Rassegna della stampa tecnica estera

DELL’USURA DI BATTISTRADA

PNEUMATICO E VIBRAZIONI AD ALTA FREQUENZA ASSOCIATE.

H. Mouri, Rubber Consultant, Bridgestone Americas Center for Research and Technology, Akron. Ohio (USA) - KGK 1/2023, pag. 38-43

La lunga introduzione dello studio presenta una breve e interessante storia dei metodi di prova dell’abrasione del pneumatico, inframmezzata da considerazioni pratiche sui fattori che la influenzano (scivolamento sulla superficie di pavimentazione, velocità e carico i più importanti, ma tanti altri secondari nel meccanismo di attrito della gomma).

Precisando che la norma ISO 23974/2015 fornisce informazioni generiche su 14 metodi, lo studio ottimizza le condizioni operative di basso livello di usura per il metodo di Lambourn, che fu il primo a brevettare un’apparecchiatura di prova nel 1929, con l’utilizzo dell’FPS wear tester di Ueshima, basato comunque sul tipo di Lambourn ottimizzandone le condizioni operative, che può effettuare prove sia a sforzo costante che a deformazione costante e possiede una migliore riproducibilità perché è in grado di controllare la temperatura superficiale della pavimentazione. Non si verifica, inoltre, alcun errore umano, dal momento che la macchina carica, gestisce e scarica i campioni automaticamente.

La definizione di velocità di slittamento, il rapporto di slittamento e il coefficiente di attrito si esemplificano nelle seguenti equazioni: velocità di slittamento = velocità campione - velocità cilindro; rapporto di slittamento (%) = velocità slittamento/velocità campione x 100; coefficiente di attrito (μ) = Fy/ Fz, dove Fy è la forza di attrito nella direzione di movimento e Fz è il carico verticale. La parte sperimentale dello studio spiega la dipendenza delle prove di usura dalla velocità di slittamento e il rapporto di slittamento mentre quella dei risultati, con l’ausilio di molti grafici, illustra la determinazione del carico del campione, del rapporto di slittamento, delle condizioni delle prove di usura in laboratorio, di superficie usurata e di detriti di usura: più dettagliata è la descrizione della vibrazione ad alta frequenza usata per riprodurre l’esperimento di Fukahori, che osservò una vibrazione di questo tipo sul bordo strisciante del campione di gomma durante la prova. Consigliamo una lettura veloce di tutto lo studio, tranne a coloro che sono interessati ad approfondire l’argomento, per leggere invece con attenzione il riassunto finale, di cui citiamo alcune considerazioni: l’auto del futuro, secondo Mercedes, sarà connessa, autonoma, condivisa ed elettrica; la generale convinzione che i veicoli elettrici saranno più impegnativi sui pneumatici per il loro peso e torque istantaneo più alto è sbagliata perché, al contrario, i pneumatici di un’auto elettrica si usureranno più lentamente grazie al buon controllo dell’aderenza; in generale, la resistenza all’usura può essere migliorata a spese della resistenza al rotolamento, che può essere migliorata a spese dell’aderenza sul bagnato, che può essere migliorata a spese della resistenza all’usura: la chiave per progettare la mescola sta nello sviluppare tecnologie che possano bilanciare queste tre proprietà; il ruolo delle cariche, silice e carbon black, risulta importante per ottenere questo bilanciamento. Comunque il risultato finale dello studio è che una vibrazione ad alta frequenza a 40.000 Hz è molto probabilmente responsabile dell’usura, poiché causa microcrepe sulla superficie della gomma, che alla fine danno luogo a particelle di usura per deformazione ciclica.

Risonanza Magnetica Nucleare A Doppio Quanto

c.Porter,B. Zaman, R. Pazur, QETE, National Defense of Canada, Ottawa, Ontario (Canada) - email: richard.pazur@forces.gc.ca - KGK

1/2023, pag. 44-53

Per esporre l’argomento dello studio, l’introduzione spiega in dettaglio come viene prodotta la gomma nitrilica, fino ad arrivare all’affermazione che le distribuzioni disuguali dei livelli di insaturazione, cioè dei siti di reticolazione, lungo la struttura della catena possono presumibilmente risultare in una distribuzione eterogenea dei legami. Questo tipo di distribuzione può influenzare negativamente le proprietà fisiche originali, poiché catene corte in aree concentrate sotto carico elevato si possono rompere, causando il cedimento del manufatto (O-ring, guarnizioni etc.)

In effetti l’NBR possiede considerevoli livelli di inomogeneità di reticolazione e, senza entrare nei dettagli esposti, viene evidenziato che, esaminando l’effetto della vulcanizzazione a zolfo in confronto a quella radicalica a perossido, è anche necessario comprendere il suo impatto sulla distribuzione della densità di reticolazione. Nell’indagine condotta dallo studio, sulla base di formulazioni di NBR caricata con carbon black e con livelli di ACN dal 18 al 49 %, si producono mescole successivamente vulcanizzate ed esaminate per mezzo di risonanza magnetica nucleare a doppio quanto (DQNMR) per verificare l’effetto della struttura di catena sulla distribuzione di reticolazione nei due tipi di vulcanizzazione, insieme ai dati reologici, di durezza e proprietà meccaniche per supportare i risultati della prova.

Diciamo subito che il lungo svolgimento dello studio è molto complesso, sia per le formule che per i numerosi grafici indispensabili per una corretta comprensione di quanto esposto, senz’altro accessibile per gli addetti ai lavori, un po’ meno per i lettori a cui l’argomento non è familiare.

L asciando così la lettura completa agli esperti, possiamo comunque citare le conclusioni di questo particolare lavoro: le proprietà macroscopiche dipendono soprattutto sia dalla densità di reticolazione che dal livello di ACN;nonostante le costanti concentrazioni del reticolante, DQNMR conferma una sensibile variazione di densità di reticolazione in entrambi i sistemi di vulcanizzazione (più alta densità di reticolazione per NBR vulcanizzata a zolfo all’aumentare del contenuto di ACN, mentre è il contrario per NBR vulcanizzata a perossido); la natura eterogenea della densità di reticolazione varia molto a seconda dei livelli di ACN e, in definitiva, la struttura dell’NBR rimane estremamente eterogenea; la tecnica DQNMR si rivela utile per caratterizzare la densità di reticolazione in mescole NBR con alti livelli di carbon black e plastificante.

Elastomeri E Materie Plastiche Miglioramento Delle Propriet

DI COMPOSITI GOMMA NATURALE/ NANOTUBI DI HALLOYSITE CON INTRODUZIONE DI UNA DUPLICE MODIFICA.

A. Masa, A. Worlee, S. Matchawet, N. Hayeemasae, Department of Rubber Technology and Polymer Science, Faculty of Science and Technology, Prince of Songkla University, Pattani Campus, Pattani (Thailand) - email: nabil.h@psu.ac.th - KGK 1/2023, pag. 54-60

Èormai globale la tendenza a preparare nanocompositi di gomma, ossia miscele composte da una matrice gomma e cariche, di cui almeno una di dimensione nano. Fra queste cariche i nanotubi di halloysite (HNT) sono interessanti e già utilizzati grazie alle loro dimensioni: la loro chimica di superficie è simile a quella del caolino e quindi incompatibile con gomme non polari come la gomma naturale, per cui si è cercato di superare questa limitazione critica in vari modi (con silano, compatibilizzante, modifica del processo etc.). Considerando che l’aggiunta di un compatibilizzante ad un sistema incompatibile influenza fortemente la struttura complessiva dei compositi, si cerca di utilizzare gomme modificate con gruppi funzionali, che aumentano la compatibilità fra gomma non polare e HNT. Allo scopo si può usare anidride maleica (MA) per ottenere il compatibilizzante MNR (gomma naturale maleinizzata con 4 phr di anidride maleica), tuttavia la prestazione del composito ottenuto rimane insoddisfacente, in particolare per il problema dell’adesione interfacciale fra gomma e HNT, perché la piccola area superficiale degli HNT riduce il loro contatto interfacciale con la matrice gomma durante la lavorazione. Sulla scorta dei buoni risultati ottenuti con un trattamento acido degli HNT, questo studio utilizza acido solforico per aumentare l’area superficiale degli HNT e delle matrici gomma, al fine di migliorare le proprietà complessive dei compositi.

I compositi presi in esame sono costituiti da gomma naturale STR 5L e HNT di Imerys, con anidride maleica per ottenere MNR. Prima dell’esposizione dei risultati delle prove vengono spiegati, oltre ai metodi di prova utilizzati, la preparazione di MNR, il trattamento degli

HNT con acido solforico e la preparazione dei compositi, tutti con vulcanizzazione a zolfo, così denominati e costituiti: controllo A - gomma naturale e HNT non trattati; controllo B - gomma naturale, HNT non trattati e MNR; NR90MNR10A2/A4/A6 e A8 con HNT sottoposti a trattamento acido della durata di 2, 4, 6 e 8 ore. I risultati di tutte le prove di caratterizzazione effettuate, peraltro già evidenziati nelle numerose figure e tabelle presenti nel testo, portano alla conclusione che l’aggiunta di MNR e di HNT trattati con acido solforico, migliora chiaramente le proprietà complessive dei compositi gomma naturale/HNT. Il meccanismo di entrambe queste modifiche riduce le interazioni carica-carica, effetto confermato dalle proprietà dinamiche dei compositi, con l’effetto Payne ridotto al 40,8 % dopo il trattamento acido degli HNT, che accelera anche tempi di scottatura e di vulcanizzazione, grazie alle migliori interazioni fra MNR e HNT trattati, che assicurano compatibilità e forza del composito. Anche le interazioni fra gomma naturale e HNT in presenza di MNR potrebbero essere rafforzate dal trattamento acido degli HNT, che riesce a migliorare pure il comportamento di lavorazione, senza bisogno di complicati e costosi agenti silanici di legame.

ELASTOMERI E MATERIE PLASTICHE EFFETTO DELL’ELASTICITÀ DELLA GOMMA SULLA STABILITÀ DI CAMMINATA DEL ROBOT UMANOIDE.

I.A. Alnaser, A. Fouly, H.S. Abdo, Mechanical Engineering Department, College of Engineering King Saud University, Riyadh (Saudi Arabia) - email: ianaser@ksu.edu.sa amohammed7.c@ksu.edu.sa - KGK 1/2023, pag.

68-76

Irobot sono ormai entrati a far parte della vita quotidiana in molti settori di attività industriali (catene di montaggio, assistenza sanitaria etc.) e private (robot aspirapolvere, da cucina etc.) e i più intriganti sono senz’altro i robot umanoidi, che grazie all’intelligenza artificiale conosceranno in futuro sviluppi finora ritenuti fantascienza. Ci sono però alcuni problemi con la loro progettazione, come piattezza e rigidità del loro piede, che può scivolare accidentalmente nell’interazione con il suolo. Ci sono stati finora due approcci per risolvere questa difficoltà: il primo utilizza diverse tecniche di controllo per ottenere un moto rettilineo e mantenere un centro di pressione costante, il secondo usa una complessa topologia di piede, o uno specifico materiale, per aumentare l’attrito fra piede e suolo al fine di diminuire il rischio di scivolamento. L’introduzione dello studio illustra alcune strategie di controllo per entrambi gli approcci, dalle quali si evince che un insufficiente coefficiente di attrito fra piede del robot e suolo provoca lo scivolamento e ciò riveste un ruolo dominante nella stabilizzazione. È questo il motivo per cui il miglioramento dell’efficienza di locomozione dei robot con le gambe, attraverso l’ottimizzazione del materiale del piede, rappresenta un’area crescente di ricerca destinata ad aumentare in futuro. Posto che materiali a base gomma sono i più comunemente usati per massimizzare il coefficiente di attrito in questa applicazione, tuttavia l’elasticità della gomma utilizzata può avere un notevole effetto sulla prestazione tribologica. Considerando l’applicazione e l’effetto del carico sull’attrito tra piede e suolo, il coefficiente statico di attrito sembra essere un miglior indicatore di scivolamento durante la deambulazione. Nella pratica tuttavia è il coefficiente dinamico che può influire sullo scivolamento ed è per questo che lo studio prende in esame gomme sintetiche di diversa elasticità, in diverse condizioni di carico e con materiali del suolo di varia ruvidezza superficiale, misurando il coefficiente di attrito statico in laboratorio e quello dinamico direttamente con il robot umanoide. L’argomento trattato è senza dubbio di nicchia ma davvero interessante per comprendere come funzionano i robot umanoidi nel movimento del camminare, normale per le persone e replicato in una macchina, oltre che per rendersi conto di somiglianze e differenze fra robot ed essere umano nella stessa situazione.

Nello studio vengono usati cinque tipi di gomma, con all’incirca la stessa ruvidezza di superficie e modulo elastico differente, di cui viene misurato il co - efficiente statico di attrito su quattro materiali di pavimentazione (resina epossidica, parquet, ceramica e marmo), Posto che l’attrito fra piede del robot e suolo dipende da elasticità della suola, ruvidezza della superficie del suolo, forza esercitata e interazioni fra di loro, i risultati delle prove mostrano che , quando la rigidità della gomma diminuisce, la capacità della gomma di deformarsi aumenta, facendo aumentare il coefficiente di attrito con un’elevata pressione di contatto su materiali di pavimentazione ad elevata ruvidezza. Per quanto riguarda, infine, il coefficiente di attrito misurato durante il movimento del robot, quello statico risulta più importante di quello dinamico.

MATERIE PRIME E APPLICAZIONI

EFFETTO DI TIPO DI NANOTUBO E DI LIVELLO DI CARICA SULLA RESISTENZA ALL’ABRASIONE DI UNA

MESCOLA BATTISTRADA PNEUMATICO, PARTE 1

P. Pavka, Akron Rubber Development Laboratory, Akron, Ohio (USA) - RUBBERWORLD, gennaio 2023, pag. 27-33

La resistenza all’abrasione degli articoli in gomma è estremamente importante per molte applicazioni, trasmette un senso di qualità, è ecocompatibile e aiuta a ridurre i costi. C’è tuttavia ancora spazio di miglioramento per comprendere come si possano ottimizzare mescola, progettazione e prove di laboratorio per prevedere con maggior precisione l’abrasione reale nell’ambiente di utilizzo. Questo breve articolo cerca di mettere in evidenza come modifiche nella formulazione della mescola influiscano sulla perdita di abrasione e come prove diverse di abrasione possano fornire risultati variabili nella caratterizzazione della stessa mescola. Sono stati fatti molti studi in merito, dai quali si desume che in condizioni blande il meccanismo predominante di perdita dell’abrasione siano i prodotti chimici in natura, mentre in condizioni severe l’abrasione si può meglio prevedere con le proprietà fisiche, come resistenza alla lacerazione, alla rottura e alla propagazione delle crepe. D’altro canto un compoundatore ha moltissime scelte da prendere per la progettazione di una mescola con ottima resistenza all’abrasione: tipo di polimero, di carica e di livello di carica, sistema e condizioni di vulcanizzazione, pacchetto di antiossidanti sono solo alcune delle opzioni da valutare e, benché gli effetti del cambiamento di ciascun ingrediente siano troppo numerosi per poterli elencare, questo articolo cerca di presentarne molti e di stabilire se prove di abrasione diverse sono in grado di distinguere fra sottili e marcate differenze della mescola.

Nel laboratorio Akron Rubber Development sono disponibili parecchie apparecchiature per le prove di abrasione (a tamburo rotante, Taber, NBS, ad angolo e BFGoodrich cut and chip), tutte presentate nell’articolo. Anche se occorre selezionare quale strumento usare, a seconda della geometria del campione, della chimica dell’abrasivo o del carico etc., occorre in ge - nerale fare la scelta in base alla sua capacità di simulare geometria e condizioni del manufatto in esercizio quanto più realisticamente possibile. L’articolo mostra come le modifiche nella chimica della mescola vengano valutate diversamente dai diversi strumenti usati e dalle impostazioni di prova utilizzate per valutare la mescola.

La mescola per le prove è formulata per un battistrada pneumatico su base SBR e BR, con due versioni di controllo senza nanotubi, una per eliminare l’effetto di primo batch e l’altra effettiva per lo studio del battistrada, e quattro versioni con nanotubi funzionalizzati a 2,50 e 5 phr in due mescole e non funzionalizzati nelle altre due con gli stessi livelli di phr. L’esposizione delle prove condotte con tutte le apparecchiature citate, tranne l’abrasimetro NBS, è semplice e chiara, grazie anche ai numerosi grafici e tabelle presenti, ed è senz’altro interessante per rendersi conto della diversa prestazione delle mescole esaminate in rapporto al tipo di abrasimetro utilizzato.

PROVE E MISURAZIONI

MONITORAGGIO AUTOMATICO

DI PROCESSO CON CONTROLLO IQ DELLA FORZA DI CHIUSURA E APPRENDIMENTO DELLA MACCHINA: STAMPAGGIO AD INIEZIONE INTELLIGENTE DELLA GOMMA.

T. Hutterer, R.C. Kershbaumer, Polymer Competence Center Leoben; G.R. Berger-Weber, W. Friesenbichler, Montan University Leoben; A. Klutz, T. Leng, K. Mayr, Engel (Austria)RUBBERWORLD, gennaio 2023, pag. 36-39

La crescente digitalizzazione dello stampaggio a iniezione mette in evidenza nuovi parametri di processo: è per questo che Engel, insieme al Polymer Competence Center e alla Montan University, entrambi situati a Leoben in Austria, sta utilizzando metodi di apprendimento della macchina per esplorare il potenziale di ventilazione dello stampo al fine di garantire la qualità del processo.

Alla luce delle criticità applicative degli articoli tecnici di gomma (guarnizioni, ammortizzatori, connettori etc.) e sotto la spinta di fattori economici e ambientali, i produttori sono costretti a im- piegare ancora più funzioni nei componenti di sistemi, equipaggiamenti e veicoli per una corretta e affidabile operatività con sempre più bassi consumi di risorse. Per aiutare ad assicurare un’alta qualità costante per mezzo della raccolta e dell’interpretazione dei dati di processo, il sistema di assistenza alla ventilazione dello stampo iQ clamp control di Engel fornisce un utile segnale, che consente un’ottimizzazione automatica della forza di chiusura dello stampo, facilitando anche il monitoraggio del processo produttivo e l’ottimizzazione manuale degli attinenti parametri qualitativi. M esso a punto per la lavorazione dei termoplastici, dove è già utilizzato, in questo articolo il sistema iQ clamp control viene valutato per gli elastomeri, con lo scopo di rilevare le deviazioni critiche del processo di stampaggio in tempo reale, usando il segnale di ventilazione dello stampo per individuare le parti del pezzo già fuori tolleranza senza un’ulteriore fase di controllo qualità manuale. I l monitoraggio del processo è realizzato con metodi basati sull’analisi dei componenti principali PCA (Principal Component Analysis), che consistono in metodi di apprendimento della macchina, in grado di utilizzare e definire correlazioni fra diversi segnali, consentendo un sensibile miglioramento della velocità di identificazione degli errori rispetto ai metodi standard e visualizzando le alterazioni di processo associate alla temperatura. L’esposizione del lavoro si articola nelle parti seguenti: configurazione di addestramento per successiva identificazione di errori in linea; le prove vengono effettuate su semplici parti in NBR caricata con carbon black, fornite da SKF Sealing Solutions Austria; determinazione del comportamento dinamico del materiale; l’oggetto dei sistemi di monitoraggio statistico avviene in questa fase di esecuzione del processo, per usare i suoi parametri al fine di rilevare se la qualità del pezzo è nei limiti di tolleranza consentiti; correlazione fra ventilazione dello stampo e pressione nella cavità; per confermare che la ventilazione dello stampo è adatta per riconoscere gli errori, questa correlazione viene dapprima esaminata in prove pratiche; monitoraggio del processo con PCA; questa analisi permette di individuare le fluttuazioni di processo e quindi di qualità. I n generale gli esempi indicano che, nonostante una forte correlazione, nessuno dei segnali di processo valutati è in grado di rappresentare in assoluto il processo di reticolazione. S ulla base del sistema iQ clamp control, è possibile impostare un sistema di monitoraggio multivariato del processo di stampaggio a iniezione della gomma, che identifica immediatamente i cambiamenti nelle condizioni di processo e classifica le parti stampate corrispondenti come non conformi. La sfida in questo processo comprende il fatto che la maggior parte dei segnali di processo disponibili è fortemente correlata con le proprietà di flusso dei materiali, ma solo debolmente alla reattività chimica, il che stabilisce ulteriori limiti al rilevamento di anomalie basato su segnali del processo. Rimane tuttavia un grande potenziale per l’ottimizzazione dei processi in serie della gomma.

MATERIE PRIME E APPLICAZIONI SVILUPPO E VALUTAZIONE DI CUSCINETTI DI GOMMA PER CINGOLI DI VEICOLI MILITARI. L. Dos Santos Freire, PPG, Pittsburgh, Pensylvania (USA), C. Tolliver, U.S. Army Combat Capabilities Development Command (DEVCOM) Ground Vehicle System Center (GVSC) (USA) - RUBBERWORLD, febbraio 2023, pag. 27-30

L’A3 Bradley Fighting Vehicle (BFV) è un veicolo corazzato per fanteria e cavalleria delle forze armate statunitensi, con ottime caratteristiche nel fuoristrada, che monta cuscinetti di gomma sui cingoli per aderenza, smorzamento di rumore e protezione della strada. I cuscinetti sono realizzati con una mescola di gomma rinforzata con carbon black, le cui normali problematiche sono la resistenza all’usura e la rottura a fatica. La vita in esercizio di questi cuscinetti di supporto è di circa 2.400 Km su percorso misto (strada asfalta - ta, sterrato e fuoristrada) e, considerando che riparazioni e sostituzioni sono molto costose, riuscire ad allungarla ridurrebbe sensibilmente i costi di manutenzione e aumenterebbe la disponibilità del veicolo e la sicurezza dei soldati. D urante un funzionamento prolungato, il carico ciclico di compressione del cuscinetto provoca perdita di isteresi, con una successiva perdita di robustezza della gomma, a causa di questo accumulo di calore per isteresi che, insieme ad altro attrito, può superare i 150 °C. Di conseguenza una nuova mescola di gomma conforme ai requisiti, che riduca la perdita isteretica di calore, dovrebbe migliorare la durata della mescola. Questo lavoro verifica una metodologia per progettare una mescola alternativa, che fornisca ai cuscinetti le proprietà desiderate, migliorando la loro durata in condizioni estreme di utilizzo. L a gomma naturale è il polimero tradizionalmente scelto per mescole con alta resistenza a lacerazione, tagli e scheggiature, caricate con carbon black piuttosto che con silice, a causa della incompatibilità fra silice e gomma naturale. PPG ha risolto questo inconveniente con la sua silice ad alta prestazione Agilon, pretrattata con silano, che supera i problemi causati dai contaminanti della gomma naturale (proteine, materiale organico e ioni metallici). I due gradi Agilon 400G-D e 454G-D, che differiscono principalmente per l’area superficiale, 160 m2/g per il primo e 200 per il secondo, vengono usati per produrre alcune mescole secondo un capitolato di guida del Ground Vehicle Systems Center, basato su caratterizzazione di cuscinetti esistenti, da cui sono stati ricavati i campioni per le prove. L e mescole preparate sono cinque per il grado Agilon 454G-D con variazione del livello di silice e acceleranti variati in altrettante combinazioni, con sequenza da alto a basso per la prima e il contrario per i secondi, ed una per il 400G-D con livello basso per silice ed alto per acceleranti. Sulla scorta dei risultati ottenuti, vengono scelte tre mescole per la prova sul veicolo, diverse fra loro per livelli di silice e zolfo e rapporto zolfo/acceleranti, una con la migliore resistenza a lacerazione ma di peggiore isteresi, una con la più alta riduzione di isteresi ed una con miglioramenti bilanciati delle due caratteristiche. I cuscinetti realizzati con le tre mescole succitate vengono messe a confronto con i migliori cuscinetti, già utilizzati dall’esercito, su percorsi che simulano il reale utilizzo del veicolo. A prove ultimate, il risultato è che i cuscinetti realizzati con la prima delle mescole caratterizzate risultano essere i migliori nella prestazione di durata, con valori praticamente identici ai migliori già in utilizzo, ossia con più di 2.300 Km di durata in esercizio. Questo risultato dimostra la validità della silice Argilon 454G-d che, grazie alla sua capacità di conferire alla mescola una buona resistenza a lacerazione con bassi valori di isteresi e di accumulo di calore, assicura un’ottima durata in applicazioni in cui queste caratteristiche sono requisiti critici.

MATERIE PRIME E APPLICAZIONI SIENITE NEFELINA COME VALIDA ALTERNATIVA ALLE CARICHE DI SILICE CRISTALLINA IN ELASTOMERI SILICONICI

S.P. Van Remortel, K.W. King, Covia Holdings, Indipendendence, Ohio (USA)RUBBERWORLD, febbraio 2023, pag. 32-36

La sienite nefelina (NS) è una carica e un additivo impiegata in varie applicazioni di polimeri, adesivi, vernici, inchiostri e colori. Materiale inerte, composto da feldspati, NS non contiene silice cristallina libera (solo combinata con alluminio e sodio/potassio) né quarzo, possiede un alto grado di bianco e ottima trasparenza, è apprezzata soprattutto in forma micronizzata e mostra facilità di dispersione e resistenza all’abrasione e agli agenti atmosferici. L’introduzione dell’articolo parla della composizione di NS, delle sue aree di presenza nel mondo, accennando anche ad alcune applicazioni esistenti e individuando nelle Blue Mountains in Ontario, Canada, la zona di provenienza del materiale utilizzato. Pur senza silice cristallina libera, NS fornisce comunque prestazione di proprietà fi - siche che rispecchiano quella della silice cristallina macinata (GCS) e della silice microcristallina (MCS), comunemente usate in gomma siliconica. Poiché sono di origine naturale, le cariche NS sono meno gravate da requisiti normativi come REACH, OSHA, RoHS e TSCA: quelle micronizzate, discusse nell’articolo, sono generalmente riconosciute da FDA come sicure per contatto indiretto con alimenti in applicazioni fino al 50% in peso. N ei due paragrafi iniziali l’articolo confronta le proprietà fisiche di NS, GCS e MCS, e illustra le applicazioni di NS con la cronologia della sua introduzione in gomma siliconica. C on la considerazione che la prestazione di NS in gomma siliconica è stata discussa per anni, ma che poche sono le pubblicazioni e i dati disponibili in merito, tuttavia recentemente gradi standard di NS 15 e GCS 15 (entrambi di dimensione massima 15 μ) sono stati messi a confronto in lastre di gomma siliconica commerciale di durezza 60 e 70 Shore A, a parità di livello di carica (50 phr). La caratterizzazione delle mescole, condotta su campioni anonimi, dà risultati pressoché analoghi per entrambe le cariche, con differenze minime o accettabili a favore dell’una o dell’altra. D alle prove risulta che NS è una carica particolare, versatile e durevole, le cui proprietà sono utili in una vasta gamma di applicazioni per elastomeri caricati: essa possiede infatti desiderabili vantaggi di igiene industriale rispetto alle convenzionali silici macinate, con proprietà fisiche simili e buona conduttività dielettrica e termica, in grado di soddisfare le future esigenze dei formulatori di gomma siliconica. S ono i vantaggi prestazionali a costituire la novità di SN in elastomeri e sistemi polimerici caricati, che sarà in fase di approfondimento: studi futuri prenderanno in considerazione le proprietà di purezza chimica di NS per l’affidabilità in sistemi a catalisi platinica, mentre dimensioni massime più fini miglioreranno le proprietà fisiche, per ottenere prestazione di abrasione ultra bassa in applicazion i di estrusione e stampaggio a iniezione sensibili all’usura di lavorazione.