentre appare completamente difmostrate in 3, dove è possibile caso del modulo al 300% è evidente una discesa nei valori del modulo, che èdistinancora ferente la morfologia Nano-SBR guere strutture più colonnari madidotate abbastanza piccolo a 10 phr e della diventa significativo adleaggiunte elevate Nano3.1- Morfologia e microstruttura dove sono visibili strutture a colonna e di un maggiore ordine e regolarità BR. Naturalmente, le proprietà di carico di rottura seguono lo stesso andamento ridel della nanorubber in confronto modulo algranulari 300%. assolutamente assenti nella spetto alla Figura 2. Inoltre il diametro con la gomma convenzionale. gomma convenzionale. Il diametro me- di ciascuna struttura osservata in Figura La morfologia della nanorubber è dio di ciascun granulo della Nano-SBR 3 è compreso tra 50 e 100 nm, il valore stata studiata al microscopio elettro- è dell’ordine dei 1000 nm, ma in certe tipico delle particelle di nanorubber. A nico a scansione (SEM) dopo rigonfia- aree della microfotografia mostrata a si- sua volta il BR(Nd) convenzionale (Figumento in cloroformio in confronto con nistra in Figura 2 è possibile evidenzia- ra 3) appare completamente liscio senSBR e BR convenzionali. re strutture di dimensioni piu’ piccole e za granularità di sorta.

La Figura 2 mostra la morfologia precisamente attorno a 50-100 nm, un Quindi l’analisi SEM ci ha permes-

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RICERCA & SVILUPPO

con formulazione a base di SBR, non ha un significati0 phr 5 phr 10 phr 15 phr 20 phr Rheometer 151°C 30 min vo impatto sulla velocità di MH [ dNm ] 14.05 13.98 13.93 12.22 13.25 vulcanizzazione sebbene ML [ dNm ] 2.70 2.70 2.77 2.81 2.77 si noti un leggero rallentaMH-ML [dNm ] 11.34 11.28 11.16 9.41 10.48 mento della vulcanizzaziots1 [ min ] 7.81 8.12 7.81 8.58 7.81 ne col crescere del tenore ts2 [ min ] 9.10 9.74 9.48 11.68 10.01 di nano-SBR; un effetto cont 10 [ min ] 7.80 8.11 7.73 7.62 7.47 fermato anche dal Mooney t 50 [ min ] 11.36 12.19 12.07 14.96 12.98 scorch. Si può anche notat90 [ min ] 18.34 18.75 19.01 23.38 20.71 re un piccolo effetto sul vaMooney 100°C 49.8 51.5 51.8 52.5 52.1 lore di MH, con una piccoScorch 127°C [min] 36.56 39.84 39.01 48.87 42.18 la riduzione dell’andamenHardness IRHD 64.4 64.6 65 62.2 60.8 to nel valore di torque masDensity (g/cm3) 1.126 1.121 1.115 1.11 1.107 simo, in conseguenza delle aggiunte di Nano-SBR, un efTabella 2. Effetti della Nano-BR sulle proprietà reometriche, sulla viscosità Mooney, sullo scorch e sulla durezza. fetto che si riscontra anche nella valore di delta torque (MH-ML) che implica una riMODULI NANO -BR CURE 151 ° x 30 MIN duzione nella densità di reti110 colazione. Questi effetti era105 no prevedibili, visto che ci si aspetta che le particelle di 100 Nano-SBR formino una fase 95 parzialmente separata dalla 90 matrice di gomma. La Nano85 SBR non ha effetti sulla visco80 sità Mooney e sulla durezza 75 della mescola studiata.

70 Come mostrato in Tabel65 la 2, gli stessi commenti fatti M50% 60 nel caso della Nano-SBR soM300% no validi anche nel caso della 55 Nano-BR, visto che di nuovo 50 0 5 10 15 20 25 il valore di torque massimo NANO-BR (PHR) (MH) mostra una tendenza al decadimento specialFigura 7. Effetto della Nano-BR sulle proprietà meccaniche del compound con formulazione Figura 7. Effetto della Nano-BR sulle proprietà meccaniche del compuond con formulazione standard. mente ad elevati tenori di standard.

Nano-BR. Questa tendenza so di differenziare morfologicamente vato tenore di stirene nella Nano-SBR impatta anche sulla densità di reticoLa presenza di gel nelle gomme notoriamente influenza negativamente la resistenza i campioni di nanorubber in confronto rispetto a un S1500. La Figura 5 mostra lazione (MH-ML). L’aggiunta di Nanoalla lacerazione.

Come mostrato in Figura 8 l'aggiunta di Nano-SBR evidenzia un con la gomma convenzionale e di eviinvece lo spettro infrarosso della NanoBR rallenta la velocità di vulcanizzaziominimo effetto sulla resistenza alla lacerazione fino a 15 phr, quando viene misurato denziare perfino il diametro delle sinBR in confronto con una serie di poline specialmente ad alti tenori di Nanosui campioni sottoposti a vulcanizzazione in condizioni standard di 151°C per 30 gole particelle di gomma. butadieni aventi differenti microstrutBR. Tale tendenza è confermata anche minuti.

La stravulcanizzazione a 175°C per 60 minuti porta ad un appiattimento dei La microstruttura chimica della nature. Essendo la Nano-BR prodotta in dal prolungamento del tempo di scotvalori delle proprietà di lacerazione. Invece dopo un trattamento di invecchiamento norubber è stata studiata anche meemulsione, la sua struttura appare essetatura, un fenomeno già osservato nel per 3 giorni a 100°C ne consegue un abbassamento dei valori delle proprietà di diante spettroscopia FT-IR. La Figura 4 re prevalentemente 1,4-trans con una caso della Nano-SBR. Invece, anche in lacerazione che appare lineare secondo la quantità totale di Nano-SBR presente nella mostra lo spettro infrarosso della Nanoimportante quantità di unità viniliche. questo caso non ci sono effetti avvermescola .

SBR in confronto con gli spettri di riferisi causati dalla Nano-BR sulla viscosità 3.2 Misure reometriche, mento delle E-SBR e S-SBR. Come atteMooney e sulla durezza della mescola, In Figura 9 è riportato l'effetto della Nano-BR sulle proprietà di lacerazione. Anche in viscosità Mooney e scorch, so, lo spettro della Nano-SBR corrisponalmeno fino a 10 phr. questo caso l'effetto di lacerazione è minimo fino a 15 phr e l'effetto durezza IRHD de a quello di una gomma E-SBR, essendell’invecchiamento è molto meno evidente rispetto al caso della Nano-SBR. Invece Come mostrato in Tabella 1, l’ag3.3 - Proprietà meccaniche do la Nano-SBR prodotta in emulsione. l'effetto dell’appiattimento in stravulcanizzazione è evidente anche per la Nano-BR. L’effetto della Nano-SBR aggiunta giunta di Nano-SBR ad una mescola Lo spettro di Figura 4 evidenza un eleNANO-BR

NANO-BR

NANO-BR

NANO-BR

MODULI (INDEX VALUE)

REFERENCE

Il test De Mattia è stato adottato sia per le misure del numero di cicli necessari ad

innescare la DELLA formazione di fratture nella mescola sia per misurare la velocità di 46 | L’INDUSTRIA GOMMA | ELASTICA ottobre 2011 propagazione delle stesse. La Nano-SBR sembra avere un effetto negativo sull'innesco delle fratture, visto che si passa da 130 kilocicli per la mescola di

RICERCA & SVILUPPO Le Le proprietà proprietà di di resistenza resistenza alla alla propagazione propagazione delle delle fratture fratture vengono vengono mantenute mantenute ee migliorate grazie all'aggiunta di Nano-SBR o di Nano-BR. migliorate grazie all'aggiunta di Nano-SBR o di Nano-BR.

TEAR (INDEX VALUE) TEAR (INDEX VALUE)

TEAR (INDEX VALUES) TEAR (INDEX VALUES)

ANGLE TEAR NANO-SBR alla formulazione della meANGLE TEAR NANO-SBR scola standard è illustrato in 110 110 Figura6. Fino a 10 phr, l’aggiunta di Nano-SBR non ha 100 100 effetti negativi sui moduli al 50% e al 300% di allun90 gamento. Tuttavia la Nano90 SBR in quantità maggiori 80 di 10 phr esercita un effet80 to negativo sul modulo al 300% mentre non viene in70 70 fluenzato il modulo al 50%.

Un andamento simile a quelAngle tear (N/mm) cure 60 Angle tear (N/mm) cure 60 lo del modulo a 300% è staAngle tear (N/mm) overcure Angle tear (N/mm) overcure Angle tear (N/mm ) aged 3dd x 100°C to osservato anche rispetto Angle tear (N/mm ) aged 3dd x 100°C 50 50 al carico di rottura.

0 5 10 15 20 25 0 5 10 15 20 25 NANO-SBR (PHR) La Figura 7 mostra che NANO-SBR (PHR) il comportamento della Na- Figura 8. Effetto sulla lacerazione della Nano-SBR in un mescola standard.

Figura 8. Effetto sulla lacerazione della Nano-SBR in un mescola standard.

Figura 8. Effetto sulla lacerazione della Nano-SBR in un mescola standard. no-BR non è così differente da quello della Nano-SBR. Piu’ precisamente, si può afANGLE TEAR NANO-BR ANGLE TEAR NANO-BR fermare che il modulo di più 110 bassa estensione (al 50%) 110 non risente molto delle aggiunte di Nano-BR. Inve100 100 ce, nel caso del modulo al 300% è evidente una disce90 90 sa nei valori del modulo, che è ancora abbastanza piccolo 80 80 a 10 phr e diventa significativo ad aggiunte più elevate 70 70 di Nano-BR. Naturalmente, le proprietà di carico di rottura 60 Angle tear (N/mm) cure seguono lo stesso andamen60 Angle tear (N/mm) cure Angle tear (N/mm) overcure Angle tear (N/mm) overcure to del modulo al 300%.

Angle tear (N/mm ) aged 3dd x 100 °C Angle tear (N/mm ) aged 3dd x 100 °C 50 La presenza di gel nel50 0 5 10 15 20 25 0 5 10 15 20 25 le gomme notoriamente inNANO-BR (PHR) NANO-BR (PHR) fluenza negativamente la resiEffetto sulla lacerazione della Nano-SBR un standard. stenza alla lacerazione. Come Figura Figura 9.

9. della Nano-SBR in unin standard.

Figura 9. Effetto Effettosulla sullalacerazione lacerazione della Nano-SBR inmescola un mescola mescola standard. mostrato in Figura 8 l’aggiunta di Nano-SBR evidenzia un minimo effetto sulla resistenza alla lacerazioIn Figura 9 è riportato l’effetto della velocità di propagazione delle stesse. ne fino a 15 phr, quando viene misurato Nano-BR sulle proprietà di lacerazione. La Nano-SBR sembra avere un effetto sui campioni sottoposti a vulcanizzazio- Anche in questo caso l’effetto di lacera- negativo sull’innesco delle fratture, vine in condizioni standard di 151°C per 30 zione è minimo fino a 15 phr e l’effetto sto che si passa da 130 kilocicli per la minuti. La stravulcanizzazione a 175°C per dell’invecchiamento è molto meno evi- mescola di riferimento, a 70 kilocicli 60 minuti porta ad un appiattimento dei dente rispetto al caso della Nano-SBR. per la mescola con l’aggiunta di 5phr valori delle proprietà di lacerazione. Inve- Invece l’effetto dell’appiattimento in di Nano-SBR, rimanendo a questi livelli ce dopo un trattamento di invecchiamen- stravulcanizzazione è evidente anche anche per maggiori aggiunte di Nanoto per 3 giorni a 100°C ne consegue un per la Nano-BR. SBR. Al contrario, la Nano-BR non moabbassamento dei valori delle proprietà Il test De Mattia è stato adottato sia stra alcun effetto negativo sul test di indi lacerazione che appare lineare secon- per le misure del numero di cicli neces- nesco frattura. do la quantità totale di Nano-SBR presen- sari ad innescare la formazione di fratLe proprietà di resistenza alla prote nella mescola . ture nella mescola sia per misurare la pagazione delle fratture vengono man-

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| L’INDUSTRIA DELLA GOMMA | ELASTICA |

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con un Flessometro Goodrich in compressione e a 35 Hz su campioni sottoposti a stravulcanizzazione a 175°C per 72 minuti.

La Figura 12 conferma gli effetti positivi della Nano-SBR e della Nano-BR sulla riduzione dell'isteresi meccanica. Più precisamente, i dati riportati in Figura 12 mostrano che la Nano-BR è più efficace nella riduzione dell'isteresi, rispetto alla Nano-SBR e la riduzione dell’isteresi è nell'ordine di meno del 10% ad aggiunte di RICERCA & SVILUPPO 15-20 phr.

TanD 60 °C Nano -SBR 0.29

TanD 60 °C Nano - SBR Tand 60 °C

0.28

tenute e migliorate grazie all’aggiunta di Nano-SBR o di Nano-BR.

100

Tand 60 °C (index )

99 98 97

3.4 - Proprietà dinamiche: isteresi meccanica

96

0.27

95 TanD (index)

94

0.26

92

TanD (index)

TanD 60 °C

TanD 60 °C

Uno dei motivi principali dell’adozione del0.25 91 la nanorubber riguarda il 90 suo effetto sulle proprie0.24 89 tà dinamiche e sull’istere88 si meccanica. Quindi l’iste0.23 87 resi meccanica è stata mi86 Nano TanD- SBR 60°C (PHR) Nano -BR surata con lo spettrometro 0.22 85 0 5 10 15 20 meccanico Metravib a 5 Hz 0.29 100 Nano-SBR (PHR) e all’1% di allungamento.

Figura 10. La Nano-SBR riduce l’isteresi meccanica della mescola standard.

99 Tand 60°C TanD 60°C Nano -BR La Figura 10 mostra che 98 Tand 60°C (index ) Figura 0.28 10. La Nano-SBR riduce l’isteresi meccanica della mescola standard.

TanD 60 °C Nano - SBR l’aggiunta di Nano-SBR in 0.29 10097 99 96 effetti consegue un eviTand 60°C 0.27 98 95 Tand 60°C (index ) 0.28 dente riduzione del tan δ 97 94 di circa il 10% a 10 phr di 0.26 96 93 0.27 Nano-SBR, raggiungendo 95 92 una riduzione di circa il 0.25 94 91 0.26 15% a 15 phr. Risultati simi93 90 li sono stati ottenuti anche 0.24 92 89 0.25 dalla Nano-BR, come mo91 88 stato in Figura 11. La Na0.23 87 90 0.24 no-BR causa una riduzione 89 86 dell'isteresi anche a 20 phr.

88 85 0.22 0 5 10 15 20 0.23 Le misure di isteresi al87 Nano-BR (PHR) 86 lo spettrometro meccanico Nano - BR (PHR) 0.22 85 Metravib sono state fatte a 10 15 Figura 11. La0 Nano-BR riduce5 l’isteresi meccanica della mescola standard. 20 piccoli allungamenti e a reNano-BR (PHR) Figura 11. La Nano-BR riduce l’isteresi meccanica della mescola standard. lativamente bassa frequen100 za quindi in condizioni abFigura 11. La Nano-BR riduce l’isteresi meccanica della mescola standard.

GOODRICH HBU (INDEX) NanoSBR bastanza moderate. Per mi98 GOODRICH HBU (INDEX) NanoBR surare l’isteresi meccanica 100 96 in condizioni piu’ “pesanti” GOODRICH HBU (INDEX) NanoSBR si è lavorato con un Fles98 94 GOODRICH HBU (INDEX) NanoBR sometro Goodrich in com96 92 pressione e a 35 Hz su campioni sottoposti a stravul94 90 canizzazione a 175°C per 92 72 minuti.

88 La Figura 12 conferma 90 86 gli effetti positivi della Na88 no-SBR e della Nano-BR 84 sulla riduzione dell’istere86 82 si meccanica. Più precisaNanorubber (PHR) 84 mente, i dati riportati in 80 0 5 10 15 20 Figura 12 mostrano che la 82 Figura 12. La Nano-SBR e la Nano-BR riducono Nanorubber l’isteresi(PHR) meccanica della mescola standard, Nano-BR è più efficace nelmisure effettuate con il flessometro Goodrich.

Figura 12. La Nano-SBR e la Nano-BR riducono l’isteresi meccanica della mescola standard, la riduzione dell’isteresi, ri80 0 5 15 20 misure effettuate con il flessometro Goodrich. 10 93

GOODRICH HBU (INDEX) GOODRICH HBU (INDEX)

TanD 60 °C

TanD (index)

Nanorubber (PHR)

48 | L’INDUSTRIA DELLA GOMMA ottobre 2011 Figura 12. La Nano-SBR e |laELASTICA Nano-BR riducono l’isteresi meccanica della mescola standard, misure effettuate con il flessometro Goodrich.

RICERCA & SVILUPPO

spetto alla Nano-SBR e la riduzione dell’isteresi è nell’ordine del 10% ad aggiunte di 15-20 phr.

3.5 - Resistenza all’abrasione La resistenza all’abrasione dei campioni contenenti vari livelli di NanoSBR o Nano-BR, sono stati studiati anche con un abrasimetro DIN, rispetto ad un campione di riferimento senza nanorubber. I test sono stati effettuati su entrambi i campioni, vulcanizzati e stravulcanizzati. Entro la variabilità dell’abrasimetro, l’aggiunta di entrambi i tipi di nanorubber non ha avuto al-

cun effetto negativo. Solo i campioni stravulcanizzati e con aggiunte di 20 phr di nanorubber mostrano qualche effetto negativo nella resistenza all’abrasione.

4. CONCLUSIONI La nanorubber prodotta da Lanxess è stata testata in una mescola standard a base di E-SBR e caricata con nero di carbonio. La Nano-SBR e la Nano-BR sono state provate a livello di 5,10,15 e 20 phr nella formulazione di base.

La nanorubber si comporta come

un altro filler, ha un minimo effetto sulla velocità di vulcanizzazione, ha però effetti negativi sul carico di rottura delle mescole specie se impiegata in quantita >10 phr.

D’altra parte la nanorubber ha effetti positivi ed evidenti sulla riduzione dell’isteresi meccanica, come misurato sia con lo spettrometro meccanico a bassi strain e col flessometro Goodrich in compressione. Il miglior compromesso per mantenere buone proprietà meccaniche e ottenere i vantaggi dell’isteresi, è di adottare la Nano-SBR o la Nano-BR con aggiunte di 10-15 phr, su una formulazione standard. 

RINGRAZIAMENTI F. Cataldo desidera ringraziare tutto lo staff del laboratorio R&D Materiali della Trelleborg Wheel Systems e in particolar modo D. Caon, A. Viglietta e M. Puglia che hanno contribuito attivamente alla realizzazione di questo studio di ricerca.

BIBLIOGRAFIA 1. Pinnavaia, T.J., Beall G.W. (eds.) (2001) Polymer-Clay Nanocomposites, Wiley, New York.

2. Ajayan, P.M., Schadler, L.S., Braun, P.V. (2003). Nanocomposite science and technology. Wiley, New York.

3. Blow, C.L., Hepburn, C. (1987). Rubber Technology and Manufacture. Butterworth, London.

4. Cataldo, F. (2007). Preparation and properties of nanostructured rubber composites with montmorillonite.

Macromolecular Symposia, 247; 67-77.

5. Cataldo, F. (2007). Effekte von nanoclays in gummi-nanoverbundstrukturen. Gummi Fasern Kunststoffe, 60; 651657.

6. Cataldo, F., Ursini, O., Angelini, G. (2007). Radiation-cured nanocomposites based on diene rubber and nanoclay.

Progress in Rubber Plastics and Recycling Technology, 23; 209-222.

7. Cataldo, F. (2007) High Performance Fillers 2007. Paper 11: The effects of nanoclays in rubber nanocomposites. Rapra Conference Proceedings.

8. Cataldo, F. (2008). The effect of nanoclay in rubber nanocomposites. Rubber Fibers and Plastics, 3; 331-336.

9. Cataldo, F., Ursini, O., Angelini, G. (2008). MWCNTs elastomer nanocomposites: Part 1. The addition of MWCNTs to a natural rubber based carbon black filled rubber compound. Fullerenes Nanotubes Carbon Nanostructures, 17, 38-54.

10. Cataldo, F., Ursini, O., Angelini, G. (2008). MWCNTs elastomer nanocomposites: Part 2. The addition of MWCNTs

to an oil-extended SBR based carbon black filled rubber compound. Fullerenes Nanotubes Carbon Nanostructures, 17, 55-66.

11. Cataldo, F., (2009). Verstarkerwirkung von mehrvandingen kohlenstoff nanorohrchen in einer russgefullten NRmischung Gummi Fasern Kunststoffe, 62, 285-290.

12. Cataldo, F., (2008). Study on the reinforcing effect of milled carbon fibers in a natural rubber based composite. Journal Macromolecular Science Part B: Physics, 47; 818-828.

13. Cataldo, F., Ursini, O., Lilla, E., Angelini, G. (2009). A comparative study on the reinforcing effect of aramide and PET short fibers in a natural rubber-based composite.

Journal Macromolecular Science Part B: Physics, 48; 12411251.

14. Obrecht, W., Scholl, Th., Eisele, U., Jeske, W., Wendling, P., Schmidt, A. (2000). Rubber mixtures which contain SBR rubber gel. US Patent 6,127,488 dated Oct. 3, 2000.

15. Obrecht, W., Scholl, Th., Eisele, U., Jeske, W. (2001). Rubber mixtures containing surface modified crosslinked rubber gel. US Patent 6,184,296 dated Feb. 6, 2001.

16. Obrecht, W., Jeske, W. (2002). Microgel containing rubber compounds which comprise sulphur containing organosilicon compound. US Patent 6,399,706B1 dated Jun. 4, 2002.

17. Obrecht, W., Jeske, W. (2003). Rubber mixtures and vulcanizates containing agglomerated rubber gel. US Patent 6,620,866 dated Sept. 16, 2003.

18. Obrecht, W. (2003). Process for the production of crosslinked rubber particles. US Patent 6,605,671 dated Aug. 12, 2003.

19. Zheng, L., Lean, J.T., Castner, E.S., Materne, T.F.E., Parker, D.K., Feher, F.J. (2008). Core-shell particles synthesized through free radical polymerization. US Patent 7,344,752B2 dated Mar. 18, 2008.

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Inaugurato dalla Colmec

Un centro tecnologico per la ricerca e le nuove tecnologie di Giuseppe Cantalupo

Aperto dalla Colmec un nuovo Centro Tecnologico col quale l’azienda di Busto Arsizio conferma il suo impegno fondamentale nella ricerca e, al tempo stesso, mette a disposizione della clientela un’area specificamente dedicata alle prove con i nuovi macchinari nei quali trova espressione la sua tecnologia innovativa.

F

are ricerca vuol dire guardare al domani. Vuol dire tenere la porta aperta sul futuro. E guardare al futuro significa cogliere in tempo le esigenze del cliente per metterlo in grado di migliorare la qualità della sua produzione, aumentare l’efficienza dei suoi impianti, ampliare la sua gamma prodotti, ridurre i costi. E vuol dire anche aiutarlo a risolvere i suoi problemi in maniera efficace e duratura. È questione di esperienza. E dall’esperienza scaturisce la capacità di fare ricerca. È appunto questa la chiave del successo della Colmec, affermato leader europeo e mondiale nella progettazione e costruzione di linee di estrusione e vulcanizzazione per la gomma sintetica e la gomma naturale.

E ora l’azienda di Busto Arsizio estende il suo campo d’azione con la realizzazione di un centro specificamente dedicato allo sviluppo dei suoi programmi di ricerca innovativa e in grado di riservare ai clienti più spazio per una approfondita valutazione delle nuove potenzialità tecnologiche messe a punto dalla società.

LA NUOVA STRUTTURA Come nasce in Colmec l’idea di un centro tecnologico?

“Negli ultimi anni – ci spiega durante la visita alla nuova unità l’Ing. Ubaldo Colombo, titolare e Direttore 54 |

L’INDUSTRIA DELLA GOMMA | ELASTICA

Il nuovo centro tecnologico della Colmec dedicato allo sviluppo dei suoi programmi di ricerca.

Generale dell’azienda, – abbiamo sviluppato nuove tecnologie che abbiamo ritenuto giusto e più confacente al mercato al quale sono destinate valorizzare in una struttura dedicata. In una realtà operativa, cioè, che consentisse un più razionale utilizzo di spazi e tempi sia per l’attuazione dei nostri programmi di ricerca che per l’effettuazione, da parte dei clienti, di prove su apparecchiature nuove, in un ambiente tecnologicamente avanzato e moderno, sicuro, tutto riservato a loro. In

ottobre 2011

questo modo, inoltre, abbiamo anche più ampie possibilità di personalizzare strumentazioni e macchine per il soddisfacimento di particolari e specifiche esigenze di chi poi dovrà usarle”.

Il complesso sorge nelle immediate vicinanze della sede principale della società e occupa una superficie di 3.000 metri quadrati. Vi trovano comoda sistemazione quattro linee di estrusione di nuova tecnologia e attrezzature e nuovi macchinari per la mescolazione della gomma.

Inaugurato dalla Colmec

Le linee per la produzione di profili in gomma e tubi per il settore auto.

La linea per il rivestimento di cavi elettrici con gomma siliconica.

Le linee di estrusione Una prima linea, brevettata, è quella per la produzione di profili in gomma col sistema di vulcanizzazione mista a sali fusi e aria calda. “È un sistema – ci dice l’Ing. Colombo – che permette di vulcanizzare un profilo senza deformarne la geometria, in quanto il profilo estruso non viaggia su rulli o nastri trasportatori, bensì galleggia su un letto di sali fusi e quindi mantiene inalterata la sua forma fino alla fine del processo. La parte fuori galleggiamento vie-

ne vulcanizzata ad aria calda. È importante sottolineare – continua il Direttore dell’azienda – che, nel caso delle mescole a vulcanizzazione perossidica, prima che entri in azione l’aria calda, su un tratto di profilo di qualche metro viene spruzzato sale fuso a pioggia per proteggerlo dall’attacco dell’ossigeno, che altrimenti impedirebbe la vulcanizzazione”. L’impianto, quindi, consente di attivare o meno la pioggia di sali fusi a seconda che la mescola richieda la vulcanizzazione a perossido o a zolfo.

È dotato, inoltre, di sistema di riciclo dei sali e può raggiungere temperature comprese tra i 180 e i 280°C. La linea installata è un prototipo di 15 metri (ma se ne possono produrre anche da 20, 25, 30 e 40 metri, a seconda della velocità di estrusione che si vuole) e quindi già permette di fare prove significative.

Un’altra linea è quella dell’estrusione e vulcanizzazione ad aria calda ad alta velocità, sempre per la produzione di profili in gomma. È un impianto da 12 metri che si usa, in alternativa a quello a sali fusi, per mescole non perossidiche. Anche in questo caso la Colmec ha sviluppato una novità consistente nel fatto che il profilo è adagiato su un tappeto forato, per cui, oltre ad essere investito dal getto d’aria calda nella parte superiore, esso viene raggiunto dall’aria calda ad alta velocità anche dalla parte inferiore grazie ai fori presenti nel tappeto. In questo modo la vulcanizzazione avviene in maniera più omogenea su tutta la superficie dell’estruso.

Una terza linea riguarda il rivestimento di cavi elettrici con gomma siliconica. “Si tratta – commenta l’Ing. Colombo – di una linea di estrusione e vulcanizzazione nuova con la quale riusciamo a vulcanizzare con una velocità anche di 800 m/min. Anche in questo caso parliamo di un impianto che rappresenta un’alternativa a quello a sali fusi, con in più però, rispetto a quest’ultimo, il vantaggio di consentire, grazie a un’importante innovazione tecnologica della Colmec, un alto risparmio energetico”.

Una quarta linea, infine, è una linea pilota per la produzione e la vulcanizzazione di tubi in gomma per il settore auto, principalmente tubi radiatore.

“Specie con l’avvento delle tecnologie motoristiche studiate per abbattere le emissioni nocive dei mezzi motorizzati – spiega l’Ing. Colombo – e in vista delle norme Euro VI ed Euro VII, questi tubi non solo devono resistere a temperature sempre più alte a causa dell’adozione di turbo compressori nei motori dei veicoli, ma devono resistere anche agli oli caldi, che, anche se in tracce, so-

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Inaugurato dalla Colmec

L’area dedicata alla mescolazione dove è installato anche il Conical Twin Mixer (CTM).

no pur sempre presenti nei fumi della combustione del carburante. È necessario, quindi, rivestire la parete interna dei tubi con elastomeri che posseggano questi requisiti. Ecco, allora, che la nostra linea effettua la coestrusione dello strato interno di questi tubi con l’utilizzo di un fluoroelastomero e di un fluorosilicone. Su questo strato avviene poi la posa del rinforzo tessile, costituito da una fibra aramidica resistente all’alta temperatura, e alla fine il filato viene ricoperto in linea con un altro strato di silicone. Il tubo estruso viene poi tagliato per essere vulcanizzato in sagoma”. L’impianto può consentire la produzione di tubi con diametro interno fino a 100 mm.

Le macchine per la mescolazione Un’area della nuova unità è riservata alla mescolazione, e vi troviamo il Conical Twin Mixer (CTM). È il nuovo mescolatore bivite conico della Colmec, brevettato in tutto il mondo, appositamente studiato per la compoundazione del silicone. Usando viti con profili diversi e rotori di geometria diversa specifica56 |

L’INDUSTRIA DELLA GOMMA | ELASTICA

mente progettati e realizzati dall’azienda, questa tecnologia può essere utilizzata come elemento principale di una nuova linea, anche questa brevettata, per la compoundazione e la filtratura delle mescole in gomma completamente automatizzata.

“Dall’intermixer situato a monte del CTM – spiega l’Ing. Colombo – la mescola calda arriva al mescolatore bivite, che ne completa la preparazione. In questa fase della lavorazione possono anche essere aggiunti gli acceleranti e gli altri eventuali ingredienti che non si sono potuti aggiungere nel banbury a causa della più alta temperatura del compound nel mescolatore interno. E questo è possibile – continua il Direttore della Colmec, sottolineando un altro vantaggio della sua macchina, – perché il CTM, essendo termoregolato con acqua, lavora a più bassa temperatura”.

Al termine della mescolazione la testa del mixer si apre automaticamente e il compound viene scaricato su un nastro trasportatore che lo trasferisce in un CTE (Conical Twin Extruder). Questo estrusore, dotato di una pompa a ingra-

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naggi, provvede alla filtratura del prodotto, che poi passa al batch-off per il raffreddamento.

Più stadi di un intero processo, quindi, dalla mescolazione alla filtratura, avvengono in un’unica fase e senza l’intervento dell’uomo.

“Questa che vediamo installata è una linea prototipo. Ciò vuol dire – conclude con soddisfazione l’Ing. Colombo – che in uno spazio di appena 20 metri quadrati abbiamo un impianto in miniatura capace di produrre 300 kg/h di compound filtrato e raffreddato. Una capacità più che sufficiente per poter verificare insieme al cliente i vantaggi offerti dalla nostra linea e esaminare la possibilità di eventuali personalizzazioni che meglio soddisfino particolari esigenze del cliente stesso”.

Il Centro Tecnologico Colmec, in conclusione, dimostra e conferma l’efficacia di quella sorta di simbiosi che è la collaborazione ‘fornitore-cliente’, nella quale ognuno dei due elementi trae vantaggio dall’altro e che spesso porta alla realizzazione di prodotti tecnologicamente avanzati. 

Inaugurato dalla Colmec

E a proposito di ricerca…

Non è solo alle macchine e ai processi per la trasformazione della gomma che la Colmec rivolge la sua attenzione, ma anche ad altri settori di ricerca in qualità di sponsor di importanti e impegnativi progetti. Come quello, per esempio, di un prototipo di veicolo ad energia solare chiamato “Apollo”, realizzato dal team “mecc-SUN” del Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano e risultato vincitore alla Shell Eco-Marathon Europe 2011, svoltasi a maggio di quest’anno sul circuito tedesco di Lausitz.

La manifestazione è una ecomaratona particolare che viene promossa ogni anno dalla Shell a livello mondiale – quella di quest’anno è stata la 27a edizione – e coinvolge gli studenti delle scuole superiori e delle università, che vengono invitati a progettare e realizzare veicoli ad alta efficienza energetica, idonei per una mobilità ecosostenibile. Non è una gara di velocità, ma di consumi a confronto. Non vince, cioè, chi taglia per primo un traguardo, ma chi consuma meno e inquina meno o chi sfrutta energia prodotta non con i soliti carburanti convenzionali.

La competizione si svolge in tre continenti, in periodi diversi dello stesso anno: in America, in Europa e in Asia. A Lausitz hanno partecipato quest’anno 222 veicoli di altrettanti team internazionali, di cui 15 italiani. I veicoli -o più propriamente

‘prototipi’- possono essere alimentati con carburanti tradizionali, quali diesel, benzina, GPL, o carburanti alternativi, quali energia solare o elettrica, idrogeno o tramite combustione delle biomasse.

Nella classe “Prototype Solar” ha vinto, dicevamo, il team del Politecnico di Milano mecc-SUN, che col suo “Apollo” alimentato a pannelli solari ha stabilito il nuovo record della categoria col risultato straordinario di 1.108 km percorsi consumando soltanto 1 kWh. Due osservazioni pongono ben in risalto l’eccezionalità dell’impresa. La prima: trasformando il consumo nei convenzionali km/l, è come se Apollo, alimentato a benzina invece che a energia solare, avesse percorso 9.750 km con un litro di carburante. La seconda: la distanza percorsa dal team classificatosi secondo, dopo Apollo, è stata di 853 km con 1 kWh. Il risultato straordinario del team del Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano, del quale faceva parte anche il figlio Giovanni (all’epoca laureando in Ingegneria Meccanica) dell’Ing. Ubaldo Colombo, è stato possibile anche grazie all’impegno profuso nel progetto da numerosi partner e sponsor.

Tra questi, appunto, la Colmec di Busto Arsizio.

Apollo – il primo veicolo da sinistra - e il team del Politecnico di Milano che lo ha progettato (nono da destra, nella fila in piedi, Giovanni Colombo, laureatosi in Ingegneria Meccanica nel corrente mese di ottobre con una tesi specifica sul progetto).

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TACCUINO Produzione • consumi • mercati

Primi sette mesi: produzione +2,0%, esportazioni +14,3%

L

a produzione di articoli in gomma e materie plastiche, secondo i dati resi noti dall’Istat, nei primi sette mesi dell’anno è aumentata del 2,0% rispetto allo stesso periodo del 2010. Tuttavia la ripresa sembra rallentare: infatti nel luglio di quest’anno la produzione è diminuita dell’1,7% rispetto al mese precedente e del 3,1% rispetto al mese di luglio 2010.

Molto bene le esportazioni di articoli in gomma che sono cresciute del 3,2% in luglio, rispetto a luglio 2010, e del 14,3% nel periodo gennaio-luglio, rispetto allo stesso periodo del 2010. Le importazioni, a loro volta, sono cresciute del 10,5% in luglio e del 16,4% nel periodo gennaio-luglio, rispetto agli stessi periodi dell’anno scorso.

Il saldo positivo della bilancia commerciale è stato nei sette mesi di 3.118 milioni di euro.

In aumento i consumi di gomma nel primo trimestre

I

n base alle rilevazioni dall’International Rubber Study Group, i consumi di gomma naturale sono aumentati, nel primo trimestre di quest’anno, a 2,552 milioni di tonnellate (+2,2% rispetto al primo trimestre 2010) e quelli di gomma sintetica a 3,710 milioni (+7%). La quota degli elastomeri sintetici sul totale dei consumi è per la prima volta salito al 59,2% (40,8% quelli di gomma naturale).

Nello stesso periodo la produzione di gomma naturale è stata di 2,571 milioni di tonnellate (+8,9%) e quella di gomma sintetica di 3,769 milioni (+9,4%).

Da rilevare che produzione e consumi, pur migliorando come si è visto nel confronto tra i primi due trimestri del 2011 e del 2010, sono in generale diminuiti rispetto all’ultimo trimestre del 2010; unica eccezione la produzione di gomma sintetica che ha segnato un lieve miglioramento in questo confronto.

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L’INDUSTRIA DELLA GOMMA | ELASTICA |

Sempre secondo le rilevazioni dell’IRSG, il rapporto tra il prezzo della gomma naturale (TSR20) e quello della gomma sintetica (SBR Stati Uniti) è passato dalla media di 134,9 dell’anno 2010 a 188,3 nel primo trimestre 2011, a 140 nel secondo trimestre 2011. Negli stessi periodi il prezzo del butadiene è passato da 84,2 centesimi di dollaro per libbra a 98 e infine a 138,3.

Più fluoroelastomeri della Solvay per il mercato cinese

S

olvay ha annunciato la costruzione in Cina di un nuovo impianto per la produzione di Solef PVDF e di Tecnoflon FKM per rispondere alla crescente domanda asiatica di polimeri ad alto valore aggiunto.

L’impianto sorgerà nel complesso industriale della Solvay a Changshu nella provincia di Jiangsu, comporterà un investimento di 120 milioni di euro ed entrerà in esercizio all’inizio del 2014.

Come si legge in un comunicato, i fluoroelastomeri Tecnoflon trovano impieghi in una molteplicità prodotti finiti (quali O-ring, guarnizioni e articoli tecnici stampati) la cui domanda è sostenuta dal boom del mercato degli autoveicoli in Cina.

S-SBR in cantiere dalla Germania alla Cina

S

ono iniziati a fine giugno i lavori per la costruzione, a Jurong Island (Singapore) di un impianto per la produzione di gomma butadiene stirolo polimerizzata in soluzione della Ashai Kasei Chemicals Corp.

Lo stabilimento (che è destinato a rispondere alla richiesta di pneumatici high-performance del mercato automobilistico asiatico in crescente sviluppo) sarà realizzato in due fasi. La prima, della capacità di 50.000 tonn./ anno, sarà completata per il mesi di maggio 2013. La seconda, pure di 50.000 tonn./anno, è prevista in funzione per l’inizio del 2015.

Il gruppo giapponese ha oggi una capacità produttiva di S-SBR (in alterna-

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tiva a BR) di 140.000 tonn./anno. 105 mila sono istallate nell’impianto di Kawasaki e 35 mila in quello di Oita, gestito da Japan Elastomer Co., posseduta al 75% da Ashai Kasei e al 25% da Showa Denko.

Ashai Kasei ha chiuso l’esercizio al 31 marzo con un fatturato di circa 19,7 miliardi di dollari, l’11,4% in più rispetto all’esercizio precedente.

Un mese prima anche Styron ha dato il via ai lavori per una linea di S-SBR da 50 mila tonnellate presso l’impianto di Schkopau (si veda il numero di marzo di IG a pagina 52).

Dalla Cina giunge infine la notizia di un accordo raggiunto tra Keyuan Petrochemicals Inc. di Ningbo e il costruttore di pneumatici Hangzhou Zhongce Rubber Company Ltd. Le due società lavoreranno insieme per sviluppare un progetto tecnico e commerciale nel campo della gomma S-SBR. Keyuan intende produrre il nuovo polimero nell’impianti di SBR che ha in costruzione nel sito di Ningbo.

Il contributo per il recupero dei PFU non è una tassa

A

ttualmente i gommisti devono pagare il servizio di chi provvede allo smaltimento delle loro giacenze di pneumatici fine uso e tale costo è ovviamente compreso nel prezzo finale praticato all’acquirente di pneumatici nuovi.

Il contributo previsto dalla nuova normativa sui PFU non è quindi una tassa aggiuntiva ma lo scorporo di una somma che è già oggi pagata.

Lo precisa in un suo comunicato Ecopneus che dice: “Il contributo ambientale non è una tassa, ma l’importo necessario per contribuire al completo trattamento dei Pneumatici Fuori Uso (PFU). Si tratta della razionalizzazione di un costo che l’automobilista oggi sostiene già, che verrà solo reso trasparente rispetto al prezzo del pneumatico: sarà versato solo dagli acquirenti di pneumatici e sarà finalizzato esclusivamente al finanziamento delle operazioni di raccolta e recupero, sotto il controllo del Ministero dell’Ambiente”.

TACCUINO

A piedi o in bicicletta più che in macchina

È

quanto risulta dai dati di una ricerca ISFORT (Istituto Superiore di Formazione e Ricerca per i Trasporti) rielaborati dall’Osservatorio Mobilità Sostenibile dell’AIRP (l’Associazione Italiana Ricostruttori Pneumatici). Nel 2010 il 21,1% degli spostamenti in Italia è avvenuto a piedi o in bici. Nel 2009 la percentuale era stata del 20,6%. Questione di crisi economica, che scoraggia l’uso della macchina anche perché il carburante costa troppo? o di una crescente sensibilità generale verso l’ecologia? Probabilmente di tutti e due i fattori messi insieme. Sta di fatto che gli spostamenti con mezzi motorizzati sono scesi dal 79,4% del 2009 al 78,9% del 2010.

Più in dettaglio, l’uso della moto è calato dal 5,3% al 4,9% e quello dell’auto è passato dall’84,2% all’83%. È aumentato, invece, l’utilizzo del mezzo pubblico, salito dal 10,5% del 2009 al 12,1% del 2010.

Questo a livello nazionale. Nelle grandi città, invece, le statistiche presentano una realtà diversa. Nelle città con più di 250.000 abitanti gli spostamenti con mezzi motorizzati sono aumentati, passando dal 71,8% del 2009 al 73% del 2010 (il che significa che l’utilizzo dei mezzi non motorizzati – piedi e bici – è sceso dal 28,2% al 27%). I dati al dettaglio dicono che questo aumento è dovuto prevalentemente all’auto, perché l’uso dei mezzi pubblici è rimasto stabile, mentre quello delle moto è risultato in leggero calo. È possibile, come sottolinea l’ISFORT, che, parallelamente all’aumento della sensibilità verso il problema dell’inquinamento ambientale, la crisi economica e l’aumento del prezzo dei carburanti determinino un cambiamento delle abitudini degli italiani nella scelta del mezzo col quale muoversi. Una cosa, comunque, è certa, e cioè che l’auto occupa il primo posto nella graduatoria dei veicoli a motore scelti nel nostro paese come mezzi di trasporto. L’AIRP ricorda che ben l’83% del totale degli spostamenti con un mezzo motorizzato avviene con questo veicolo. Questo dato ripropone con forza il problema della stringente necessità di ridurre il più possibile l’inquinamento prodotto dalla mobilità privata. E un contributo non da poco in questo senso -dice l’associa-

zione dei ricostruttori -possono darlo gli stessi utenti della strada, adottando condotte di guida ecocompatibili, controllando con regolarità lo stato e la pressione dei pneumatici sui quali viaggiano (secondo la Commissione Europea, le gomme sottogonfiate possono provocare un aumento del consumo di carburante, e delle conseguenti emissioni di CO2, anche del 4% e possono avere una durata più breve anche del 45%) e incrementando l’uso di pneumatici ricostruiti che, prolungando la vita dei pneumatici, ne ritarda l’esigenza dello smaltimento, riducendo sensibilmente il numero delle gomme fuori uso da eliminare.

macchine italiane sono stati, nell’ordine, la Germania (con una quota del 15% sul totale), la Cina, la Francia, gli Stati Uniti e la Polonia.

Le importazioni sono cresciute solo del 7% e di conseguenza il risultato positivo della bilancia commerciale si è ulteriormente rafforzato.

Per tutto il 2011 si prevede che l’export aumenterà del 14,3% e la produzione dell’11,1%.

Nuova linea di alobutile in Russia

I

l gruppo chimico russo OAO Nizhnekamskneftekim ha annunciato che a fine agosto è entrata in produzione la sua terza linea di gomma butile alogenata. La prima era entrata in produzione nel 2004.

Elasto produrrà TPE in Cina

E

lasto, entrata a far parte del gruppo Hexpol AB nell’aprile dello scorso anno, ha annunciato l’avvio dei lavori per la realizzazione di un impianto per la produzione di TPE nel sito Hexpol di Guangzhou. Inizialmente si tratterà della gamma Dryflex, cui faranno seguito altre linee di prodotto.

La nuova unità produttiva entrerà in esercizio nella seconda metà del 2012. Attualmente Elasto ha impianti in Svezia e Regno Unito.

Al 96% il recupero dei PFU in Europa

Ottima ripresa dell’export di macchine

L

e esportazioni italiane di macchine, attrezzature ausiliarie e stampi per la lavorazione delle materie plastiche e gomma, sono aumentate nel primo semestre dell’anno del 22% rispetto allo stesso periodo del 2010.

Il valore stimato è di 1.120 milioni di euro. Lo comunica l’associazione di categoria Assocomaplast.

In particolare si mette in evidenza un aumento del 50% delle esportazioni di macchine ad iniezione e del 21% degli estrusori.

I principali mercati di vendita delle

ottobre

N

el 2010 il quantitativo di riutilizzo in Europa dei pneumatici fine vita è ammontato a 3,3 milioni di tonnellate, pari al 96% del totale (in Italia la quota è del 79%). Lo dicono i dati raccolti dall’ETRMA, l’associazione europea di fabbricanti di pneumatici e di articoli in gomma.

Più in dettaglio al recupero di energia sono andate 1,248 milioni di tonnellate (soprattutto per l’impiego nei cementifici), 1,315 milioni agli altri tipi di recupero (granulati e polveri, impieghi in ingegneria e opere pubbliche ecc). Alla ricostruzione sono state destinate 258 mila tonnellate, con le punte più ele-

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TACCUINO

vate (oltre 40 mila tonnellate) in Italia, Germania e Francia.

Joint-venture cinomalese nella gomma naturale

delle varie legislazioni in materia di tutela della salute.

La ricerca è disponibile in inglese e tedesco (www.ceresana.com/en).

D

ue società cinesi (Mazhongdu International e Hainan Baisha Industrial) e una malaysiana (Hateg Corporation) hanno siglato un accordo per la costituzione di una joint-venture finalizzata alla coltivazione della gomma naturale a Kalimantan (la parte indonesiana del Borneo).

Si partirà con un area pilota di 1.000 ettari che saranno portati a 40.000 entro cinque anni. L’obiettivo finale dovrebbe essere di 200.000 ettari.

L’investimento previsto è di 1,14 miliardi di dollari in cinque anni.

Una ricerca sui ritardanti di fiamma

I

l mercato mondiale dei ritardanti di fiamma dovrebbe raggiungere nel 2018 il valore di 5,8 miliardi dollari. A questo mercato, che è in forte crescita soprattutto in Asia-Pacifico, ha dedicato una ricerca Ceresana Research, una società specializzata per il settore dei prodotti per l’industria.

Lo studio analizza la domanda per tipo di prodotto e per prezzo relativo, oltre che per i singoli paesi. Si occupa anche

Poco più del 6% le auto ‘verdi’

A

tutto il 2010 il parco circolante in Italia era composto da 36.651.669 vetture. Di queste, il 93,58% utilizzava l’alimentazione tradizionale, cioè a benzina o a gasolio; le vetture a gpl erano il 4,62% e quelle a metano l’1,80%. Quelle elettriche praticamente inesistenti: solo 1.279 esemplari, come dire lo 0,003%.

Lo rende noto, sulla base di una analisi condotta su dati ACI, l’Osservatorio Metanauto, la struttura di ricerca sul metano per autotrazione. Le considerazioni sono certamente amare, se è questo il risultato che si ottiene in tema di soluzioni ecologiche dopo il gran parlare che si fa da tempo sull’importanza e l’urgenza dell’adozione di misure che servano a ridurre l’impatto ambientale delle emissioni nocive. E non è da dire che stia diminuendo la sensibilità della gente verso il problema dell’inquinamento. Anzi, come sostiene l’Osservatorio Metanauto, la coscienza ecologica delle persone sta crescendo.

Il problema è che la scelta dell’auto ‘verde’ non è molto incoraggiata. In regime di incentivazione alla rottamazione le cose andavano diversamente. Prendendo in considerazione le vendite di auto a metano, nel 2008 queste hanno rappresentato il 3,66% del totale delle immatricolazioni; nel 2009, con gli incentivi, sono salite al 5,92%; nel 2010, senza incentivi, sono scese al 3,34% e nei primi cinque mesi del 2011 sono scese ulteriormente all’1,92%.

Praticamente sempre ferma l’auto elettrica, ma non per mancanza di interesse da parte delle persone, bensì per una questione di prezzi ancora alti.

Ovvia la conclusione di Dante Natali, Presidente di Federmetano e a capo dell’Osservatorio Metanauto, che sostiene e sottolinea l’opportunità di un ritorno agli incentivi per rilanciare i possibili consumi automobilistici virtuosi in termini ambientali.

Imprese • finanza Dell’operazione fa parte anche un accordo pluriennale di fornitura a partire dalla conclusione della transazione.

Il cord metallico di Goodyear passa a Hyosung

G

oodyear Tire & Rubber Co. ha ceduto per 50 milioni di dollari le sue attività nel campo del cord metallico alla Hyosung, alla quale aveva venduto cinque anni fa anche il business del tessuto per pneumatici.

Gli stabilimenti Goodyear interessati dall’accordo sono quelli di Asheboro, North Carolina, e Colmar-Berg, in Lussemburgo. Complessivamente contano circa 600 dipendenti.

La coreana Hyosung ha fabbriche per la produzione di materiale di rinforzo per pneumatici in Sud Corea, Brasile, Cina, Lussemburgo, Vietnam e Stati Uniti.

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In Germania Ellerbrock diventa Marangoni

Dal 1° settembre la Ellerbrock Reifenrunderneuerungs-Technologie GmbH di Henstead-Urzburg, acquisita dal Gruppo Marangoni nei primi anni ’90 e specializzata nella realizzazione di materiali per la ricostruzione di pneumatici, ha assunto la denominazione di Marangoni Retreading Systems Deutschland GmbH. “Il cambio della ragione sociale e l’adozione del nostro marchio da

ottobre 2011

parte di questa azienda tedesca, ha spiegato Massimo De Alessandri, amministratore delegato del gruppo italiano, ratifica un legame sempre più importante che si è sviluppato nel tempo tra il nostro gruppo e la Germania, soprattutto in una fase in cui questo paese rappresenta di gran lunga il principale mercato europeo e la forza trainante della ripresa economica del nostro continente. Un legame che nei mesi scorsi è stato ulteriormente rafforzato con l’acquisizione di Wenzel Industrie GmbH di Brema”. Quest’ultima società, acquisita dalla Marangoni nel 2010, si occupa della vendita in Germania, Austria e Svizzera, delle coperture industriali e dei pneumatici ricostruiti per movimento terra.

TACCUINO

Lo stabilimento di Henstead-Urzburg sorge su un’area di 26.500 mq, oltre a 13.500 mq del centro logistico, e dà attualmente lavoro a 120 persone.

L’impianto di Kirov alla joint-venture russa di Pirelli

A

fine luglio è stato siglato un accordo tra Pirelli e Sibur Holding che prevede il trasferimento alla costituenda joint venture tra Pirelli e Russian Technologies, entro il novembre di quest’anno, l’impianto di Kirov che ha attualmente una capacità di

7 milioni di pneumatici autovettura e trasporto leggero, che salirà a 11 milioni entro il 2014. L’investimento è pari a 200 milioni di euro tra il 2012 e il 2014. In quest’ultimo anno sono previsti ricavi superiori a 500 milioni di euro.

Concluso l’acquisto di Rhodia da parte di Solvay

I

l 24 agosto, scadenza dell’offerta amichevole di acquisizione totalitaria della Rhodia da parte di Solvay (si veda quanto abbiamo pubblicato nel numero 588-maggio a pagina 54), oltre il 94% delle azioni di Rhodia sono passate alla società acquirente.

In tal modo si realizza un gruppo da 12 miliardi euro di vendite, con una gamma di prodotti fortemente complementari, e una quota del 40% di vendite realizzate nei paesi emergenti.

Solvay ha nel frattempo annunciato

che le vendite del 2010 hanno toccato i 7,1 miliardi di euro. Nel secondo trimestre dell’anno il risultato operativo del gruppo è stato di 304 milioni di euro (+12%) e le vendite in volume sono aumentate del 4%.

Gli agenti di distacco Wacker vanno alla Rhein Chemie

L

a Wacker Chemie AG ha venduto alla Rhein Chemie Rheinau GmbH (che fa parte del gruppo Lanxess) il settore degli agenti distaccanti al silicone per pneumatici. Il prezzo dell’operazione non è stato comunicato d’intesa tra le due società.

In base all’accordo, la Rhein Chemie acquista i diritti sulle relative produzioni così come i contratti in essere con i clienti ed il magazzino. Inoltre la Wacker continuerà a fornire alla Rhein Chemie le materie prime a base siliconica. Non è previsto nessun passaggio di personale.

La divisione Wacker Silicones ha precisato che la decisione è finalizzata allo snellimento del proprio portafoglio prodotti e soluzioni e che, diversamente di quanto accade per la Rhein Chemie, le applicazioni per il settore pneumatici non rientrano nel proprio core business.

Dal canto suo Rhein Chemie ha detto che l’acquisizione è destinata a ulteriormente rafforzare la propria posizione sul mercato degli agenti di distacco per pneumatici che è previsto in crescita del 5% all’anno su scala mondiale. I nuovo prodotti saranno offerti al mercato sotto la denominazione di Rhenodiv.

All’inizio dell’anno Rhein Chemie aveva acquistato il produttore argentino di agenti di distacco e bladder Darmex e recentemente le due linee di prodotti Vocol e Santoweb dalla Flexsys.

Rinnovato l’accordo con la LIUC

N

el corso degli anni accademici 2009/2011 l’Università Carlo Cattaneo di Castellanza (LIUC) ha attivato un corso di laurea in ingegneria gestionale, orientamento materie plastiche e gomma, co-finanziato dalle associazioni di filiera. Dati i buoni risultati raggiunti, l’accordo (cui partecipano Federazione Gomma Plastica, Assocomaplast, Plasticseurope Italia) è stato rinnovato per i tre anni accademici dal 2011 al 2014.

Continental acquisisce Modi Tyres

A

fine luglio La Continental ha annunciato di aver perfezionato l’acquisto dell’indiana Modi Tyres Company Ltd., azienda facente parte del gruppo Modi Rubber. La società acquisita assumerà la denominazione di Continental Tyres India Ltd. e produrrà e distribuirà pneumatici per autocarro, bus e autovetture per il mercato indiano. Il valore dell’operazione è di 18,5 milioni di euro.

Lanxess rinnova la partnership con Triangle

L

anxess ha firmato un accordo con il produttore cinese Triangle Tyre Co. per la fornitura di gomma alobutile per i prossimi tre anni.

Tiangle è uno dei maggiori fabbricanti cinesi di pneumatici con una capacità produttiva annua di 23 milioni di unità.

materie prime • macchine • prodotti

Compound termoplastico per zoccoli ospedalieri

L

a famiglia dei compound Megol della Api si è arricchita di un nuovo pro-

dotto, Api K, studiata e destinata alla produzione di zoccoli per il comparto ospedaliero.

In effetti sono antistatici per evitare l’accumulo di cariche elettrostatiche che possono interferire con le apparecchiature ospedaliere e resistono ai lavaggi

e alle sterilizzazioni in autoclave a 134⁰ centigradi e a tutti i sistemi comunemente utilizzati per la pulizia e la disinfezione. Inoltre hanno una presa che evita di scivolare in caso di pavimentazioni bagnate da acqua e detergenti.

Prodotti dal marchio Calzuro, i nuovi

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zoccoli, anche se nati per uso ospedaliero, sono fabbricati in colori e fantasie che consentono di indossarli nelle più diverse occasioni. Sono disponibili in 14 colori a tinta unita, 3 versioni bicolori o impreziositi da strass Swarovski.

PerkinElmer introduce una nuova serie di spettrometri

P

erkinElmer Italia ha annunciato l’introduzione della serie Optima 8x00 di spettrometri a emissione ottica al plasma accoppiato induttivamente (ICP-OES).

La piattaforma ICP-OES Optima 8x00 consente di ottenere prestazioni elevate e costi di esercizio ridotti per l’analisi di campioni del settore ambientale, alimentare, farmaceutico, geochimica, chimico e della sicurezza dei prodotti.

L’ICP-OES è una tecnica rapida e ad elevata sensibilità per la determinazione della composizione elementare di una grande varietà di campioni.

“La nuova serie Optima 8x00 rappresenta la soluzione ideale per i laboratori di oggi, sia che la sfida consista nell’identificare e quantificare i contaminanti ambientali, sia che si debba determinare la qualità dei prodotti”, ha dichiarato Dusty Tenney, presidente della divisione Analytical Sciences e Laboratory Services di PerkinElmer. “Siamo orgogliosi di introdurre la nuova generazione di strumenti ICP-OES, che migliorerà ulteriormente produttività, sensibilità e costi di gestione per soddisfare le varie esigenze dei laboratori di oggi presenti in tutto il mondo”.

La serie Optima 8x00 è progettata per garantire facilità d’uso, produttività eccezionale e migliori limiti di rivelabilità, consentendo di massimizzare la redditività dei laboratori analitici. Realizzata sulla base delle esigenze del cliente e sulle applicazioni reali, la serie Optima 8x00

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presenta una serie di caratteristiche innovative che consentiranno ai laboratori di ridurre i costi di analisi e di soddisfare più facilmente i requisiti normativi in costante cambiamento.

La tecnologia avanzata del generatore di radio frequenze (RF) riduce drasticamente il consumo di argon, determinando di conseguenza un abbassamento dei costi di gestione e una maggiore efficienza.

Un nuovo sistema elettronico di introduzione del campione garantisce una maggiore sensibilità che, accoppiata alla migliore stabilità, aiuta ad affrontare le crescenti richieste normative dei mercati ambientale, farmaceutico e chimico.

Le caratteristiche principali della piattaforma Optima8x00 sono - introduzione del campione eNeb - generando un flusso costante di gocce piccole e uniformi, eNeb consente a Optima di garantire la massima stabilità del plasma e migliori limiti di rivelabilità; - tecnologia al plasma Flat Plate - un generatore RF brevettato dotato di piastre induttrici al plasma che non necessita di manutenzione e che sostituisce la tradizionale sorgente elicoidale; i costi di funzionamento sono drasticamente ridotti perché questo nuovo generatore non necessita di raffreddamento e richiede un consumo di argon drasticamente inferiore;

- videocamera PlasmaCam - con la visualizzazione continua del plasma, questa telecamera integrata semplifica lo sviluppo del metodo e consente di effettuare la diagnostica in remoto per tempi di fermo ridotti al minimo; è ideale per laboratori d’analisi con un numero elevato di campioni da analizzare operanti nel settore alimentare, geochimica, chimico e dei prodotti di consumo.

Le prestazioni della serie Optima 8x00 vengono esaltate in particolare con l’utilizzo degli articoli in vetro PerkinElmer, quali torce e iniettori. La gamma completa di accessori, prodotti e materiali di consumo dedicati assicura prestazioni affidabili, abbassa i costi di esercizio e riduce i tempi di fermo macchina.

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Da Oxea un plastificante senza ftalati

O

xea GmbH di Oberhausen ha lanciato una nuova linea di plastificanti d’uso generale privi di ftalati e nonVOC (composti organici volatili).

Si chiamano Oxsoft GPO e sono indicati come sostitutivi dei tradizionali plastificanti d’uso generale tali DOP e DINP e offrono la possibilità di usare un prodotto privo di ftalati senza bisogno di grandi cambiamenti nelle formulazioni e nei processi produttivi e senza significativi incremento dei costi.

Oxea è una società chimica di 1,4 miliardi di euro di fatturato con 1.330 dipendenti in Europa, l’Asia e le Americhe.

Fakuma-1 Due presse a iniezione della Maplan

TACCUINO

A

Fakuma, la fiera internazionale delle macchine e materiali per lo stampaggio che si svolge a Friedrichshafen dal 18 al 22 ottobre, Maplan presenta due macchine della sua serie per la lavorazione della gomma.

La prima è la MTF 200L/100, una pressa verticale ad iniezione per silicone liquido. Ha una forza di chiusura di 100 tonnellate e ottimizzazione dell’ingombro per le sue dimensioni. Tra le sue caratteristiche l’unità di iniezione Maplan FIFO. La seconda è la MTTF80P/40C con forza di chiusura di 40 tonnellate. La vite di iniezione è particolarmente adatta a PTE ad alta performance e ha un rapporto L/D di 22:1.

Fakuma-2 Nuovi siliconi liquidi della Wacker

I

l metodo convenzionale per rendere i siliconi liquidi resistenti alla fiamma è di aggiungere delle cariche inerti. Il suo inconveniente è che però aumenta il rischio di abrasione in fase di stampaggio, con conseguente danneggiamento degli stampi.

Tali inconvenienti sono evitati da due nuove gomme siliconiche liquide della Wacker Chemie: Elastosil LR 3011/50 FR e Elastosil LR 3170/40.

Dopo vulcanizzazione entrambi hanno ottenuto la classificazione americana V-0 di infiammabilità.

Rispetto al primo, il secondo è particolarmente indicato per le lavorazioni in bi componente e non richiede pretrattamenti.

Entrambi possono essere impiegati in lavorazioni che richiedono non solo un alto livello di protezione al fuoco ma anche le caratteristiche proprie delle gomme siliconiche, quali elasticità alle basse temperature, non conduttività elettrica, resistenza al calore, alle intemperie e all’invecchiamento.

Fakuma-3 Tecnologia di stampaggio 2K di DuPont

I

l sovrastampaggio di guarnizioni in gomma su componenti termoplastici è una delle applicazioni della tecnologia di stampaggio 2K o multipla per nylon 6/6 e nylon 6, di cui DuPont è licenziataria esclusiva in tutto il mondo, come è stato annunciato all’inizio dell’anno.

Questa tecnologia brevettata permette di eliminare alcune fasi nel processo di produzione di assemblaggi di due componenti che integrino l’elastomero etilene acrilico DuPont Vamac (AEM) o i fluoroelastomeri DuPont Viton oppure altri elastomeri con le resine in nylon DuPont Zytel.

Una delle prime applicazioni nel settore automotive a trarre vantaggio da questa nuova tecnologia è una guarnizione di un connettore integrato elettronico di Dana Corporation. La robusta superficie sigillante della guarnizione in Vamac AEM (in blu nell’immagine) è unita saldamente al corpo della guarnizione in Zytel PA66 (in nero nell’immagile), senza l’uso di mani di fondo, per fornire resistenza al calore e all’olio a lungo termine ed eliminare tracce di fuoriuscite.

Separare la gomma dall’acciaio: un metodo italiano

W

RS Italia, azienda che opera nel settore del recupero e valorizzazione di rifiuti e materiali, e Panizzolo sas, che costruisce macchine per

il riciclo dei metalli, hanno sviluppato insieme una nuova tecnologia per separare l’acciaio armonico dal resto degli pneumatici fuori uso (PFU), al fine di ridurre i costi della lavorazione connessi all’usura dei macchinari. La collaborazione WRS ItaliaPanizzolo ha prodotto una sistema tecnologico innovativo che consente di ridurre le maggiori problematiche dovute all’usura dei macchinari e quindi - i costi di lavorazione.

Un impianto per il trattamento dell’acciaio armonico sporco si compone di trituratore, mulino e sistema di separazione dedicato. Finora - spiegano le due aziende - la criticità riscontrata nella lavorazione dei pneumatici è l’elevata usura degli utensili di taglio; la ricerca e sviluppo di questo progetto si è concentrata proprio sulla risoluzione di questo problema, ovvero sulla ricerca di nuove tecnologie e trattamenti che garantissero un vantaggio produttivo in rapporto all’usura dei macchinari utilizzati per separare l’acciaio dalla gomma.

Nel processo di estrazione degli scarti metallici dalla gomma dei PFU, la percentuale di acciaio nella gomma varia fra il 5% ed il 30%. In paesi dove gli standard anti-inquinamento non sono applicati, il tutto viene bruciato in altoforno, ottenendo tuttavia acciaio colato di bassa qualità.

Prima di questo sviluppo - aggiunge WRS Italia - esisteva una netta separazione tra gli imprenditori specializzati nell’elaborazione del rottame e le aziende impegnate nel settore del riciclaggio, e in particolare nel riciclo della gomma. Una conseguenza degli sviluppi della collaborazione WRS Italia con Panizzolo è la possibilità di riunire in un’unica realtà imprenditoriale almeno i due mondi del riciclo implicati nello smaltimento dei pneumatici: acciaio e gomma.

WRS Italia e Panizzolo, lanciando questo nuovo sistema di separazione dell’acciaio dalla gomma - il quale è stato presentato in giugno durante il terzo convegno nazionale sul tema “PFU: un’opportunità per le imprese ed amministrazioni pubbliche” - dimostrano come nel contesto italiano esistano realtà che investono risorse ed energie nella ricerca e sviluppo, riuscendo a progettare soluzioni innovative e all’avanguardia.

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CONVEGNI • fiere • eventi

Simposio Engel in giugno 2012

I

l Simposio tecnologico della Engel si terrà il 13 e 14 giugno 2012 presso lo stabilimento di San Valentin (vicino a Linz, in Austria).

I temi in discussione saranno quelli dell’innovazione della casa austriaca nell’ambito dei nuovi prodotti (macchine ad iniezione e sistemi di automazione), delle nuove tecnologie applicative e della riduzione dei con-

C A L E N DA R I O 2 0 1 1

1-9 ottobre 5-7 ottobre 10-14 ottobre 11-13 ottobre 18-22 ottobre 20-22 ottobre 25-26 ottobre 8-9 novembre 8-13 novembre 9-12 novembre 9-12 novembre 14-18 novembre 16-19 novembre 9-11 novembre 21-25 novembre 22-24 novembre

Genova Milano San Giuliano Mil Cleveland Friedrichshafen Brescia Verona Bruxelles Milano Rimini Kuala Lumpur Barcellona Jakarta Beijing San Giuliano Mil Shanghai

24-27 gennaio 14-16 febbraio 29 febbr.-3 marzo 6-8 marzo 8-10 marzo 13-14 marzo 19-22 marzo 29-31 marzo 16-19 aprile 8-12 maggio 8-12 maggio 14-16 maggio 22-23 maggio 21-24 maggio 13-14 giugno 18-22 giugno 5-7 luglio 13-16 settembre 15-19 ottobre 16-20 ottobre 18-20 ottobre

Mosca Colonia Ho Chi Minh City Johannesburg Bangkok Kuala Lumpur Qingdao Parma Venezia Milano Milano Oslo Bruxelles Jeju, Corea Linz Buenos Aires Norimberga Istanbul Riccione Friedrichshafen Kiev

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Un’immagine del simposio organizzato da Engel del 2009.

sumi di energia. I visitatori potranno anche assistere a presentazioni tecniche. Inoltre saranno presentate isole di stampaggio con applicazioni innovative nei settori auto motive, medicale, packaging, stampaggio tecnico e teletronics.

In occasione della serata di gala del primo giorno, al Design Center di Linz, si terrà la consegna del HL Award, che premia le applicazioni di stampaggio più innovative e vantaggiose dal punto di vista economico realizzate su macchine Engel senza colonne.

51° Salone Nautico Internazionale Rich Mac 2011 Corso Cerisie Tecnologia Gomma Rubber Expo & Health Care Materials Fakuma Teknomotive SAVE automazione strumentazione sensori Thermoplastic Elastomers Salone del motociclo Ecomondo M-Plas Plastic and Rubber Trade Fair Equiplast Plastic & Rubber China Rubber Exhibition Corso Cerisie Tecnologia Gomma Rubber Tech

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L’INDUSTRIA DELLA GOMMA | ELASTICA |

Interplastica Tire Technology Expo Plastics & Rubber Vietnam Tyrexpo Africa Rubber Technology Expo Latex and Synthetic Polymer Dispersion 2012 China Rubber Conference & Exhibition Eurostampi Assemblea IISRP Rubber 2012 Plast 2012 RubberCon 2012 Polymers in Medical Devices International Rubber Conference Simposio Engel XIV International Plastics Exhibition Deutsche Kautschuk-Tagung Rubber Fair Assemblea ISO TC 45 Fakuma Rubber

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sito inter net

www.fiera.ge.it www.chem-med.eu www.cerisie.it www.rubber.org www.messe-friedrichshafen.de www.teknomotive.com www.exposave.com www.polymerconferences.com www.eicma.it www.ecomondo.com www.mplas.com www.equiplast.com www.biztradeshow.com www.zgxsz.com www.cerisie.it www.rubbertech.com.cn

sito inter net

www.interplastica.de www.tiretechnology-expo.com www.besallworld.com www.biztradesows.com www.rubbertechnology-expo.com www.polymerconferences.com www.cria.org.cn www_www.mypr.it www.iisrp.com www.edifis.it / L'Industria della Gomma www.plastonline.org www.internationalrubberconference.org www.polymerconferences.com www.internationalrubberconference.org www.engelglobal.com/it www.argenplas.com.ar www.dkg-rubber.de www.tuyap.com.tr www.federazionegommaplastica.it www.messe-friedrichshafen.de www.expocenter.com.ua

via Roma, 261/bis - 60035 Jesi (AN) Tel. +39 0731 202548 Fax +39 0731 221189 email: mailbox@centergomma.com

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Italia Prodotti per l’industria della gomma e delle materie plastiche Caolini Calcinati Post Trattati Caolini Calcinati Caolini Idrati Poliisobutene Medio e Alto PM Carbon Black MT Alta Qualita’ Ausiliari di Processo Fatturati Cere Antiozonanti Blend di Acceleratori Nitrosamine Free

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