Osservazione e misurazione della gomma con un microscopio digitale
La gomma è un composto polimerico elastico utilizzato in vari settori, tra cui quello dei pneumatici, dei tubi e delle cinghie. Questa sezione introduce esempi di osservazione e misurazione della gomma utilizzando un microscopio digitale.
- Differenze tra gomme naturali e sintetiche
- Caratteristiche delle gomme naturali e sintetiche
- Tipi, caratteristiche e applicazioni delle tipiche gomme sintetiche
- Categorie di gomma basate sulla forma
- Durezza della gomma
- Esempi di osservazione e misurazione della gomma con il microscopio digitale
Differenze tra gomme naturali e sintetiche
- Gomma naturale
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I prodotti in gomma ottenuti dalla vulcanizzazione* della gomma grezza - linfa essiccata dell'albero della gomma (lattice) - sono classificati come gomma naturale.
- * Vulcanizzazione:
- Lo zolfo viene aggiunto alla gomma grezza e riscaldato per creare un legame intermolecolare che migliora l'elasticità e la resistenza della gomma. Da quando è stata scoperta accidentalmente nel 1839 dallo statunitense Charles Goodyear, la gomma è diventata un materiale industrializzato.
- Gomma sintetica
- “Gomma sintetica” è un termine generico per indicare la gomma sintetizzata chimicamente a partire dal petrolio. Esistono più di 100 tipi di gomma sintetica prodotti con diverse materie prime. Sviluppata durante la Seconda Guerra Mondiale, la gomma sintetica è un prodotto relativamente nuovo. Dal momento che la gomma naturale, prodotta principalmente nel sud-est asiatico, era difficile da ottenere negli Stati Uniti e in Germania, entrambi i Paesi iniziarono a produrre gomma sintetica a livello nazionale. Da allora il suo utilizzo si è diffuso.
Caratteristiche delle gomme naturali e sintetiche
La gomma naturale rappresenta circa il 40% dell'utilizzo globale, mentre la gomma sintetica rappresenta il restante 60%. Ognuna di esse viene utilizzata di conseguenza, a seconda dell'applicazione.
Gomma naturale
- Vantaggi
- L'elevata elasticità e resistenza alla lacerazione della gomma naturale ne fanno una scelta comune per i pneumatici di grandi dimensioni per autocarri e autobus e per varie altre applicazioni industriali.
- Svantaggi
- La gomma naturale ha una bassa resistenza agli agenti atmosferici, al calore e all'olio, quindi è vulnerabile alla luce, al calore, alla pioggia e ad altri ambienti.
Gomma sintetica
- Vantaggi
- Rispetto alla gomma naturale, la gomma sintetica presenta meno impurità e offre una maggiore stabilità delle prestazioni. Modificando la composizione delle materie prime è possibile produrre gomma con diverse proprietà, tra cui un'elevata resistenza al calore, agli agenti chimici o all'abrasione.
- Svantaggi
- La gomma sintetica presenta un'elasticità e una resistenza alla lacerazione inferiori a quelle della gomma naturale.
Tipi, caratteristiche e applicazioni delle tipiche gomme sintetiche
La gomma sintetica può essere generalmente classificata come gomma per uso generale o gomma speciale. I nomi, le caratteristiche e le applicazioni tipiche sono le seguenti.
Gomma per uso generale
- Gomma isoprene (IR)
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Con proprietà quasi identiche a quelle della gomma naturale, la gomma isoprene ha un buon colore e un basso odore, e non richiede alcuna ritenzione di calore anche a basse temperature. Tuttavia, la gomma naturale offre una migliore resistenza agli agenti atmosferici e al calore.
- Applicazioni:
- Comunemente utilizzata per pneumatici di automobili e aerei, nastri trasportatori e racchette da tennis da tavolo con aggiunta di colore.
- Gomma stirene-butadiene (SBR)
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La gomma stirene-butadiene è la gomma per uso generale più prodotta e offre una migliore resistenza all'abrasione e all'invecchiamento rispetto alla gomma naturale. A causa della scarsa resistenza all'olio, tuttavia, non è adatta per O-ring e guarnizioni.
- Applicazioni:
- Comunemente utilizzata per pneumatici di automobili, suole di scarpe e piastrelle per pavimenti.
- Gomma butadiene (BR)
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La gomma butadiene è il secondo tipo di gomma più prodotto dopo la gomma stirene-butadiene. Offre una migliore elasticità e resistenza all'abrasione rispetto alla gomma naturale. A causa della scarsa resistenza all'olio, tuttavia, non è adatta per O-ring e guarnizioni.
- Applicazioni:
- Comunemente utilizzata per i pneumatici delle automobili, le cinghie di gomma e i tubi flessibili. È anche la principale materia prima della plastica ABS (acrilonitrile butadiene stirene).
Gomma speciale
- Gomma nitrile (NBR)
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La gomma nitrilica è altamente resistente all'olio, all'abrasione e all'invecchiamento ed è ampiamente utilizzata per la gomma resistente all'olio.
- Applicazioni:
- Comunemente utilizzata per O-ring, guarnizioni e tenute.
- Gomma cloroprene (CR)
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La gomma cloroprene offre un'eccellente resistenza al calore, agli agenti atmosferici, all'ozono e alle fiamme.
- Applicazioni:
- Comunemente utilizzata come materiale di rivestimento per cinghie, tubi, fili e cavi dell'automobile, viene impiegata anche in adesivi e vernici grazie alle sue elevate prestazioni di adesione.
- Gomma butilica (IIR)
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La gomma butilica offre un'elevata resistenza al calore, alle vibrazioni e agli agenti chimici, oltre a eccellenti proprietà di isolamento elettrico.
- Applicazioni:
- Viene comunemente utilizzata per le camere d'aria degli pneumatici, grazie alla bassa permeabilità ai gas della gomma, come materiale fonoassorbente per le apparecchiature audio e come materiale di rivestimento per i cavi elettrici.
- Gomma etilene-propilene (EPM/EPDM)
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La gomma etilene-propilene offre un'elevata resistenza all'invecchiamento, agli agenti atmosferici, all'ozono e al deterioramento se utilizzata all'esterno. Tuttavia, la resistenza all'olio è molto bassa.
- Applicazioni:
- Comunemente utilizzata per parti di automobili (tubi del radiatore, cinghie, ecc.), rivestimento di fili elettrici e materiali da costruzione.
- Gomma acrilica (ACM)
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Oltre a un'eccellente resistenza al calore, agli agenti atmosferici e all'ozono, la gomma acrilica offre anche un'elevata resistenza agli oli alle alte temperature. La resistenza al freddo e agli agenti chimici, tuttavia, è bassa.
- Applicazioni:
- Comunemente utilizzata per i tubi dell'olio, le guarnizioni e le tenute delle automobili.
- Gomma siliconica (Q)
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Nonostante la bassa resistenza meccanica e alla trazione, la gomma siliconica offre un'altissima resistenza al freddo e al calore, agli agenti atmosferici e all'ozono, oltre a elevate proprietà di isolamento elettrico.
- Applicazioni:
- Comunemente utilizzata per imballaggi/contenitori di alimenti e prodotti medicali, grazie alla sua innocuità per l'organismo e all'elevata resistenza al calore.
- Gomma fluorurata (FKM)
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La gomma fluorurata è estremamente resistente al calore e agli agenti chimici, ma ha un costo elevato.
- Applicazioni:
- Comunemente utilizzata per le attrezzature e i componenti delle apparecchiature alimentari e farmaceutiche.
- Gomma uretanica (U)
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La gomma uretanica offre un'eccellente resistenza alla trazione e al carico, oltre a un'elevata resistenza all'olio e all'abrasione. Tuttavia, la resistenza al calore e all'acqua è bassa.
- Applicazioni:
- Comunemente utilizzata per componenti che supportano oggetti pesanti, tra cui pneumatici, suole di scarpe e rulli.
Categorie di gomma basate sulla forma
- Fogli
- La gomma può essere trasformata in fogli.
Questa forma viene poi utilizzata per la lavorazione di guarnizioni, imballaggi e sigilli. - Schiuma
- La gomma può essere miscelata con un agente schiumogeno per essere trasformata in una struttura porosa (spugna).
Esistono due tipi principali di schiume.
Durezza della gomma
Per indicare la durezza della gomma si utilizza una scala da 0 a 100, dove 0 è il più morbido e 100 il più duro.
- a: Marshmallow
- b. Caramelle gommose
- c: Pneumatico
- d: Palla da baseball
- e: Pallina da golf
Esempi di osservazione e misurazione della gomma con il microscopio digitale
Di seguito vengono presentati recenti esempi di osservazione e misurazione della gomma con il microscopio digitale 4K della Serie VHX di KEYENCE.
Immagine della modalità Effetto ombra ottico
La modalità Effetto ombra ottico può essere utilizzata per visualizzare le minime irregolarità sulla superficie della gomma nera.
Immagine 3D
L'uso dell'imaging 3D consente di visualizzare le irregolarità sulla superficie della gomma bianca.
Immagine della mappa a colori in modalità Effetto ombra ottico
Le immagini della mappa a colori consentono di visualizzare le condizioni di usura del nastro.
ZS-20, 30×, immagine automatica di misurazione dell'area
La funzione di misurazione automatica dell'area consente di quantificare il deterioramento della gomma.
Immagine di misurazione automatica dell'area
La funzione di misurazione automatica dell'area consente di quantificare le particelle di gomma.
ZS-200, 200×, illuminazione anulare + HDR
La funzione HDR consente l'osservazione dettagliata di sezioni trasversali di gommapiuma.
