La gomma

La gomma (elastomero) è un materiale caratterizzato dalla possibilità di essere allungato notevolmente e poter poi tornare rapidamente alla lunghezza iniziale (elasticità). Molto spesso il termine viene utilizzato per indicare lo pneumatico che invece è un suo prodotto.
La gomma deve le sue caratteristiche elastiche al fatto di essere composta da molecole di elevatissima lunghezza (peso molecolare di alcune decine di migliaia di unità di massa atomica), le quali a riposo sono ripiegate su loro stesse, e sono capaci di distendersi se sottoposte a trazione, per poi riprendere la configurazione originaria al cessare della sollecitazione. A differenza però dei polimeri termoplastici, le macromolecole che compongono alla gomma hanno un certo grado di reticolazione, ovvero le macromolecole non hanno una struttura "filiforme", ma più "intrecciata" (come una rete), e questo permette alle macromolecole di ripristinare la configurazione antecedente alla sollecitazione.Le gomme sintetiche di più antico impiego sono il clorobutadiene (Neoprene), la gomma stirolo e la gomma nitrile, dette anche BUNA-S e BUNA-N. Normalmente i lattici coagulati non vengono utilizzati tal quali, ma vengono sottoposti a vulcanizzazione, che consiste in un trattamento a caldo della gomma miscelata con opportuni additivi, quali zolfo, nero-fumo, cariche inerti, plastificanti ecc, la miscela da vulcanizzare si dice mescola. Durante questa operazione si ha la reticolazione della gomma, cioè si creano legami tra le catene molecolari che ne impediscono lo scorrimento reciproco, la gomma perde così la plasticità e l'appiccicosità. Durante la vulcanizzazione il manufatto assume la forma definitiva. A seconda del tipo di oggetto che si vuole ottenere, la vulcanizzazione si effettua in stampi chiusi (stampaggio), o tra cilindri rotanti (calandratura), o in estrusori. La gomma si può trovare in commercio sotto forma di stampati, trafilati e fustellati ottenuti da fogli. Le gomme sono ampiamente utilizzate per attenuare vibrazioni (per esempio nelle ruote, nelle sospensioni e negli ammortizzatori), per guarnizioni di tenuta, per elementi di appoggio autobloccanti, tappeti antiscivolo ecc.
Il ciclo di lavorazione che porta dal polimero al prodotto finito può essere suddiviso in quattro fasi:
1. lavorazione preparatoria del polimero, o masticazione
2. mescola
3. formatura
4. vulcanizzazione
La lavorazione o masticazione ha lo scopo di rendere l'elastomero molle e plastico, abbassandone il peso molecolare, cosicché sia più facile incorporare gli additivi e le cariche. Si esegue in mescolatori chiusi a ruote dentate (Banbury), in macchine a cilindri o in estrusori (Gordon). La temperatura tende a innalzarsi e deve essere mantenuta attorno a 100-120 °C mediante raffreddamento.
La mescola si esegue nella stessa macchina, aggiungendo nell'ordine e nelle quantità prestabilite i vari additivi quali cariche, rinforzanti, stabilizzanti, protettivi, antiossidanti, plastificanti, l'agente vulcanizzante e i relativi acceleranti. Nel frattempo si procede con la masticazione per ottenere una massa omogenea.
La formatura si fa per:
• calandratura per le lastre,
• estrusione per tubi e profilati
• stampaggio a compressione o stampaggio a trasferimento o stampaggio a iniezione per pezzi di forma più complicata
Durante la calandratura o l'estrusione la temperatura viene mantenuta intorno ai 100 °C per mantenere plastico il materiale; nello stampaggio la formatura è contemporanea alla vulcanizzazione.
La vulcanizzazione consiste nel portare l'articolo a temperatura di 140-180 °C e mantenerlo per un tempo che, in dipendenza della mescola e delle dimensioni dell'articolo, può variare da 1 a 30 minuti primi.Gli estrusi e i calandrati vengono riscaldati per azione di aria calda o di vapore surriscaldato, oppure per immersione in acqua surriscaldata o in sali fusi. In certi casi si utilizza il riscaldamento a radiofrequenza o con radiazioni ad alta energia.Nello stampaggio si usa riscaldare lo stampo (o i piani della pressa che lo contiene).