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.
![Osservazione e misurazione della gomma con un microscopio digitale](/Images/ss_vhx-casestudy_c_rubber_001_2039681.jpg)
- 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
-
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.
![](/Images/ss_vhx-casestudy_c_rubber_002_2039682.png)
![](/Images/ss_vhx-casestudy_c_rubber_003_2039683.png)
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.
![](/Images/ss_vhx-casestudy_c_rubber_004_2039684.png)
- 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.
![](/Images/ss_vhx-casestudy_c_rubber_005_2039685.jpg)
![](/Images/ss_vhx-casestudy_c_rubber_006_2039686.jpg)
Immagine della modalità Effetto ombra ottico
La modalità Effetto ombra ottico può essere utilizzata per visualizzare le minime irregolarità sulla superficie della gomma nera.
![](/Images/ss_vhx-casestudy_c_rubber_007_2039687.jpg)
![](/Images/ss_vhx-casestudy_c_rubber_008_2039688.jpg)
![](/Images/ss_vhx-casestudy_c_rubber_009_2039689.jpg)
![](/Images/ss_vhx-casestudy_c_rubber_010_2039690.jpg)
Immagine 3D
L'uso dell'imaging 3D consente di visualizzare le irregolarità sulla superficie della gomma bianca.
![](/Images/ss_vhx-casestudy_c_rubber_011_2039691.jpg)
![](/Images/ss_vhx-casestudy_c_rubber_012_2039692.jpg)
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.
![](/Images/ss_vhx-casestudy_c_rubber_013_2039693.jpg)
![](/Images/ss_vhx-casestudy_c_rubber_014_2039694.jpg)
ZS-20, 30×, immagine automatica di misurazione dell'area
La funzione di misurazione automatica dell'area consente di quantificare il deterioramento della gomma.
![](/Images/ss_vhx-casestudy_c_rubber_015_2039695.jpg)
![](/Images/ss_vhx-casestudy_c_rubber_016_2039696.jpg)
Immagine di misurazione automatica dell'area
La funzione di misurazione automatica dell'area consente di quantificare le particelle di gomma.
![](/Images/ss_vhx-casestudy_c_rubber_017_2039697.jpg)
ZS-200, 200×, illuminazione anulare + HDR
La funzione HDR consente l'osservazione dettagliata di sezioni trasversali di gommapiuma.