Vulcanizzazione
Che cos'è la vulcanizzazione?
La vulcanizzazione è un processo di lavorazione che permette alla gomma ancora plastica di acquistare le caratteristiche dello stato elastico, aumentandone la resistenza meccanica e diminuendone la solubilità nei solventi.
Il processo di vulcanizzazione prevede l'impiego di opportune sostanze dette vulcanizzanti che provocano nella gomma una serie di reazioni di reticolazioni; tra queste, quella maggiormente utilizzata, è lo zolfo.
Lo zolfo viene associato di solito ad altri prodotti che fungono da acceleranti e promotori della vulcanizzazione, o talvolta è sostituito da altri sistemi capaci pure di provocare la reticolazione, come ad esempio il selenio e il tellurio, i perossidi organici, alcuni nitrocomposti e qualche solfuro organico.
La necessità dell'impiego degli acceleranti deriva dalla lentezza della reazione gomma-zolfo anche a temperatura elevata; gli acceleranti più utilizzati sono composti organici contenenti zolfo o ammine che a caldo liberano radicali e permettono un facile trasferimento dello zolfo sulla catena polimerica.
Meccanismo di vulcanizzazione
Il meccanismo di vulcanizzazione avviene grazie alla formazione di ponti di zolfo tra le catene, sia direttamente tra i doppi legami, sia interessando l'H metilenico in α al doppio legame.
Nel caso di elastomeri non contenenti doppi legami si deve ricorrere a una vulcanizzazione con perossidi organici (perossido di benzoile, dicumilperossido), che agiscono da soli o in presenza di zolfo.
In conseguenza della vulcanizzazione si genera una struttura reticolata dove, nel caso di tenori di zolfo bassi (1-3%), i movimenti delle catene una rispetto all'altra sono limitati, ma ancora possibili con una certa libertà e si ha un prodotto elastico, mentre se lo zolfo è in quantità tale da impegnare tutti o quasi i doppi legami, la reticolazione è tale che si forma un prodotto rigido, non più elastico e allungabile; si arriva così alle ebaniti.
Cariche rinforzanti
La vulcanizzazione migliora le proprietà della gomma grezza rendendola elastica e resistente all'invecchiamento. Però un aumento sensibile di carico di rottura, resistenza all'abrasione, alla lacerazione e ai solventi avviene solo con l'impiego di cariche rinforzanti.
Il nerofumo è la carica rinforzante maggiormente usata nell'industria delle gomme.
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