Elastomeri: Materiale per l'isolamento termico e acustico innovativo!

Gli elastomeri sono una classe di materiali polimerici che si distinguono per la loro elevata elasticità e capacità di deformarsi significativamente sotto stress, tornando alla forma originale una volta cessato lo sforzo. Queste proprietà uniche li rendono ideali per una vasta gamma di applicazioni, dall’isolamento termico e acustico alle guarnizioni, dai pneumatici alle parti in movimento delle macchine.

La struttura molecolare degli elastomeri è caratterizzata da lunghe catene polimeriche interconnesse da legami deboli. Questi legami consentono alle catene di scivolare l’una sull’altra quando viene applicata una forza, dando origine alla deformabilità del materiale. Al cessare della forza, i legami deboli si riformano, riportando il materiale alla sua forma originale.

La versatilità degli elastomeri deriva dalla possibilità di modificarne le proprietà attraverso processi di vulcanizzazione e additivazione. La vulcanizzazione, che consiste nel riscaldare l’elastomero in presenza di solfuro, crea ponti chimici tra le catene polimeriche, aumentando la resistenza meccanica e termoresistenza del materiale.

L’aggiunta di additivi, come ad esempio ossidi metallici, carbone nero o silice, permette di controllare ulteriormente le proprietà dell’elastomero. Ad esempio, l’aggiunta di carbon black migliora la resistenza all’abrasione, mentre gli ossidi metallici possono aumentare la resistenza al calore e alle radiazioni UV.

Tipi di elastomeri:

Gli elastomeri sono classificati in base alla loro composizione chimica:

• Elastomeri naturali: derivano dal lattice della gomma naturale (Hevea brasiliensis) e sono caratterizzati da una buona elasticità, resistenza all’abrasione e impermeabilità. Tuttavia, hanno una minore resistenza al calore e agli agenti atmosferici rispetto agli elastomeri sintetici.

• Elastomeri sintetici:

  • SBR (stimolo-butadiene rubber): combina buone proprietà di resistenza meccanica e aderenza con un costo contenuto. Viene spesso utilizzato per pneumatici, guarnizioni e cinghie.
  • Butyl rubber: caratterizzato da una bassa permeabilità ai gas, viene impiegato nella produzione di camere d’aria per pneumatici, guarnizioni per serbatoi e membrana impermeabilizzanti.
  • Neoprene (policloroprene): offre una buona resistenza al calore, agli oli e ai solventi, rendendolo ideale per guarnizioni, tubi flessibili e cavi elettrici.
  • Silicone rubber: presenta un’eccellente resistenza alle alte temperature, alla luce UV e agli agenti atmosferici, trovando applicazione in guarnizioni per motori ad alta temperatura, isolanti termici e prodotti medici.

Applicazioni degli elastomeri:

Gli elastomeri sono materiali versatili che trovano applicazione in moltissimi settori industriali:

Produzione degli elastomeri:

La produzione di elastomeri sintetici avviene generalmente attraverso la polimerizzazione, un processo chimico che lega insieme unità monomeriche per formare lunghe catene polimeriche.

I processi produttivi possono variare in base al tipo di elastomero: emulsion polymerization (polimerizzazione in emulsione), solution polymerization (polimerizzazione in soluzione) e bulk polymerization (polimerizzazione a massa). La scelta del processo dipende dalle caratteristiche desiderate del materiale finale, come la viscosità, la struttura molecolare e il peso molecolare.

Il processo produttivo prevede diverse fasi:

• Preparazione della miscela di monomeri: i monomeri vengono miscelati con agenti catalizzatori, solventi e altri additivi necessari per il processo di polimerizzazione.
• Polimerizzazione: la miscela viene sottoposta a temperature e pressioni specifiche per avviare la reazione di polimerizzazione.
• Separazione e purificazione del polimero: una volta completata la reazione, il polimero viene separato dai solventi e dagli altri componenti della miscela attraverso processi di filtrazione, decantazione o distillazione.

Il polimero crudo può essere poi ulteriormente lavorato per ottenere prodotti finiti come fogli, profili, guarnizioni, pneumatici, etc., attraverso processi di modellazione, vulcanizzazione ed estrusione.

La scelta del materiale elastomero più appropriato dipende dalle specifiche esigenze dell’applicazione, considerando fattori come la resistenza meccanica, termico-chimica e l’aderenza.

L’utilizzo degli elastomeri sta diventando sempre più diffuso grazie alle loro proprietà uniche che permettono di realizzare prodotti innovativi e performanti.