Il miglior materiale in gomma per resistenza alla trazione e posizionamento
La gomma è un importante materiale polimerico elastico e le sue proprietà meccaniche, tra cui resistenza alla trazione, allungamento alla rottura, resistenza all'usura, resistenza allo strappo, ecc., sono ampiamente utilizzate nei settori industriale, aeronautico, aerospazialee settori dei consumi. La resistenza alla trazione è un indicatore chiave per valutare le proprietà meccaniche dei materiali in gomma e solitamente si riferisce alla forza di trazione massima che un materiale può sopportare prima di rompersi per unità di area della sezione trasversale. Di seguito vengono discussi i migliori materiali in gomma in termini di resistenza alla trazione dal punto di vista della struttura chimica, delle caratteristiche prestazionali e dei campi di applicazione specifici.
Quella che segue è una classifica e una descrizione dettagliata delle comuni gomme ad alte prestazioni basate sulla resistenza alla trazione come criterio principale:
Gomma poliuretanica (PU)
Intervallo di resistenza alla trazione: 30–50 MPa
La gomma poliuretanica è uno degli elastomeri meccanicamente più eccezionali, con resistenza alla trazione ed allungamento a rottura estremamente elevati (fino al 500%).
Vantaggi della struttura molecolare: i segmenti duri (isocianati aromatici o alifatici) e i segmenti morbidi (polietere o poliestere) nella catena molecolare sono disposti alternativamente, conferendole un'eccellente resistenza alla trazione e allo strappo.
Caratteristiche prestazionali: la gomma poliuretanica ha la più alta resistenza alla trazione tra tutti i materiali in gomma e ha sia resistenza all'abrasione che resistenza agli urti.
Applicazioni: utilizzato principalmente per parti in ambienti con carico elevato, come nastri trasportatori, rulli, cuscinetti ammortizzanti, parti di macchinari per giacimenti petroliferi, ecc.
Gomma Naturale (NR)
Intervallo di resistenza alla trazione: 20–30 MPa (maggiore dopo la vulcanizzazione)
La gomma naturale è un polimero poliisoprenico estratto dagli alberi della gomma e la sua struttura molecolare unica gli conferisce elevata elasticità e eccellente resistenza alla trazione, soprattutto dopo la vulcanizzazione.
Vantaggi della struttura molecolare: la struttura molecolare della gomma naturale contiene un gran numero di strutture cis-1,4-poliisoprene, che la rendono efficace e distribuita uniformemente durante il processo di trazione.
Caratteristiche prestazionali: la gomma naturale ha un allungamento alla rottura estremamente elevato (fino al 500%~700%) quando allungata e può mostrare un'eccellente resistenza allo strappo sotto carichi elevati.
Applicazioni: grazie alla sua resistenza alla trazione e alla fatica, è ampiamente utilizzato in pneumatici, guarnizioni, ammortizzatori, nastri trasportatori e altri campi che richiedono un'elevata resistenza meccanica.
Gomma polibutadiene (BR)
Intervallo di resistenza alla trazione: 15–25 MPa
La gomma butadiene è nota per la sua elasticità estremamente elevata e la buona resistenza alla propagazione delle cricche, mentre la sua resistenza alla trazione viene notevolmente migliorata dopo la vulcanizzazione e la miscelazione, rendendola un materiale importante in molti campi industriali.
Gomma nitrile butadiene (NBR)
Intervallo di resistenza alla trazione: 10–20 MPa (significativamente aumentato dopo la vulcanizzazione)
La gomma nitrilica è ampiamente utilizzata nei prodotti industriali grazie alla sua resistenza all'olio e alla buona resistenza meccanica, particolarmente adatta per ambienti chimicamente corrosivi.
Monomero di etilene propilene diene (EPDM)
Intervallo di resistenza alla trazione: 10–18 MPa
L'EPDM ha un'eccellente resistenza agli agenti atmosferici, all'ozono e al calore ed è ampiamente utilizzato inautomobilisticoe campi dell'edilizia.
Gomma siliconica (VMQ)
Intervallo di resistenza alla trazione: 6–15 MPa
La gomma siliconica è nota per la sua resistenza alle alte e alle basse temperature e, nonostante la sua bassa resistenza alla trazione, eccelle nel campo aerospaziale e medico.
Gomma fluorurata (FKM)
Intervallo di resistenza alla trazione: 10–18 MPa
I fluoroelastomeri eccellono negli ambienti chimici e ad alta temperatura e vengono utilizzati principalmente in applicazioni speciali resistenti alla corrosione e alle alte temperature.
| Tipo di gomma | Resistenza alla trazione (MPa) | Allungamento a rottura (%) | Vantaggi principali |
|
PU |
30–50 |
500–800 |
Resistenza alla trazione e all'abrasione estremamente elevata |
|
NR |
20–30 |
500–700 |
Elevata elasticità e resistenza alla rottura |
|
BR |
15–25 |
400–600 |
Buona resistenza alla propagazione delle cricche |
|
CR |
10–20 |
200–300 |
Resistenza agli agenti atmosferici, resistenza agli oli e ritardante di fiamma |
|
NBR |
10–20 |
250–350 |
Eccellente resistenza agli oli e agli agenti chimici |
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in EPDM |
10–18 |
300–400 |
Resistenza all'invecchiamento e resistenza all'ozono |
|
VMQ |
6–15 |
150–300 |
Resistenza alle alte e basse temperature e biocompatibilità |
In termini di prestazioni complete, la gomma poliuretanica occupa il primo posto con la massima resistenza alla trazione e all'usura, mentre la gomma naturale è al secondo posto con la sua elevata elasticità e resistenza. Il neoprene è un materiale importante nell'ingegneria e nell'industria grazie alla sua resistenza alla trazione ben bilanciata (15–25 MPa dopo la vulcanizzazione) e all'eccellente resistenza agli agenti atmosferici e al ritardo di fiamma. A seconda dei requisiti dell'applicazione specifica, diversi materiali in gomma hanno la loro gamma di utilizzo e vantaggi ottimali.