Carta e cartone
7.1. Che cos è la gomma
7.1.1. Breve storia della gomma
Il caucciù o India rubber era conosciuta in Europa dalla scoperta dell America meridionale; il primo europeo che fa riferimento a questo materiale è Pietro Martire d Angheira (1457-1526) nel suo De Orbe Nuovo pubblicato in latino nel 1513. Egli descrive un gioco azteco nel quale una palla fatta con la corteccia di una pianta particolare veniva fatta cadere a terra e rimbalzava incredibilmente.
Più tardi anche Antonio de Herrera storico alla corte di Filippo II di Spagna (1556-98) racconta di come Colombo, durante il suo secondo viaggio nel Nuovo Mondo, vide gli indigeni di Haiti utilizzare una palla di gomma ricavata da un albero.
Ma le popolazioni sudamericane utilizzavano la gomma anche per altri scopi: riuscivano a costruire rudimentali calzature e bottiglie semplicemente rivestendo di caucciù uno stampo di argilla e lasciandolo quindi asciugare.
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Gomma nitrile: butadiene - acrilonitrile.
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Figura 110 - Indigeno dell'America Latina che lavora artigianalmente la gomma naturale.
Nel XVIII secolo ormai le proprietà di questo materiale erano conosciute in tutta Europa ma fu nel XIX secolo che si fece un grande passo in avanti nella manipolazione della gomma: Charles Macintosh (1766-1843) scoprì che la nafta26 poteva sciogliere la gomma e il
liquido così ottenuto poteva essere usato per impermeabilizzare gli abiti (che in Inghilterra sono ancora chiamati mackintoshes).
Nel 1839 Charles Goodyear scoprì che la gomma si poteva combinare in maniera irreversibile con lo zolfo con un processo che venne chiamato vulcanizzazione; grazie a questo si rese possibile la realizzazione di prodotti del tutto nuovi.
Nonostante la tecnologia dei macchinari sia in continua evoluzione, le varie fasi del processo di produzione sono rimaste pressoché invariate fino ad oggi.
Fu nei primi anni del novecento che ci furono i più grandi cambiamenti dovuti alla scoperta della gomma sintetica chiamata Buna e in seguito synthetic butadine rubber (SBR).
Nonostante la grande diffusione di questo materiale, esso ha subito spesso grandi fluttuazioni di prezzo per quanto riguarda sia le materie prime sia i prodotti finiti.
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Dal 1920 poi, il suo mercato è stato sempre più legato a quello dell industria delle automobile, la maggior consumatrice di gomma.
Attualmente la gomma di origine naturale si produce solo in paesi quali: Indonesia, Malesia, Brasile, Tailandia e qualche nazione dell Africa come Nigeria e Costa D avorio.
7.2. Proprietà
Le principali proprietà della gomma dipendono dalla sua struttura chimica e quindi dalla sua composizione. Essa è sensibile alla temperatura, o meglio si indurisce se raffreddata (1 ÷ 10°C) e diventa
più morbida quando riscaldata; se la temperatura supera
considerevolmente i 50°C assume una consistenza appiccicosa fino alla completa liquefazione a 190 ÷ 200°C.
Caratteristiche Gomma naturale
SBR Butile Nitrile
Formazione di gocce in seguito ad una esposizione alla fiamma
Rottura in seguito ad una esposizione alla fiamma
Superficie di combustione appiccicosa
Superficie di combustione asciutta
Fiamma ardente
Fiamma bassa
Debole produzione di fuliggine
Forte produzione di fuliggine
Tabella 6 - Caratteristiche dei diversi tipi di gomma.
La gomma naturale ha buone proprietà meccaniche: buona resistenza a trazione, elasticità e resilienza, e buona resistenza alla rottura, alla flessione e all abrasione.
Si può quindi dire che la gomma è un eccellente materiale dalle proprietà meccaniche molto versatili: se sottoposta a trazione, ad esempio, può raggiungere una lunghezza pari a diverse volte
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l estensione originale; una volta rimossa la forza applicata poi, ritorna alla configurazione iniziale, senza che si abbia alcuna deformazione residua.
Oggi con il termine gomma si indicano sia i materiali sottoposti al processo di vulcanizzazione, sia i prodotti a cui questo trattamento non è stato effettuato.
Per quanto riguarda i limiti, essa è sottoposta ad un azione rigonfiante se viene a contatto con certi fluidi quali: solventi alifatici ed aromatici, petrolio ed olio lubrificante. Non è molto resistente all ossidazione e può essere soggetta a piccole fratture, causate dalla presenza di ozono nell aria anche in piccola quantità (una parte su cento milioni), se non viene debitamente trattata per resistere a questo fenomeno. Le sue performance, inoltre, calano notevolmente alle alte temperature.
Nella seguente tabella si riportano le caratteristiche principali della gomma naturale:
Proprietà della gomma naturale:
resistenza a trazione 250 ÷ 350 kg / cm2 modulo di elasticità (al 300% di allungamento) 10 ÷ 30 kg / cm2 impermebilità All acqua e al gas
Tabella 7 - Proprietà della gomma naturale (NR).
Dalle caratteristiche appena elencate è possibile capire come essa sia dotata della capacità di immagazzinare un enorme quantità di energia meccanica che può essere in qualsiasi momento rilasciata.
Uno dei suoi impieghi comuni è quello di isolante termico, inoltre il suo coefficiente di espansione termica è molto inferiore a quello dei metalli: fino a 20 volte in meno rispetto all acciaio.
Anche dal punto di vista elettrico è un buon isolante tanto che è diventato un materiale fondamentale nella costruzione di cavi e materiale elettrico in generale. È vero però che aggiungendo certi tipi di nerofumo finemente ridotto, può assumere caratteristiche tali da dissipare le cariche elettriche e comportarsi quindi come un materiale conduttore.
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Il coefficiente di attrito assume valori molto elevati, per questo presenta capacità di aderenza uniche (gripping properties); inoltre tale proprietà si riduce molto ponendola a contatto con acqua, che assume la funzione di lubrificante.
Per quanto riguarda il processo di invecchiamento del materiale, esso si manifesta con una riduzione delle capacità meccaniche, fra le quali resistenza ed deformabilità.