Tipi di materiale elastomerico dalla A alla Z
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ACM
Gli elastomeri ACM offrono un’eccellente resistenza al calore; possono essere utilizzati a temperature di 150°C (fino a 175°C per periodi limitati). Garantiscono un’elevata resistenza all’ossigeno, all’ozono e agli oli industriali. La resistenza all’acqua è in genere scarsa e la capacità di resistere al cedimento permanente alla compressione e la flessibilità al basse temperature dipendono dalla scelta dei polimeri di base e delle mescole. Gli elastomeri ACM sono utilizzati principalmente laddove è necessaria una resistenza combinata al calore e agli oli.
AEM
I materiali in gomma AEM offrono una combinazione inusuale di proprietà fisiche; alta resistenza al calore (fino a 175°C), eccellente resistenza a ozono e intemperie, moderata resistenza agli oli minerali, flessibilità alle basse temperature fino a –30°C, buona resistenza all’acqua calda ed elevata resistenza alla trazione. Le applicazioni AEM sono simili a quelle degli elastomeri ACM, ma con un vantaggio in tema di flessibilità alle basse temperature. Questi materiali sono generalmente utilizzati per o-ring, carter e guaine di protezione per cavi di avviamento.
AU / EU
Questi elastomeri mostrano, in genere, straordinaria resistenza alla trazione, resistenza alla lacerazione e all'abrasione, e garantiscono eccellente protezione da ossigeno e ozono (tranne nei climi caldi, a causa di un maggiore rischio di attacco microbiologico nei tipi AU, e di luce ultravioletta nel caso dei tipi EU). Gli elastomeri EU hanno una maggiore flessibilità alle basse temperature ( fino a -35°C) ed entrambi hanno un’eccellente resistenza alle radiazioni di alta energia (106 Rads).
Le gomme poliuretaniche si usano dove è necessaria una combinazione di elevata resistenza all’abrasione e agli oli/ solventi, per esempio, in tenute e guarnizioni idrauliche, diaframmi, tubi flessibili e ruote per pattini e skateboard. In tutte le applicazioni si dovrebbe tenere conto dell’idrolisi e della limitata resistenza al calore.
CR
I materiali per guarnizioni CR generalmente mostrano buona resistenza a ozono, invecchiamento al calore e agenti chimici. Buona resistenza a refrigeranti, idrocarburi alifatici, oli minerali e grassi. Denominazione commerciale tipica: Neoprene™ (DuPont)
Le gomme in clorobutadiene contengono cloro nel polimero per ridurne la reattività a molti agenti ossidanti, così come agli oli e alla fiamma. Gli elastomeri CR hanno anche buona resistenza alle crepe da ozono, all'invecchiamento da calore e agli attacchi chimici. Alcune delle applicazioni più importanti degli elastomeri CR comprendono le cinghie trapezoidali,i tessuti spalmati, le guaine per cavi, i fianchi dei pneumatici, le tenute e le guarnizioni a contatto con i refrigeranti, gli agenti chimici non troppo aggressivi e l'ozono atmosferico.
CSM
Le tipologie CSM contengono il 24-43% di cloro per fornire eccellente resistenza alle intemperie e all'ozono, alla decolorazione causata dal sole e dagli ultravioletti,, elevata resistenza a molti agenti chimici corrosivi e ossidanti, buona resistenza al caldo secco fino a 150°C, bassa infiammabilità e permeabilità al gas, e anche buona resistenza all’acqua calda (quando vulcanizzati con ossido di piombo).
Le proprietà a basse temperature sono generalmente limitate, a seconda del contenuto di cloro del tipo di CSM utilizzato, e la resistenza al cedimento permanente alla compressione non è delle migliori. Gli elastomeri sono generalmente utili nelle applicazioni elettriche, membrane resistenti alle intemperie, tubi flessibili e rivestimenti interni di serbatoi resistenti agli acidi.
ECO
Gli elastomeri ECO sono generalmente resistenti alle alte temperature, agli oli, all'ozono e alla fiamma, con resistenza al gas paragonabile a quella degli NBR. L’intervallo di temperatura per l’utilizzo continuo va da -40 a +120°C, ma generalmente non sono adatti per l’incollaggio di gomma e metallo (sono corrosivi per i metalli). Gli elastomeri ECO sono adatti per l’utilizzo in tenute, guarnizioni, diaframmi, guaine per cavi, cinghie ecc., per una vasta gamma di mezzi. Tuttavia, non sono adatti all’uso con i chetoni e gli esteri, gli alcoli, i fluidi idraulici a base di estere fosfato, i gas acidi, l'acqua e il vapore.
EPDM
Gli elastomeri EPDM presentano una discreta resistenza alla trazione e un’eccellente resistenza all’ozono, alle intemperie e all’attacco chimico. Mostrano inoltre eccellenti proprietà di isolamento elettrico. Gli elastomeri vulcanizzati con i perossidi vantano eccellenti caratteristiche di invecchiamento al calore e resistenza al cedimento permanente alla compressione da -40 a +150°C, specialmente se vulcanizzati con zolfo. Resistono a una vasta gamma di mezzi, tra cui l'acqua calda e il vapore fino a 200°C (in assenza di aria), ma non sono considerati compatibili con i lubrificanti minerali e sintetici e i combustibili idrocarburi. Vengono generalmente utilizzati nella produzione di guarnizioni per porte e finestre, per l’isolamento di fili e cavi, lastre e tubi impermeabilizzanti e per tenute, o-ring e guarnizioni.
FFKM
Questo è l’elastomero con la maggiore resistenza chimica disponibile, ed è effettivamente una forma di gomma del PTFE. Offre altre proprietà che si dimostrano preziosissime in applicazioni in cui purezza, alte temperature e mantenimento della forza di tenuta sono vitali.
FKM/FPM
I materiali per guarnizioni FKM dimostrano straordinaria resistenza a calore, intemperie, ozono, ossigeno, ossidanti, con permeabilità al gas davvero bassa. I materiali per guarnizioni FKM di PPE comprendono varie qualità di copolimeri, terpolimeri e tetrapolimeri e metodi di vulcanizzazione con bisfenoli e perossidi.
Gli elastomeri FKM sono polimeri altamente fluorurati e contengono pochi ingredienti di compoundizzazione. Sono stabili alle altissime temperature (sono in grado di resistere a 200°C illimitatamente, in servizio permanente). A questa temperatura in presenza di aria, gli elastomeri convenzionali diventerebbero fragili in 24 ore. I materiali vulcanizzati FKM, in generale, hanno un'ottima resistenza all’ossigeno, all’ozono, alle intemperie, alla fiamma e agli agenti chimici ossidanti, nonché un’eccellente resistenza al rigonfiamento in una vasta gamma di mezzi. Tuttavia non sono compatibili con i solventi polari (per es. M.E.K.), con alcuni acidi organici (per es. l'acido formico), alcuni fluidi idraulici a base di esteri e metanolo (per es. Skydrol), ammoniaca e alcune ammine. Sono idonei in ambienti con radiazioni di alta energia, fino a circa 106 Rads. In applicazioni con acqua calda e vapore possono essere necessarie tipologie speciali di FKM.
Gli elastomeri FKM forniscono un’elevata resistenza al cedimento permanente alla compressione se compoundizzati con sistemi di vulcanizzazione con bisfenolo. In generale, sono utili fino a temperature fino a di –30°C, ma tipologie specialistiche (come Endura® V91A) possono fornire una tenuta efficace fino a -45°C. Le proprietà di isolamento elettrico non sono particolarmente brillanti, ma sono adeguate per le guaine che richiedano resistenza alle alte temperature, all'ozono, agli agenti chimici e alla fiamma (per es. tenute per alberi, o-ring e guarnizioni, diaframmi e guaine per cavi).
Copolimero, terpolimero o tetrapolimero
I materiali fluoroelastomerici o al fluorocarbonio (FKM/FPM) sono disponibili in tre tipologie generali a seconda del loro contenuto di fluoro e del numero di monomeri contenuti nel polimero:
| Tipo | Contenuto di fluoro | Vantaggi/svantaggi |
| Copolimero (A/E) | 65 - 65.5% | Contiene due monomeri (molecole semplici da cui si formano i polimeri). Scopo generale, più comune, più largamente usato per la tenuta. Migliore resistenza al cedimento permanente alla compressione e ottima resistenza ai fluidi. Spesso indicati come tipologie ‘A’ e ‘E’. Normalmente, questi sono i tipi di mescola meno costosi. |
| Terpolimero (B o F) | 67% | Contiene tre monomeri. Migliore resistenza ai fluidi e agli oli/solventi rispetto ai copolimeri, ma a scapito di una minore resistenza al cedimento permanente alla compressione. Spesso indicati come tipo ‘B’ o ‘F’. I materiali di tipo 'F' offrono resistenza ai fluidi superiore rispetto ai materiali di tipo 'B'. |
| Tetrapolimero (G) | 67 - 69% | Contiene quattro monomeri. Migliore resistenza ai fluidi, agli acidi, ai solventi rispetto ad altri tipi. Resistenza al cedimento permanente alla compressione migliore rispetto ai terpolimeri. Sono talvolta indicati come tipo "G". Inoltre, alcuni tetrapolimeri hanno una buona flessibilità alle basse temperature. I tetrapolimeri sono i più costosi dei tre tipi qui elencati. I materiali in tetrapolimero possono anche essere definiti tipologie GF, GLT e GFLT, che corrispondono ai materiali FKM Viton®. GF - Buone prestazioni alle alte temperature e resistenza agli agenti chimici, ma proprietà meccaniche e prestazioni alle basse temperature ridotte. GLT - Prestazioni alle basse temperature migliorate ma resistenza agli agenti chimici ridotta. GFLT - Buone prestazioni a tutto tondo alle alte e alle basse temperature e resistenza agli agenti chimici. |
Viton® è un marchio registrato di The Chemours Company.
FVMQ
Gli elastomeri FVMQ sono gomme siliconiche modificate, con resistenza ai fluidi superiore, ma limitata a circa 175°C.
HNBR
Il processo di idrogenazione degli elastomeri NBR offre un’eccellente resistenza al calore e all'ozono. Gli elastomeri HNBR vulcanizzati con perossidi presentano la migliore resistenza al cedimento permanente alla compressione e al calore, mentre gli elastomeri HNBR ad alto contenuto di nitrile (ACN) hanno una migliore resistenza agli oli minerali. Gli elastomeri HNBR combinano la migliore resistenza e una buona flessibilità alle basse temperature, sebbene siano più costosi degli elastomeri NBR. Gli elastomeri HNBR sono utili quando occorre resistenza all'ozono e alle intemperie, all’invecchiamento in aria calda e in presenza di lubrificanti industriali, acqua calda e vapore fino a 150°C, a inibitori di corrosione a base amminica e gas acidi (H2S), nonché alle radiazioni di alta energia.
Gli elastomeri HNBR colmano il vuoto tra NBR e FKM in numerose aree applicative, dove occorra resistenza al calore e ai mezzi aggressivi contemporaneamente, e possono, pertanto, costituire un’alternativa meno costosa agli elastomeri FKM.
IIR
Resistenti agli stessi tipi di fluidi di EPDM, le proprietà distintive dei materiali in gomma IIR sono una bassissima permeabilità ali gas e all' umidità, eccellenti proprietà isolanti, buona resistenza all’ozono e alle intemperie, e resistenza a molti mezzi organici e inorganici.
I materiali in elastomero IIR possono essere polimerizzati con vari alogeni (per es. cloro / bromo) al fine di migliorare la resistenza a determinati mezzi chimici, ma a scapito dell’isolamento elettrico e della resistenza all’umidità. Possono essere comunemente utilizzati da –40 a +120°C, e sono principalmente impiegati nella produzione di camere d’aria dei pneumatici, di tenute e guarnizioni, guarnizioni sotto vuoto, membrane e prodotti farmaceutici.
NBR (BUNA N)
Gli elastomeri NBR sono disponibili in cinque tipologie base; a seconda del contenuto di acrilonitrile, che gli conferisce proprietà fisiche e chimiche proporzionali. Gli NBR hanno generalmente (in funzione del contenuto di ACN), una minore flessibilità alle basse temperature, una maggiore resistenza al cedimento permanente alla compressione, permeabilità al gas, migliori caratteristiche di invecchiamento al calore e resistenza all’ozono, maggiore resistenza alla trazione e all'abrasione, durezza e densità. Gli NBR sono utilizzati ovunque sia necessaria una buona resistenza agli idrocarburi aromatici a temperature tra –40 e +120°C (per es. in tenute e guarnizioni, tubi flessibili e guaine per cavi), in particolare nell'industria petrolifera e del gas.
Nitrile in alta percentuale: >45% di contenuto di ACN
Nitrile in percentuale media: 30-45% di contenuto di ACN
Nitrile in bassa percentuale: >30% di contenuto ACN
Maggiore è il contenuto di ACN, maggiore è la resistenza agli idrocarburi aromatici.
Minore è il contenuto di ACN, migliore è la flessibilità alle basse temperature.
Il migliore compromesso per la maggior parte delle applicazioni è un contenuto di ACN medio.
La gomma naturaleNR
(estratta dalle coltivazioni di albero della gomma) mostra un’elevata resistenza alla trazione e all'abrasione, resilienza, resistenza alla lacerazione e una bassa isteresi.
Il poliisoprene, di composizione chimica simile, ha proprietà di resistenza inferiori rispetto alla forma naturale, ma migliori proprietà alle basse temperature. Entrambe le gomme sono soggette a degradazione meteorologica, e mostrano una scarsa resistenza agli oli e combustibili minerali e petroliferi. Una tipica gamma operativa a lungo termine va da -50°C a 70°C, le principali applicazioni sono pneumatici, supporti antivibranti, molle e cuscinetti.
SBR
Prodotta come sostituto della NR (Gomma naturale); in generale, la gomma SBR può essere utilizzata in applicazioni simili a quelle in cui si usano gli elastomeri NR / IR , tranne nelle applicazioni dinamiche gravose (ad esempio, quelle che richiedono un basso accumulo di calore alla flessione). Le gomme SBR possono essere usate in mescole per battistrada di pneumatici per auto, ma non per i pneumatici per camion. Le gomme SBR presentano resistenza alle intemperie e agli agenti chimici inferiore rispetto a molti altri elastomeri.
TFE/P (noto anche come FEPM)
Il polimero di base è prodotto esclusivamente da Asahi Glass, ed è venduto con la denominazione ‘Aflas’. I vulcanizzati TFE/P presentano una stabilità termica simile a quella degli elastomeri FKM, ma una migliore resistenza elettrica e un diverso profilo di resistenza chimica (per es. gas acido, acidi e alcali, ozono e intemperie, vapore e acqua, tutti i fluidi idraulici e per freni, alcoli e radiazioni di alta energia). Tuttavia, non sono compatibili con gli idrocarburi aromatici, con gli idrocarburi clorurati (per es. M.E.K. e acetone), gli acetati organici e i refrigeranti organici.
Gli elastomeri FKM mostrano una migliore resistenza al cedimento permanente alla compressione. La flessibilità alle basse temperature è relativamente scarsa (tranne in alcuni fluidi che plastificherebbero la gomma in una certa misura). Si raccomanda sempre di effettuare prove funzionali in condizioni operative. Gli elastomeri TFE/P trovano vasta applicazione; principalmente in attività dei giacimenti petroliferi e in lavorazioni chimiche come o-ring, tenute e guarnizioni, isolamento di cavi, guaine per cavi e rivestimenti per manicotti.
VMQ
Le peculiari caratteristiche delle gomme siliconiche sono la straordinaria resistenza a ozono ed effetto corona, tempo meteorologico e luce solare. Alcuni compound speciali resisteranno fino a 300°C; tuttavia, in assenza di aria, i siliconi possono ritornare pastosi, anche a temperature più basse. Il consueto limite per le alte temperature, per funzionamento continuo, è pari a 200°C. I siliconi hanno un’eccellente reputazione per la loro flessibilità a basse temperature (alcuni compound tollerano fino a –90°C) e per l’isolamento elettrico, mantenuti relativamente costanti in tutti gli intervalli di temperature di servizio. Sono disponibili anche compound conduttori di elettricità.
I siliconi hanno un basso livello di componenti combustibili: anche se esposto alla fiamma, l’elastomero si riduce in una cenere di silicio non conduttrice. I siliconi mostrano altresì un’eccellente resistenza al cedimento permanente alla compressione e un’elevata inerzia fisiologica (insapori, inodori e totalmente atossici).
I siliconi resistono a batteri, funghi, radiazioni di alta energia (fino a 106 Rads) e presentano eccellenti proprietà di rilascio (tranne che al vetro). Le limitazioni principali sono proprietà di scarsa resistenza alla trazione e scarsa resistenza ad acidi, alcali e vapore al di sopra di 120 °C. I particolari in elastomero siliconico sono utilizzati per l'isolamento elettrico, le guarnizioni e gli o-ring (solo applicazioni statiche o scarsamente dinamiche, alimentari e prodotti farmaceutici.
Link rapidi per ulteriori informazioni:
Qualità dei materiali in elastomero di PPE
Guida alla resistenza chimica dell’elastomero
Immagazzinamento & durata della gomma (ISO 2230:202)
Terminologia dell’elastomero