Cos’è il “compression set” o “deformazione permanente alla compressione”, il rilassamento sotto stress e lo scorrimento viscoso in relazione alla guarnizione elastomerica o ad un antivibrante?
Tutti questi concetti sono correlati ma diverse misurazioni di stress / deformazione e compressione sono tutti influenzati dalla temperatura e dalla formulazione delle mescole.
Ecco una breve panoramica del compression set, del rilassamento sotto stress e dello scorrimento viscoso e di come ciascuno si riferisce ai materiali per le guarnizioni disponibili in commercio e per la produzione di antivibranti su disegno.
Cos’è il compression set?
Il compression set dei materiali in gomma esprime quanto un materiale NON riacquista in spessore dopo essere stato compresso per un periodo di tempo a una temperatura specifica.
Il campione viene dapprima compresso ad una determinata percentuale del suo spessore, sottoposto eventualmente anche ad un riscaldamento , per un determinato periodo di tempo standard.
Poi liberato dalla compressione e misurato ed i risultati del test (es. ISO 815 / ASTM D395 / UNI 4913) sono espressi in percentuale rispetto allo spessore iniziale.
La temperatura del test deve essere simile o in relazione alle condizioni di utilizzo. Le più comuni sono 23°/25°C (ambiente), 70°C e 100°C.
Il compression set, il rilassamento sotto stress e lo scorrimento viscoso “Creep” sono tutti influenzati sia dalle temperature che dalle formulazioni. Un materiale che ha un elevato compression set a temperatura ambiente può presentare un compression set maggiore a 70°C.
Avere un basso compression set (minore percentuale di memoria di schiacciamento) significa avere maggiore tenuta nel tempo, per esempio per un O-ring o una guarnizione. Ma a seconda delle applicazioni le necessità cambiano.
Per applicazioni statiche in cui la guarnizione non sarà esposta a pressioni significative, come per esempio la guarnizione di un vetro, una pioggia leggera rispetto al lavaggio a pressione rappresenta una situazione non così critica.
Tuttavia, una volta che la guarnizione è schiacciata permanentemente, è suscettibile di perdite. Le guarnizioni delle porte per un involucro elettrico o di controllo sono soggette a compressione e ricompressione periodiche; quindi, è importante il rimbalzo o la resistenza al compression set.
Cos’è il rilassamento sotto stress?
Le sollecitazioni in una guarnizione compressa vengono generate in risposta al carico di serraggio. Un modo semplice per immaginare questo effetto è la pressione di ritorno della guarnizione. Nel corso del tempo i polimeri si rilasseranno o spingeranno di meno.
L’entità del rilassamento dipende molto dal polimero e dalla temperatura. Immaginate di schiacciare una guarnizione in una morsa. Inizialmente potrebbero essere necessari per esempio 100 kg per ottenere questa deflessione al 50%, ma nel tempo, una eventuale cella di carico può indicare 75 kg.
La quantità di pressione di ritorno diminuirà dopo un certo periodo di tempo. Se si esponesse la gomma a temperature più elevate, il valore potrebbe essere inferiore.
Questa pressione di ritorno è importante durante la sigillatura poiché la guarnizione deve spingere più forte delle sollecitazioni o pressioni esercitate dall’ambiente esterno o dall’interno, per esempio in una cassetta elettrica o una valvola oleodinamica.

Cos’è il Creep o rilassamento sotto carico?
Il Creep si riferisce alla deformazione a lungo termine nelle guarnizioni o negli antivibranti dall’essere sotto un carico costante.
Quindi come imporre un peso appoggiato sopra una lastra di gomma, e misurare lo spessore ad intervalli costanti, dopo essere stato caricato, per un tempo e una temperatura prestabiliti.
In esercizio, lo scorrimento nelle guarnizioni compresse o negli antivibranti è spesso controllato con fine corsa di compressione o altezze di compressione impostate.
Negli antivibranti dei motori per esempio, se il motore è accoppiato con sistemi di trasferimento della rotazione (riduttori, assi eliche o alberi di trasmissione), il valore del Creep è molto importante per controllare nel tempo il disassamento del motore rispetto alle componenti esterne.
Il compression set è la proprietà più comunemente testata per guarnizioni elastomeriche / materiali in gomma. I dati dei test sono disponibili nella maggior parte delle schede tecniche dei prodotti commerciali.
È corretto dedurre che il materiale con una buona resistenza al compression set avrà anche buone proprietà di rilassamento sotto stress, tuttavia, la verifica richiede comunque la effettuazione di test.
Capire come i materiali si deformano e rimbalzano è fondamentale per le prestazioni di tenuta a lungo termine. L’applicazione di una guarnizione non corretta può portare a costosi danni alle apparecchiature in esercizio.
Anche utilizzare un antivibrante con mescola non correttamente formulata può risultare deleterio per il sistema di accoppiamento motore/trasmissione.
Nelle applicazioni di guarnizioni, un materiale con ottime caratteristiche è generalmente il silicone, grazie alla sua stabilità alla temperatura, come anche per i fluoroelastomeri a patto di formulare e produrre gli articoli con i corretti accorgimenti per ottenere le massime prestazioni.
Ad alte temperature, un fluoroelastomero non correttamente lavorato risulterebbe simile ad una comune gomma antiolio. Analogamente il silicone sarebbe più sensibile al compression set.
Anche i comuni elastomeri possono avere buone caratteristiche i compression set o di creep, occorre formulare correttamente le mescole per ottenere i migliori risultati.
Per ulteriori informazioni sugli elastomeri ad alte prestazioni per applicazioni di guarnizione e ammortizzazione, rivolgetevi a Cavallero Gomma o compilate il form presente sul sito.