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Compression set: deformazione permanente alla compressione

by Guarnizioni industrialiSenza categoria

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.

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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.

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Le proprietà della gomma NBR nera antiolio

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Le principali caratteristiche della gomma NBR nera antiolio

La gomma NBR antiolio rappresenta uno dei materiali più usati a livello industriale. Perciò, si tratta di un prodotto molto richiesto e apprezzato. Questo accade perché è un materiale che fa quel che promette, rivelandosi un grande aiuto per chi opera in determinati contesti, produttivi e non. Per conoscere le sue proprietà, è utile partire dal presupposto che attualmente sono presenti in commercio due tipi di gomme: ci sono quelle naturali e anche quelle sintetiche.

Quelle naturali vengono realizzate coagulando il lattice ottenuto dalla pianta Hevea brasiliensis e da altre specie vegetali tropicali. Dopo un’attenta lavorazione, si arriva alla produzione di un materiale dotato di eccellenti caratteristiche meccaniche. D’altra parte, però, esso non è molto resistente agli agenti atmosferici, a diverse sostanze chimiche, alle alte temperature ed ha scarsa resistenza agli oli. Dopo contatto e/o immersione, l’olio penetra nella matrice polimerica e in parte la scioglie, in parte la rigonfia. L’oggetto quindi perde le sue caratteristiche.

Per sopperire a queste mancanze, sono state ideate le gomme sintetiche e la gomma NBR è una di queste. Detta anche gomma nitrilica, è resistente a oli e carburanti e vanta buone proprietà meccaniche.

Le gomme sintetiche e le loro caratteristiche 

Le gomme sintetiche possono dunque resistere agli agenti atmosferici, alle alte temperature e a numerosi composti chimici. Per produrle, si comincia dalla lavorazione di semplici idrocarburi e dalla polimerizzazione di alcuni lattici artificiali. Dopo l’esecuzione di appositi processi produttivi, si ottengono differenti tipologie di gomme, come appunto la gomma NBR nera antiolio.  Questi materiali hanno molte proprietà in comune, come quelle elencate poco fa, ma anche caratteristiche meccaniche e chimiche diverse.

Le gomme sintetiche sono state suddivise in cinque gruppi chiamati M, O, Q, R e U, che si differenziano tra loro in base alla composizione dei polimeri presenti nella gomma stessa. La gomma NBR fa parte del gruppo R, che include prodotti composti da polimeri contenenti carbonio insaturo. Generalmente, questo materiale assicura una temperatura massima di esercizio di 100°C, mentre la minima si attesta a -20°C. Vanta una buona lavorabilità in termini di fresatura, taglio e foratura.

Come anticipato, la gomma NBR nera antiolio è resistente ad oli, grassi animali e minerali. Per tutte queste ragioni, è adatta all’utilizzo industriale, in particolare nei contesti in cui vengono appunto usati oli e grassi di vario genere.

Cos’altro c’è da sapere sulla gomma NBR nera antiolio?

È importante considerare che questa tipologia di gomma viene impiegata prevalentemente in ambienti chiusi o comunque protetti dai raggi UV. Solitamente viene venduta in lastre e confezionata in rotoli sezionabili. Grazie alle sue particolari caratteristiche, la gomma NBR antiolio viene usata per la produzione di guarnizioni industriali. Si presenta come la soluzione ideale per numerosi contesti produttivi e si rivela il supplemento adatto per chi vuole ottimizzare le performance dei propri impianti e macchinari.

Proprio per queste ragioni, noi di Cavallero Gomma la conosciamo bene e la utilizziamo per molte delle nostre realizzazioni. Tra i numerosi processi realizzati all’interno della nostra struttura, eseguiamo la tranciatura della gomma attraverso l’uso di strumentazioni tradizionali o di ultima generazione. La nostra esperienza e la nostra attrezzatura ci permettono ogni volta di proporre un prodotto estremamente funzionale e rifinito in modo eccellente.

Non esitare a richiederci maggiori informazioni sulla gomma NBR nera antiolio e sulla nostra produzione di articoli industriali in gomma. Ti proporremo soluzioni personalizzate e a misura della tua attività produttiva.

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Tipologie di gomme: proprietà e differenze

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Tante tipologie di gomme, per tutti i gusti e le esigenze

Esistono diverse tipologie di gomme e ognuna di esse vanta proprietà e caratteristiche ben distinte. Queste differenze fanno sì che un prodotto vada bene per un utilizzo e un altro sia più adatto per altri scopi.

La prima distinzione da fare in questo caso è la seguente: ad oggi sono disponibili due principali tipi di gomme, quelle naturali e quelle sintetiche. Queste ultime si suddividono poi in gruppi che includono materiali dotati di caratteristiche similari, in particolare in termini di composizione chimica. Entriamo nel dettaglio e andiamo a scoprire quello che dovresti sapere sulle soluzioni più conosciute e utilizzate nei differenti settori per la produzione di vari articoli.

Le gomme naturali

Come anticipato, tra le due principali tipologie di gomme, attualmente a disposizione delle industrie, troviamo quella naturale. Si tratta di un prodotto completamente vegetale, che viene ricavato principalmente dal lattice dell’albero Hevea brasiliensis. Questo lattice viene trattato e subisce numerose lavorazioni, fino a diventare la gomma che conosciamo.

Questo materiale è molto performante dal punto di vista meccanico. Tuttavia, si presenta anche come un prodotto molto fragile al contatto con alcuni elementi chimici e se esposto a temperature troppo alte. Risente parecchio anche delle escursioni termiche, che influiscono tanto sulla tenuta della gomma naturale. Proprio per queste ragioni, sono stati ideati altri tipi di gomme, in grado di garantire ciò che questo prodotto non può offrire.

Le tipologie di gomme sintetiche 

Quando si parla di gomme sintetiche si fa riferimento a prodotti che ovviamente sono stati creati attraverso la combinazione di diversi materiali e sostanze. La base dalla quale si parte è quella dell’idrocarburo, che viene prodotto attraverso la lavorazione di un lattice artificiale. Successivamente, grazie all’aggiunta di altri elementi, si possono realizzare tanti tipi di gomme. Ognuno di essi viene creato attraverso un mix differente di componenti e materiali. Perciò, si tratta di prodotti diversi, dotati di differenti proprietà.

Questi materiali sintetici sono molto resistenti. Non subiscono variazioni a fronte dei cambiamenti di temperatura e propongono un’elasticità che consente di utilizzarli con successo in molti settori dell’industria. Le tipologie di gomme sintetiche sono suddivise in cinque diversi gruppi di prodotto, classificati da una lettera differente: M, O, Q, R ed U. Il gruppo O, ad esempio, contiene lattice sintetico e ossigeno. Le gomme che rientrano nel gruppo U sono invece realizzate con un mix di lattice sintetico, azoto, carbonio e ossigeno.

Tipologie di gomme: qual è la migliore?

Se ti stai chiedendo quale tipo di gomma sia migliore rispetto agli altri, difficilmente troverai una risposta univoca. Non esistono, infatti, dei tipi di gomme più performanti: semplicemente, ognuno è più adatto ad un utilizzo differente. Ad esempio, la gomma naturale viene utilizzata per la creazione di prodotti performanti dal punto di vista meccanico e per prodotti alimentari e a contatto con la pelle. Quelle sintetiche, invece, sono sfruttate per la produzione della maggior parte dei prodotti di uso quotidiano e industriale, in presenza di condizioni che rendono inutilizzabile o sconsigliabile la gomma naturale.

Le gomme siliconiche, di origine sintetica, sono utilizzate per la creazione di articoli MOLTO resistenti al calore, come guarnizioni di forni o in macchinari con lavorazioni al caldo per il vetro, per esempio, oppure per gli attrezzi per la cucina.

Moltissime tipologie di gomme sintetiche vengono usate per la produzione di articoli industriali come guarnizioni, manicotti, soffietti, anelli e ventose. Potrai trovare alcuni esempi relativi a questi impieghi direttamente sul nostro sito web. Non esitare a contattarci per ottenere maggiori informazioni.

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Gomma EPDM e neoprene: caratteristiche tecniche, temperature e proprietà

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Gomma EPDM e neoprene a confronto

Il mondo della gomma sintetica ci propone numerosi materiali, che vantano diverse caratteristiche. La gomma EPDM e il neoprene  che è in realtà il trademark della società DUPONT del polimero “POLICLOROPRENE” fanno parte di questi elementi e si presentano come soluzioni ottime per differenti destinazioni d’uso. (La denominazione “NEOPRENE è talmente entrata nell’uso comune che ormai anche fra tecnici, per “risparmiare tempo” si parla di neoprene e non di policloroprene)

 La prima gomma è costituita da copolimeri di Etilene e Propilene, e da un Diene Monomero, i componenti del materiale che danno vita anche all’acronimo EPDM. Si tratta di un prodotto che ha la interessantissima caratteristica di resistere in modo eccellente all’invecchiamento da agenti atmosferici. Ciò che quindi lo rende il materiale d’elezione, per esempio, per la produzione delle guarnizioni delle portiere auto.

La gomma EPDM è molto diversa dal neoprene. Anche quest’ultimo è un elastomero, che però viene prodotto grazie alla reazione di polimerizzazione del 2-cloro 1.3-butadiene. Ha una composizione e un odore molto particolare, che è entrato da anni nell’utilizzo comune: è infatti una delle basi di produzione delle colle tipo “Bostik”. Entriamo nel dettaglio e andiamo a vedere cosa c’è da sapere su questi due tipi di gomme.

Due materiali versatili, funzionali e molto apprezzati 

Chi conosce la gomma EPDM sa perfettamente che questo materiale vanta ottime proprietà di resistenza agi agenti atmosferici ed al calore, assicurando solitamente una temperatura d’impiego da -50°C a +150°C. È un prodotto molto resistente anche al vapore, all’azione e al contatto con l’ozono e agli agenti atmosferici. Propone altresì interessanti proprietà di isolamento elettrico e una discreta resistenza a sostanze alcaline, ad acidi diluiti e ai solventi polari. Si rivela invece molto sensibile agli oli ed ai grassi ed in generale a tutte le sostanze apolari e cerose.

Questa gomma assicura inoltre ottime proprietà meccaniche e dielettriche, una buona resistenza all’abrasione, alla deformazione permanente e alle radiazioni UV. Il neoprene, invece è, a seconda della formulazione, flessibile e resistente e si rivela ottimo per applicazioni con acqua di mare ed esposto agli agenti atmosferici in generale. Propone un valido isolamento termico e resiste eccellentemente a numerosi agenti chimici e ai derivati ​​del petrolio. Questo elastomero assicura una temperatura d’impiego da -20°C a +110°C. La sua più famosa applicazione, sottoforma di materiale espanso, grazie alla resistenza all’acqua di mare, è per la produzione di tute per subacquei.

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Come si usano queste gomme sintetiche? 

Grazie alle loro caratteristiche, la gomma EPDM e il neoprene vengono utilizzati per la produzione di numerosi prodotti. È ottima, ad esempio, per copertura dei cavi elettrici e per realizzare strati di isolamento e l’impermeabilizzazione sui tetti. È usata anche per la produzione di geo membrane e guarnizioni auto.

Questo materiale può essere combinato con altre sostanze, in particolare con leganti poliuretanici, ed essere usato nell’ambito dell’edilizia, soprattutto per la realizzazione di pavimentazioni antisdrucciolevoli oppure ignifughe a basso tenore di fumi.

Il neoprene viene impiegato spesso nell’ambito dell’industria chimica, navale e automobilistica. È usato anche nel settore nautico e per la produzione di rivestimenti protettivi e indumenti. È anche un materiale con proprietà che lo rende un protagonista nell’ambito della produzione di mute da sub.

Le guarnizioni industriali in gomma EPDM e neoprene

Oltre ai suddetti utilizzi, è importante considerare che entrambi i materiali si prestano bene alla realizzazione di una vasta gamma di applicazioni industriali. Perciò, consentono di produrre ottimi articoli tecnici, alcuni più semplici e altri più elaborati. In particolare, la gomma EPDM e il neoprene vengono usati per la produzione di guarnizioni industriali. Questo perché sono molto elastici, flessibili e resistenti alle alte e basse temperature. Sono molto versatili e sopportano bene l’usura e l’azione di molti agenti chimici.

Noi di Cavallero Gomma siamo specializzati nella produzione di articoli industriali e conosciamo molto bene la gomma EPDM e il neoprene. Pertanto, ci mettiamo a tua disposizione e al servizio della tua azienda, proponendoti la realizzazione di prodotti personalizzati, funzionali, affidabili e duraturi. Tu ci racconti la tua idea e i tuoi obiettivi, e noi ti mostriamo le migliori soluzioni. Non esitare a contattarci per richiederci maggiori informazioni.

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Gomma naturale: come si produce e utilizzi principali

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Le principali caratteristiche della gomma naturale

La gomma naturale è un prodotto ampiamente presente nella nostra vita di tutti i giorni. Eppure, ancora oggi i dubbi a riguardo non sono pochi: come viene prodotta e quali sono le sue potenzialità? A questo proposito, la prima cosa da sapere è che abbiamo a disposizione un materiale prodotto grazie al lattice dell’albero della gomma, il cui nome scientifico è Hevea brasiliensis. Come dice anche il nome, parliamo di una tipologia di alberi che in origine crescevano solo in determinate aree del Brasile.

Sebbene si tratti di una pianta che preferisce l’habitat naturale dell’Amazzonia centrale, al giorno d’oggi si possono trovare varie coltivazioni con l’albero della gomma praticamente in tutto il Sud-Est dell’Asia. Quest’ultima è una zona in cui il clima è particolarmente favorevole alla crescita di questa pianta e che attualmente copre la quasi totalità del fabbisogno mondiale.

La gomma naturale rappresenta all’incirca il 40% della quantità totale della gomma utilizzata e presente nel mondo. Viene però preferita spesso la gomma sintetica realizzata negli appositi complessi industriali, poiché presenta dei minori costi di produzione ed una costanza di caratteristiche più controllabile. Al contempo, la gomma sintetica vanta proprietà di cui quella naturale non è dotata.

Il processo di lavorazione 

Per quanto riguarda il processo di lavorazione della gomma, è utile sapere che il lattice viene raccolto dall’albero grazie ad un’incisione sulla corteccia del vegetale. Il liquido fuoriesce dall’albero e inizia a gocciolare, venendo così raccolto in appositi contenitori. Una volta eseguita la raccolta, si portano i secchi con il lattice in vasche di raccolta. Grazie alla reazione dovuta all’esposizione con reagenti acidi, il liquido bianco si coagula, al pari del latte con il caglio.

Una volta coagulata, la gomma naturale viene pressata in fogli e trasportata in apposite fabbriche dove viene eseguito il processo di compattazione in balle. Solo successivamente, a destino e a seconda delle esigenze, il materiale viene appositamente lavorato per ottenere cinghie, copertoni, guarnizioni, materiali isolanti e tanti altri prodotti.

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Alcune curiosità sulla gomma

In larga parte, la gomma viene utilizzata per realizzare pneumatici per aerei, camion e auto. Per produrre un solo piccolo pneumatico, serve (purtroppo) il lattice di oltre quattro alberi della gomma e la raccolta, oltre che essere ancora manuale, è lunga e legata ai cicli naturali. È interessante considerare che si potrebbe produrre la gomma naturale anche in assenza di questi alberi e utilizzando alcuni arbusti e piante ma con produttività estremamente limitata. Alcuni moderni studi anche di grosse multinazionali prevedono la coltivazione di queste specie anche a latitudini come le nostre, con promettenti risultati in termini di qualità del lattice, ma lontane dalle quantità delle regioni sub-tropicali.

Le piantagioni attuali di Hevea sono molto estese, ma si stanno lentamente modificando ed in alcuni casi ammalando e per loro natura necessitano di molte attenzioni ed è opportuno piantare gli alberi non molto vicini tra loro. Sembra infatti che, se si trovano ad una distanza troppo ridotta, diventano in breve tempo più vulnerabili alle malattie e soprattutto all’attacco di un fungo aggressivo. Il fungo parassita danneggia la struttura degli alberi della gomma naturale e ne compromette il corretto sviluppo.

Questo è anche uno dei motivi per cui la produzione in Brasile stenta a ripartire come si deve. Fortunatamente, in Asia tale fungo è quasi del tutto assente e molto strettamente controllato, ragion per cui non vi sono grossi problemi con la crescita e l’utilizzo degli alberi della gomma. Anche alcune piante ornamentali che teniamo in casa, tipo il “Ficus Elastica” con foglie grandi e tondeggianti, produce un lattice molto simile a quello della Hevea ed in alcuni casi viene anche utilizzata.

Gomma naturale o gomma artificiale?

La gomma naturale è molto usata nell’ambito della produzione di prodotti alimentari. Viene usata anche per tante altre applicazioni, come dicevamo prima. Tuttavia, molte volte si preferisce utilizzare le gomme sintetiche, che vantano le proprietà che quella naturale non può garantire. I materiali sintetici sono ottimi per la produzione della maggior parte dei prodotti di uso quotidiano.

Molti tipi di gomme sintetiche vengono usate al posto della gomma naturale per la produzione di articoli industriali come guarnizioni, manicotti, passacavi che dovranno resistere all’olio, all’acqua di mare, al freddo intenso come all’ozono o a temperature molto elevate, fino a 250°C e oltre. Operando in questo settore, possiamo dire con certezza che in molti di questi casi sono molto più indicate quelle sintetiche rispetto alla soluzione naturale. Garantiscono quelle proprietà che servono per far funzionare ciò per cui sono state progettate e applicate. Non esitare a contattarci per ottenere maggiori informazioni.