Quali materie prime vengono utilizzate per preparare la gomma?

La gomma è ovunque. È un materiale onnipresente su cui i consumatori e i produttori si affidano a per andare in giro per la vita e le operazioni quotidiane. Ma ti sei mai chiesto quali materie prime vengono utilizzate per preparare la gomma? Non mi chiedo più perché DLR Elastomer Engineering è qui per darti la nostra guida approfondita a tutto ciò che va nella produzione di gomma.

Ci sono nella regione di 10.000 ingredienti di gomma a disposizione di noi come produttori esperti di prodotti polimerici. Ci sono circa 20 polimeri tra cui scegliere, con ognuno con più di un fornitore. Per non parlare delle differenze sottili e significative nelle loro proprietà. Quando si tratta di sviluppare modanature in gomma personalizzate, classifichiamo i nostri ingredienti in gomma in base al loro scopo.

Polimeri

Gomma naturale (NR), gomma da butodiene stirene (SBR), butil (IIR), butyl alogenate (XIIR), isoprene (IR), butadiene (BR) - questi sono polimeri usati principalmente nelle gomme.
Neoprene (CR), nitrile (NBR), PVC/NBR, EPDM -Si tratta di gomme per scopi generali che forniscono carburante, olio, chimica, acqua, UV, ozono e resistenza alle intemperie. Offrono anche una migliore resistenza al calore di NR, IR e SBR.
Eva, poliuretano, xnbr, ipalon (CSM), epicloroidrina (eco), acrilico etilene (AEM/VAMAC) - Questi sono polimeri speciali, usati a temperature più elevate rispetto ad altri e hanno le loro proprietà caratteristiche individuali. Ad esempio, AEM viene utilizzato nelle applicazioni ritardanti di incendio. È privo di alogeno ed emette fumo non tossico.
Nitrile idrogenato (HNBR), acrilico (AEM), silicone (VMQ), fluorosilicone (FVMQ), AFLAS (TFE/P), fluoroelastomeri (FKM), perfluoroelastomeri (FFKM) - Questi polimeri sono usati in ambienti richiesti e aggressivi. Questi includono petrolio e gas, installazioni di mare e chimica profonda che richiedono i più alti livelli di resistenza al calore e chimico.

Si noti che i polimeri di cui sopra sono realizzati in piante di polimerizzazione multimilionarie in cui monomeri come stirene e butadiene vengono reagiti sotto pressione per produrre gomma (gomma di stirene butadiene o SBR in questo esempio). Ogni polimero ha i suoi monomeri e chimica della polimerizzazione. Ognuno viene realizzato con un peso molecolare specifico (o viscosità di Mooney), bilanciando le proprietà fisiche e l'elaborazione richiesta.

I polimeri da soli, senza l'aggiunta di altri ingredienti, trovano poco uso. La notevole eccezione è la modifica dell'olio. I polimeri possono essere aggiunti all'olio per mantenere una viscosità costante con le temperature crescenti, con un primo esempio di questo essere olio motore. La maggior parte dei polimeri viene utilizzata nello stato curato o vulcanizzato per ottenere le proprietà fisiche ottimali richieste per l'applicazione e la durata di servizio.

Riempitivi

I riempitivi vengono aggiunti per rafforzare il polimero per migliorare le proprietà fisiche, elaborare meglio e sfogliare il polimero per il rapporto costo-efficacia. La stragrande maggioranza delle applicazioni di gomma è nera. Ciò è dovuto all'uso di un riempimento organico rinforzante chiamato Black Carbon. Sono disponibili in molti gradi che ciascuno impartisce il proprio set unico di proprietà al polimero e successivamente il composto risultante e il prodotto finale.

Molti riempitivi non rinforzanti vengono utilizzati nei polimeri per produrre prodotti in gomma non neri per settori, come suole di scarpe, cibo, medicina e prodotti farmaceutici. L'unico riempimento non nero rinforzante è la silice. I riempitivi in ​​questa categoria sono inorganici, come Whiting (carbonato di calcio), talco (silicato di magnesio), argilla e silice (biossido di silicio) per nominare solo alcuni. Sono inoltre disponibili riempitivi specialistici per ritardo e altre proprietà.

Plastificazione

I polimeri hanno bisogno dell'aggiunta di alcuni riempitivi per farli elaborare meglio. I riempitivi tendono ad aumentare la durezza e produrre composti rigidi e infine parti più dure. Per controbilanciare questo effetto, vengono utilizzati plastificatori o oli.

I tipi più comuni includono:

Oli minerali
Paraffinico, naftenico, aromatico

Questi sono ampiamente utilizzati e forniscono buoni composti in gomma di elaborazione. Possono essere utilizzati nelle gomme da merci entro limiti. Per le gomme resistenti all'olio e specialistiche, vengono utilizzati oli sintetici. Questi tendono ad essere del tipo estere e vengono utilizzati per le loro proprietà specifiche dell'applicazione. Ad esempio, fornendo flessibilità a temperature sotto zero, ritardo della fiamma o proprietà antistatiche.

Antidegradanti

Al fine di sviluppare prodotti in gomma che forniscono un buon grado di protezione all'interno del loro ambiente di applicazione, è possibile aggiungere vari additivi. La degradazione del polimero può avvenire a causa di un attacco da una combinazione di qualsiasi numero dei seguenti:

Chimico> ossigeno, ozono
Idrolitico> acqua
Termico> calore, pirolisi
Photolitic> UV
Biologico
Radiazione
Meccanico

Vari ingredienti forniscono al prodotto in gomma un livello di protezione in servizio. Tutti i materiali sono soggetti ad attacchi da uno dei precedenti. Ad esempio, fotoni di luce, ossigeno o ozono reagiscono con insaturazione nella spina dorsale polimerica e iniziano il ciclo di degradazione. Gli additivi usati per contrastare la degradazione assorbono i radicali liberi, impedendo l'attacco alla catena polimerica principale e ogni ulteriore degrado.

Le sostanze chimiche che utilizziamo vanno dalle cere microcristalline per la protezione dell'ozono a protettori antiossidanti e UV a base di fenolo. Sono comunemente usati i para-fenilendiamine, sebbene si tratti di colorazione. La maggior parte dei sistemi antidegradanti utilizza una combinazione di sostanze chimiche.

Agenti soffianti, pigmenti, agenti di legame

Alcuni additivi vengono utilizzati per fornire proprietà specifiche ai composti di gomma. Il blu è il colore generalmente preferito nell'industria alimentare. I produttori di alimenti preferiscono anche che la gomma sia rilevabile in metallo. Sono disponibili molti pigmenti, sia organici che inorganici. L'ossido rosso e l'ocra giallo sono esempi di materiali inorganici, mentre un esempio di materiali organici sono coloranti azoti.

Al fine di attaccare la gomma al metallo o ad altri substrati, potrebbero essere necessari agenti di legame nella gomma, nonché un trattamento adeguato del substrato. Alcune applicazioni - come i profili delle porte dell'auto - richiedono soffiata, schiuma o gomma di spugna. I fori o le celle nella gomma vengono creati aggiungendo materiali che rilasciano azoto durante il riscaldamento. La reazione di indurimento intrappola i gas mentre la gomma si espande.

Agenti di cura

Avendo aggiunto molti ingredienti alla gomma, ora abbiamo un composto che ha la consistenza della plastilina. Questo materiale deve essere curato sotto calore e pressione per assumere una forma che può essere trattenuta quando deformata. Lo zolfo può essere aggiunto per effettuare i collegamenti traversari e fornire una rete reticolata tridimensionale. Poiché la reazione con lo zolfo è lenta, vengono aggiunti vari tipi di acceleratori per accelerare o accelerare la reazione.

Questo processo di utilizzo degli acceleratori consente di realizzare i prodotti in modo più efficiente. Tuttavia, è necessario prestare attenzione quando si seleziona questi additivi. Questo perché influenzano molti aspetti della produzione (sicurezza del processo, durata della conservazione) e della durata di servizio (densità del reticolo, proprietà meccaniche dinamiche).

Cerchi informazioni più dettagliate sui diversi tipi di gomme e polimeri con cui lavoriamo? Quindi dai un'occhiata alle nostre guide materiali in cui puoi trovare FAQ e altre guide come questa che dettagliano tutto ciò che devi sapere. Se stai cercando prodotti di gomma o polimero, contatta oggi con DLR Elastomer tramite la nostra pagina di contatto o tramite LinkedIn e possiamo chattare sulle tue esigenze.