| CERISIE RISPONDE Questioni tecniche attuali
Caratterizzazione di mescole crude a base di gomma Le proprietà fisiche e chimiche dei materiali sono di fondamentale importanza per la progettazione, la produzione e il controllo della qualità dei prodotti. Di conseguenza, non sorprende che un gran numero di metodi di prova sia stato ideato per misurare queste proprietà. Sebbene ogni settore merceologico abbia prove specifiche, quello dei prodotti in gomma, vista la sua complessità, presenta un numero di test particolarmente elevato. Tutti gli articoli a base gomma sono costituiti da una o più mescole. In genere il termine gomma viene usato erroneamente per indicare sia un ingrediente, detto elastomero, sia i prodotti finiti; ma in realtà l’elastomero è presente nel prodotto insieme agli ingredienti, ovvero tutti quegli elementi aggiuntivi che rafforzano o attenuano determinate caratteristiche specifiche degli articoli. L’insieme della gomma e degli ingredienti costituisce la mescola che è il vero materiale con cui vengono realizzati gli articoli in gomma.
Plastometri a piani paralleli Sono strumenti per misurare la viscosità degli impasti; cioè mescole senza il sistema vulcanizzante. La prova consiste nello schiacciare tra due piani paralleli il provino, quindi rimuovere la forza applicata per misurane il ritorno elastico. Esistono diversi tipi di plastometro come, ad esempio, il plastometro Scott e il plastometro rapido Pirelli. Un plastometro a piani paralleli molto diffuso è il Wallace che ha la particolarità di utilizzare un provino molto sottile, con uno spessore di 3 mm e un diametro di 10 mm, per permettere tempi di riscaldamento molto brevi. In questo plastometro il provino viene introdotto fra una cavità e un penetratore riscaldati a 100 °C, quindi forzato allo spessore di 1 mm in 2 secondi, preriscaldato per 15 secondi e sottoposto alla forza di 100 N per 15 secondi che ne misura lo spessore finale. Rispetto ai viscosimetri e ai reometri, oggi questo plastometro è meno utilizzato.
Viscosimetro Mooney
Figura 1 Gomma naturale e mescole crude
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La gomma è un materiale altamente elastico; l’ingrediente di base che conferisce questa proprietà alla mescola è l’elastomero. Tuttavia, la gomma è altamente elastica solo quando la mescola viene sottoposta al processo di vulcanizzazione. Per processo di vulcanizzazione si intende un trattamento in temperatura che rende stabili e irreversibili i legami che si creano tra le catene molecolari di elastomero in presenza di specifici ingredienti. Tale processo permette la realizzazione di una struttura tridimensionale definitiva. Le proprietà esposte di seguito sono riferite a mescole allo stato crudo. Le proprietà tecnologiche delle mescole, ottenute con un’accurata scelta del tipo di polimero e/o tramite la ricetta impiegata, devono essere determinate sia sul crudo (inteso come mescola prima della vulcanizzazione) sia sul vulcanizzato.
Lo strumento tradizionale per valutare la vulcanizzazione è il viscosimetro Mooney che può essere dotato di due tipologie di rotori: un rotore zigrinato con un diametro di 38,1 mm e un’altezza di 5,5 mm (ML, Mooney Large) oppure di un rotore più piccolo, con un diametro di 30,5 mm e un’altezza di 5.5 mm (MS, Mooney Small) per viscosità più elevate. In ogni caso il rotore viene fatto ruotare alla velocità di 2 giri/min da un dispositivo torsiometrico con micrometro misuratore. Questo sistema è tarato convenzionalmente di modo che a 100 divisioni del micrometro corrisponda una coppia applicata al rotore di 8,3 Nm. Il rotore ruota entro una camera zigrinata avente dimensioni interne pari a 50,9 mm di diametro e un’altezza di 10,6 mm, normalmente termostatata a 100 °C. La camera è apribile in modo da poter introdurre 2 provini di circa 25 cm3 di mescolanza inseriti uno sotto e l’altro sopra il rotore per poi essere chiusa con 12 kN di forza. Introdotto il provino e chiusa la camera, si effettua un preriscalMACPLAS | Ottobre/Novembre 2022 - n. 391
