Giu 012016
 

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Charles Goodyear

Charles Goodyear

La vulcanizzazione è quel processo termo-indurente che viene applicato nella lavorazione delle gomme naturali. Questo processo fu scoperto e utilizzato per la prima volta da Charles Goodyear nel 1855 e consiste nel far reagire a caldo la gomma con lo zolfo e altri derivati capaci di cambiarne radicalmente le caratteristiche chimico-fisiche.

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Hevea Brasiliensis – estrazione del caucciù

La gomma, è estratta da piante facendone coagulare il lattice prodotto dall’incisione della corteccia. In particolare l’albero da cui viene estratto il caucciù, chiamato anche secreto, è l’Hevea brasiliensis, una pianta alta anche 30 metri diffusa particolarmente nella foresta amazzonica.

La gomma estratta dalla pianta, ha caratteristiche specificatamente plastiche, poco idonee alle necessarie lavorazioni, ma dopo il trattamento termico, lo zolfo crea legami chimici tra le catene molecolari della gomma; queste appaiono divise tra di loro e lo zolfo crea dei ponti o legami chimici, ossia un vero e proprio reticolo stabile che conferisce al nuovo materiale proprietà elastiche e indeformabilità quando sottoposto al calore.

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In origine, le molecole della gomma non hanno legami trasversali, per cui il materiale si presenta come una termoplastica, ossia un materiale che se sottoposto a calore rammollisce. Con l’aggiunta dello zolfo, invece, in percentuali variabili dallo 0,5% al 3%, la gomma diventa più soffice ed elastica e rammollisce solo a temperature elevate.

La vulcanizzazione avviene quasi esclusivamente a caldo, sottoponendo la gomma all’azione dello zolfo in forni a temperatura di circa 140-170°C o, più raramente, a freddo sottoponendo la gomma all’azione di sostanze in grado di cedere zolfo come il monocloruro di zolfo, l’idrogeno solforato, ecc.

Vulcanizzazione03Se la percentuale di zolfo è maggiore, ossia compresa tra il 25-30%, si ottiene un materiale duro, chiamato ebanite, caratterizzato da un numero elevato di legami molecolari e si utilizza per la realizzazione di oggetti come ad esempio i boccagli per gli strumenti musicali.

La lavorazione avviene per stampaggio, sia per iniezione che per compressione. Viene realizzato un apposito stampo in acciaio che riproduce un numero di impronte determinato dal volume del pezzo o dalla quantità di elementi da realizzare.

Stampaggio per iniezione

Stampaggio per iniezione

Stampaggio per compressione

Stampaggio per compressione

Una volta questo procedimento si applicava solo alle gomme naturali, ma oggi il termine vulcanizzazione ha assunto un significato più ampio perché coinvolge anche le resine sintetiche.

PRODUZIONE DEGLI PNEUMATICI

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L’oggetto più importante per diffusione, prodotto con la gomma, è lo pneumatico. La sua realizzazione richiede un preciso procedimento caratterizzato da una serie di fasi da realizzare in sequenza.

La prima operazione prende il nome di mescola; in questa fase diversi tipi di gomma e altri componenti vengono selezionati e miscelati all’interno di enormi macchine miscelatrici fino a creare un composto di colore nero pronto per la fase successiva: la macinatura.

In questa fase, la gomma viene raffreddata e tagliata a strisce che costituiranno la struttura di base dello pneumatico.

La terza fase, la produzione, è quella in cui viene costruito lo pneumatico partendo dall’interno verso l’esterno. Prima gli elementi in tessuto, poi le cinture di acciaio, i talloni, la tela e infine il battistrada. Vengono tutti insieme inseriti in una macchina che li assembla creando quello che prende il nome di pneumatico crudo.

Infine, la vulcanizzazione, nella quale lo pneumatico crudo viene inserito all’interno di stampi incandescenti dove tutti i componenti vengono compressi conferendogli la forma definitiva comprensiva del disegno del battistrada e delle diciture del produttore sulla banda laterale.

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