Nasce così il processo di vulcanizzazione. La maggior parte della gomma che usiamo oggi deriva dal processo di vulcanizzazione. La gomma vulcanizzata ha una vasta gamma di applicazioni, tra cui pneumatici per autoveicoli, guarnizioni industriali e suole di scarpe, tra gli altri. Impariamo come è stato introdotto il processo di vulcanizzazione e cosa fa!
Cos'è la vulcanizzazione？
Vulcanizzazione è un processo che richiede una combinazione di gomma grezza e zolfo in un bagno. Il passaggio successivo richiede il riscaldamento della combinazione. Ciò migliora la resistenza e l'elasticità della gomma rispetto allo stato originale. Le gomme vulcanizzate più comuni includono gomma stirene-butadiene (SBR) e poliisoprene (gomma naturale).
C'è di più nel processo!
Per quanto riguarda il processo di indurimento della vulcanizzazione stesso, troverai varie tecniche. Ad esempio, lo zolfo da solo non offre un processo rapido. Pertanto, l'aggiunta di additivi sotto forma di acceleratori, attivatori e ritardanti è fondamentale per completare il processo. Ciò rende il processo di indurimento della vulcanizzazione più efficiente anche a temperature più basse.
Inoltre, gli additivi aiutano anche a ridurre la quantità di zolfo richiesta nel processo. Questo, a sua volta, consente una produzione di gomma vulcanizzata più duratura con un migliore invecchiamento e proprietà meccaniche.
Ma perché avviene il processo di cui sopra? Per capire, dobbiamo imparare i fondamenti della gomma grezza naturale e sintetica:
Gomma naturale
Tipicamente, gomma naturale ha meno odore e maggiore resistenza rispetto alle gomme sintetiche. Tuttavia, la gomma naturale non può resistere a temperature estreme nella sua forma grezza. Inoltre, la gomma naturale proviene dal lattice dell'albero della gomma che produce la gomma. Mentre ci sono centinaia di piante produttrici di gomma, la gomma naturale che usiamo proviene principalmente dall'albero della gomma Hevea Brasiliensis.
Gomma sintetica
Contrariamente alla gomma naturale, le gomme sintetiche funzionano meglio in condizioni atmosferiche estreme. Inoltre, ha anche una vita comparativamente più lunga. Oltre a ciò, le gomme sintetiche rappresentano un’ottima alternativa per le persone che soffrono di allergie alle proteine della gomma naturale.
Pertanto, circa il 70% della gomma utilizzata oggi negli Stati Uniti è sintetica. Per quanto riguarda la sua origine, la gomma sintetica deriva da polimeri artificiali. Questi polimeri sono i sottoprodotti del petrolio.
Quindi, perché abbiamo bisogno della vulcanizzazione? Ebbene, sia la gomma naturale che quella sintetica non si dimostrano abbastanza preziose allo stato grezzo. Quindi è stata introdotta la vulcanizzazione per trasformarli in prodotti più robusti e resistenti.
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Chi ha inventato la vulcanizzazione?
I nativi dell'America centrale e meridionale utilizzano prodotti in gomma da secoli. Tuttavia, hanno dovuto affrontare problemi quando il prodotto in gomma non poteva sopportare condizioni meteorologiche estreme. Vieni nel 1830. Sono iniziati gli sforzi per sviluppare prodotti in gomma più robusti e solidi.
Avanti veloce al 1839, Charles goodyear, un americano, scoprì il processo di cura della vulcanizzazione, dove aggiunse zolfo alla gomma e la riscaldò. Ciò ha comportato una gomma più decisa che ha mantenuto anche l'elasticità. Quindi, il mondo ha trovato una soluzione alla gomma morbida sotto forma di gomma vulcanizzata, che è stata poi utilizzata in condizioni climatiche estreme.
Nel corso degli anni, sempre più esperti hanno aggiunto i loro contributi al processo seguendo Charles Goodyear. Pertanto, abbiamo prodotti in gomma complessi, elastici, forti e resistenti all'abrasione che si comportano molto meglio della gomma nella sua forma grezza.
Il processo di vulcanizzazione
Ora spostiamo la nostra attenzione sul processo di vulcanizzazione, che consiste in più passaggi.
Fase uno:
In primo luogo, la gomma o la gomma sintetica nella sua forma grezza viene aggiunta a un bagno di zolfo. Questo bagno contiene anche additivi che aiutano ad accelerare il processo. Inoltre, i produttori aggiungono anche pigmenti colorati in questa fase se vogliono che il prodotto finale in gomma sia di un colore particolare.
Fase due:
Una volta che tutto è in ordine, è il momento di modellare la gomma nella forma desiderata. Tuttavia, poiché l'aggiunta di zolfo e altri additivi la rende più forte ed elastica, modellare la gomma vulcanizzata non è facile.
Fase tre:
Di conseguenza, il calore entra in contatto con la miscela, accelerando il processo e facilitando lo stampaggio della gomma. Per questo, la temperatura arriva fino a 300-400 gradi Fahrenheit. Dopo aver raggiunto questo livello di temperatura, la gomma vulcanizzata stampata deve essere rimossa dalla camera e lasciata raffreddare.
Additivi di vulcanizzazione
Come discusso, il processo di indurimento per vulcanizzazione richiede un agente indurente. Sin dai tempi tradizionali, lo zolfo è stato utilizzato come agente di cura delle fughe. Ogni parte di zolfo richiede circa 100 parti di gomma. Tuttavia, poiché lo zolfo non accelera il processo, i produttori spesso utilizzano additivi come acidi grassi e ossidi metallici. L'ossido metallico più comune è l'ossido di zinco.
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Cos'è la gomma vulcanizzata?
Gomma vulcanizzata è classificato nella categoria degli elastomeri. Questo tipo di gomma passa attraverso il processo biochimico, la vulcanizzazione, per renderlo più resistente. Per questo, lo zolfo e altri additivi vengono aggiunti al lattice lattiginoso dell'albero della gomma e poi riscaldati. Il risultato produce una gomma molto più resistente con molteplici applicazioni nella nostra vita quotidiana.
Per quanto riguarda gli usi e i benefici delle gomme vulcanizzate, sono innumerevoli. Discuteremo entrambe le sezioni separatamente per darti un'idea migliore di come la gomma vulcanizzata ha cambiato il modo in cui implementiamo e utilizziamo i prodotti in gomma.
Usi della gomma vulcanizzata
La gomma vulcanizzata è in genere meglio protetta dall'abrasione rispetto alla gomma tradizionale. La gomma vulcanizzata può essere utilizzata in una miriade di settori. Puoi trovarli in quasi tutti gli altri prodotti che usi. Anche i computer portatili che utilizziamo sono dotati di piedini in gomma per evitare scivolamenti. Forse l'uso più diffuso della gomma vulcanizzata è nell'industria dei pneumatici. Tutti i pneumatici per veicoli che vedi su strada utilizzano gomma vulcanizzata con l'aggiunta di nerofumo per aggiungere maggiore resistenza.
Tuttavia, l’industria degli pneumatici non è l’unica a utilizzare la gomma vulcanizzata. Molte altre industrie utilizzano prevalentemente prodotti in gomma. Questi includono tubi di gomma, suole di scarpe, gomme da cancellare, ammortizzatori, O-ring, guarnizioni, Piedini in gomma, cuscinetti isolanti, gomma guarnizioni, occhielli, nastri trasportatori, ecc.
Vantaggi della gomma vulcanizzata
Anche se la vulcanizzazione restringe la gomma solida, fa comunque più bene che male. Ad esempio, rende la gomma più complessa e meno soggetta a deformazioni. Inoltre, la gomma guadagna anche una maggiore resistenza alla trazione permettendole di mantenere la sua forma originale anche sotto pressione elevata. Ecco alcuni ulteriori straordinari vantaggi offerti dalla vulcanizzazione della vulcanizzazione della gomma:
- Eccellente resistenza all'abrasione e resistenza all'ossidazione: l'aggiunta di additivi rende la gomma naturale o sintetica più resistente all'ossidazione e all'abrasione. Quindi, diventa più utile in condizioni esterne.
- Isolamento elettrico migliorato: un altro vantaggio della vulcanizzazione della gomma include l'isolamento elettrico. Poiché la gomma diventa più impegnativa e più solida, impedisce il flusso elettrico, rendendola un ottimo isolante.
- Basso assorbimento d'acqua: la minore viscosità e la maggiore fermezza aiutano anche a tenere fuori i liquidi. Pertanto la gomma vulcanizzata porta anche a un basso assorbimento d'acqua, rendendola ottima per sigillare i prodotti.
- Elevata resistenza alla trazione: questo permette alla gomma di mantenere la sua forma originale anche dopo essere stata allungata. Pertanto, lo rende più resistente e duraturo. Di conseguenza, riduce al minimo i costi di sostituzione poiché la gomma dura abbastanza a lungo.
- Resilienza a condizioni meteorologiche estreme: questo era il motivo principale per cui si ricercava la vulcanizzazione. Pertanto, oggi la vulcanizzazione trasforma la gomma in un materiale altamente resiliente in grado di resistere a condizioni meteorologiche estremamente fredde e torride.
- Resistente ai solventi organici: La vulcanizzazione consente inoltre di utilizzare la gomma in applicazioni con solventi organici. In precedenza questo era un problema poiché la gomma grezza era troppo fragile per resistere a qualsiasi solvente.
Che dire dell'ecocompatibilità della gomma vulcanizzata?
La gomma vulcanizzata offre una maggiore resistenza alla decomposizione rispetto alla gomma grezza naturale. Tuttavia, gli studi hanno dimostrato la possibilità di biodegradazione della gomma vulcanizzata. Per questo, è necessario utilizzare un contenitore per il compostaggio caldo.
Inoltre, nonostante sia resistente alla decomposizione, la gomma vulcanizzata apporta più benefici all'ambiente. Come? Ebbene, il ricondizionamento e il riutilizzo dei prodotti in gomma vulcanizzata avvengono in tutto il mondo. Di conseguenza, non vanno quasi mai sprecati. Un buon esempio riguarda l'utilizzo di vecchi pneumatici in gomma come bestiame opaco o asfalto.
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Conclusione
Per concludere, il processo di indurimento per vulcanizzazione ha cambiato il modo in cui utilizziamo oggi i prodotti in gomma. Ha rivoluzionato l'industria della gomma, consentendo ai prodotti in gomma di svolgere un ruolo fondamentale in quasi tutti gli altri settori. Quindi, ti imbatterai in varie opportunità commerciali, soprattutto in considerazione degli usi, dei vantaggi e della compatibilità ambientale del prodotto.
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