Quali materiali in gomma possono essere estrusi?

I. Introduzione

La gomma è ovunque, dai pneumatici delle nostre auto alle guarnizioni dei nostri frigoriferi. Ma vi siete mai chiesti come vengono realizzate queste parti flessibili e resistenti? Uno dei metodi di produzione più comuni per modellare la gomma è il stampaggio per estrusione-Un processo in cui le mescole di gomma grezza vengono forzate attraverso uno stampo per creare profili continui come tubi, strisce e guarnizioni.

Prima di entrare nel settore della produzione della gomma, pensavo che tutti i pezzi in gomma fossero stampati in forme statiche. Ma l'estrusione mi ha aperto gli occhi su un processo molto più versatile. Mi permette di creare forme lunghe e complesse in sezione trasversale con una consistenza e una velocità notevoli. Ecco perché la gomma estrusa è così ampiamente utilizzata in settori come quello automobilistico, edile ed elettronico.

In questo articolo, vi illustrerò come quali materiali in gomma sono più adatti allo stampaggio per estrusione-Dalla tradizionale gomma naturale al fluorosilicone ad alte prestazioni. Ognuno ha i suoi punti di forza, le sue sfide e i suoi scenari applicativi ideali.

Esploriamo la gamma di gomme estrudibili e capiamo cosa le rende adatte a questo processo essenziale.

II. Gomma naturale (NR)

1. Caratteristiche del materiale

Quando ho lavorato per la prima volta con la gomma naturale (NR), sono rimasto stupito dal suo eccezionale elasticità e resistenza alla trazione. Derivato dal lattice dell'albero Hevea brasiliensis, il NR è uno dei materiali di gomma più tradizionali ma ancora molto importanti nel settore.

Ciò che contraddistingue la gomma naturale è la sua eccellente resistenza all'acqua, agli acidi leggeri e agli alcalie la sua notevole capacità di ritornare alla forma originale dopo l'allungamento. Queste proprietà lo rendono estremamente prezioso per le applicazioni in cui flessibilità e durata sono fondamentali.

Tuttavia, ho anche imparato che il NR è sensibile all'ozono, ai raggi UV e agli oli a base di petrolio, il che significa che non è la scelta migliore per gli ambienti esterni o ad alto contenuto chimico, a meno che non sia stato formulato in modo specifico.

2. Vantaggi dello stampaggio per estrusione

La gomma naturale si comporta egregiamente nello stampaggio per estrusione. La sua elevata plasticità e comportamento fluido facilitano la lavorazione in un estrusore, soprattutto per la formazione di profili continui.

Uno dei vantaggi che ho riscontrato nella produzione è la sua capacità di mantenere la stabilità dimensionale anche nelle linee di estrusione ad alta velocità. Il materiale si mescola bene con gli additivi e indurisce in modo uniforme durante la vulcanizzazione.

È possibile estrudere facilmente l'NR in guarnizioni, anelli di tenuta, smorzatori di vibrazioni e tubi.-Soprattutto per gli ambienti interni o a bassa esposizione chimica.

"La flessibilità della gomma naturale, sia in termini di materiale che di lavorazione, la rende un punto fermo nelle operazioni di estrusione per applicazioni generiche".

3. Aree di applicazione

In base alla mia esperienza, la gomma naturale estrusa viene comunemente utilizzata in:

• AutomotiveCome le guarnizioni dei pedali, i tamponi del vano motore e i manicotti dei cavi.
• Aerospaziale e aviazione: per l'isolamento dalle vibrazioni nelle strutture delle cabine.
• Produzione di nastri trasportatoriper le rifiniture dei bordi e i battiscopa.
• Apparecchiature industriali generali: per guarnizioni protettive e componenti antiscivolo.

Sebbene siano state introdotte sul mercato nuove gomme sintetiche, ho riscontrato che NR rimane ineguagliato quando sono richieste elasticità e morbidezza a costi contenuti nell'estrusione.

III. Gomma stirene-butadiene (SBR)

1. Caratteristiche del materiale

Quando ho bisogno di una gomma conveniente con buona resistenza all'usura e stabilità all'invecchiamentoSpesso mi rivolgo alla gomma stirene-butadiene (SBR). È una delle gomme sintetiche più diffuse, sviluppata come alternativa alla gomma naturale durante la Seconda Guerra Mondiale. Oggi, continua a servire le industrie che richiedono una produzione in serie senza sacrificare la resistenza meccanica.

SBR offre un'eccellente resistenza all'abrasione, proprietà di invecchiamento termico, e stabilità chimicain particolare contro l'acqua e le sostanze chimiche leggere. Pur mancando della naturale elasticità del NR, compensa con una maggiore stabilità alle sollecitazioni meccaniche e ai cambiamenti di temperatura.

Tuttavia, in base alla mia esperienza personale, l'SBR non si comporta bene in ambienti esposti a oli pesanti o a calore estremo, a meno che non sia composto in modo speciale.

2. Vantaggi dello stampaggio per estrusione

Uno dei motivi per cui preferisco l'SBR nell'estrusione è il suo comportamento di elaborazione coerente. Si estrude senza problemi in profili complessi e si gestisce bene durante la produzione continua. Il suo stabilità termica e meccanica ci permette di mantenere forma e tolleranze anche a velocità di produzione elevate.

La finitura superficiale degli estrusi SBR è spesso molto pulita e uniforme.che lo rende ideale per applicazioni a vista o con profili di precisione.

Grazie alla sua integrità strutturale, l'SBR è particolarmente adatto per guarnizioni, tubi flessibili, coperture protettive e paraurti quando la durata supera l'esigenza di un'estrema flessibilità.

"Per le applicazioni che richiedono una maggiore tenacità rispetto alla morbidezza, l'SBR mi offre un equilibrio ideale tra prestazioni e prezzo".

3. Aree di applicazione

I prodotti di estrusione SBR sono frequentemente utilizzati in:

• Parti automobilistichecome le guarnizioni delle porte, i tappetini, i componenti dei freni.
• Tubi flessibili industrialiper il trasporto di aria e acqua.
• Sistemi di trasportocome coperture, raschietti o guide.
• Calzature e pavimenti: per superfici antisdrucciolo e di assorbimento degli urti.

Nei miei progetti, ho riscontrato che l'SBR è il materiale da utilizzare quando i clienti vogliono durata e convenienza in un unico compound adatto all'estrusione.

IV. Gomma neoprene (CR)

1. Caratteristiche del materiale

Il neoprene, noto anche come gomma cloroprene (CR), è uno dei miei materiali preferiti. Raggiunge un raro equilibrio tra resistenza meccanica, resistenza chimica e durata nell'ambiente.. Che si tratti di olio, ozono, raggi UV o calore moderato, il neoprene è in grado di resistere.

Uno degli aspetti principali che apprezzo del Neoprene è la sua Ritardo di fiamma naturale e eccellente resistenza agli agenti atmosferici. Inoltre, resiste alla degradazione dei refrigeranti, di molte sostanze chimiche e persino di acidi e basi deboli. Questo lo rende adatto sia all'uso interno che esterno, soprattutto in zone a temperatura variabile.

Sebbene non offra la stessa morbidezza o elasticità della gomma naturale, il neoprene stabilità in condizioni di stress e di esposizione ambientale lo rende un materiale altamente affidabile.

2. Vantaggi dello stampaggio per estrusione

Nell'estrusione, il neoprene offre eccellente mantenimento della forma e flessibilitàsoprattutto per i profili esposti all'esterno. Il suo caratteristiche di flusso bilanciato garantiscono un passaggio agevole attraverso lo stampo, mentre il suo durezza post-curing aiuta a mantenere forme precise senza collassare.

Ho utilizzato il neoprene per produrre lunghi profili di estrusione che devono essere resistono all'esposizione ai raggi UV, agli agenti atmosferici e a un moderato contatto con gli oli.-Spesso con un degrado minimo del materiale nel corso degli anni.

Le estrusioni in neoprene più comuni includono guarnizioni per l'aria condizionata, guaine per i cavi e tubi protettivi.

"Il neoprene è come il coltellino svizzero delle gomme: adattabile, resistente alle intemperie e perfetto per l'estrusione, quando la versatilità è fondamentale".

3. Aree di applicazione

Il neoprene è ampiamente utilizzato in tutto il mondo:

• Automotive: per i raccordi delle candele, i gommini del vano motore e i manicotti del tubo del carburante.
• Costruzione: per guarnizioni di finestre e porte, riempimento di giunti di dilatazione.
• Attrezzature industriali: in cinghie, tubi e cuscinetti antivibranti.
• Attrezzature per la nautica e l'outdoorCome guarnizioni impermeabili, strisce galleggianti e isolanti termici.

Se state cercando una gomma resistente e multiuso che non si screpola sotto il sole e non si scioglie con l'olioIl neoprene merita un posto di primo piano nella vostra linea di estrusione.

V. Gomma nitrile (NBR)

1. Caratteristiche del materiale

Quando si tratta di applicazioni che richiedono resistenza all'olio e al carburanteMa prima di tutto considero sempre la gomma nitrilica (NBR). Questa gomma sintetica è un copolimero di acrilonitrile e butadiene e si distingue per le sue caratteristiche di eccezionale resistenza agli oli a base di petrolio, ai carburanti e a molti prodotti chimici.

Il contenuto di acrilonitrile può essere regolato per regolare con precisione le prestazioni. Livelli più alti di acrilonitrile migliorano la resistenza all'olio, mentre livelli più bassi migliorano la flessibilità e la resistenza al freddo. Da quanto ho visto nelle applicazioni industriali, questa adattabilità è un grande vantaggio.

NBR offre anche buona resistenza all'abrasione, discreta resistenza al calore, e prestazioni di invecchiamento moderate-Anche se non è il massimo in caso di esposizione all'ozono o agli agenti atmosferici senza additivi.

2. Vantaggi dello stampaggio per estrusione

L'NBR è una delle gomme estruse più diffuse per uso industriale. Il suo comportamento di estrusione stabile lo rende adatto ad applicazioni di alta precisione come le guarnizioni dei tubi del carburante e i tubi resistenti all'olio.

Durante l'estrusione, ho riscontrato che l'NBR mantiene densità costante e controllo dimensionale, consentendo la produzione di componenti a tolleranza ristretta che sono mission-critical nei sistemi esposti al petrolio o alle sostanze chimiche.

È particolarmente efficace se utilizzato in O-ring, tubi e gommini per gli ambienti del motore o sistemi di manipolazione dell'olio.

"Se c'è un contatto con l'olio, non corro rischi: il BR è il mio materiale preferito per l'estrusione".

3. Aree di applicazione

Ecco le aree tipiche in cui ho utilizzato parti in NBR estruso:

• Industria automobilisticaO-ring dell'impianto di alimentazione, guarnizioni del motore e guarnizioni sotto il cofano.
• Lavorazione chimica e petrolchimica: per i tubi di trasferimento dei fluidi e le guarnizioni delle valvole.
• Attrezzature per petrolio e gascompresi i tubi per l'erogazione del carburante e i manicotti per le tubazioni.
• Macchinari generici: per guarnizioni idrauliche, pattini di usura e profili anti-perdita.

L'NBR è indispensabile in qualsiasi progetto di estrusione dove compatibilità chimica e resistenza agli oli non sono negoziabili.

VI. Gomma butile (IIR)

1. Caratteristiche del materiale

Tra tutti i materiali in gomma con cui ho lavorato, la gomma butilica (IIR) si distingue per una caratteristica fondamentale: impermeabilità al gas. Ha il minima permeabilità ai gas e all'umidità di qualsiasi altro elastomero comunemente utilizzato, grazie alla sua struttura molecolare ben compatta. Questo lo rende una scelta eccellente per le applicazioni che richiedono l'ermeticità.

Il butile offre anche una forte resistenza al calore, all'ozono, agli agenti atmosferici e all'invecchiamento-Soprattutto nelle applicazioni di tenuta statica. Gestisce bene un'esposizione chimica moderata e fornisce assorbimento degli urti e isolamento elettrico proprietà.

Tuttavia, non funziona bene con oli o solventi a base di petrolio. Ma quando si tratta di sigillare l'aria o di mantenere la pressione, è una delle migliori scelte che ho a portata di mano.

2. Vantaggi dello stampaggio per estrusione

Dal punto di vista dell'estrusione, la gomma butilica ha una profilo di flusso regolare e crea prodotti densi e uniformi. Il vantaggio principale è il suo capacità di produrre guarnizioni e tubi che mantengono la pressione e impediscono la fuoriuscita di aria o vapore nel tempo.

In produzione, ho utilizzato con successo la gomma butilica per guarnizioni dell'impianto di alimentazione, molle d'aria e componenti di smorzamento del rumore. Si comporta bene sia in forma solida che in spugna durante l'estrusione, rendendolo un materiale versatile per applicazioni specializzate.

"Se il vostro progetto di estrusione richiede l'ermeticità, la gomma butilica è quella che volete nella vostra gamma".

3. Aree di applicazione

In genere applico la gomma butilica nei seguenti campi:

• AutomotivePer camere d'aria, soffietti per molle ad aria e tubi per il vuoto.
• Aerospazialedove la ritenzione di pressione e l'isolamento sono fondamentali.
• Costruzione: in guarnizioni antivibranti e barriere acustiche.
• Sistemi di alimentazionecome i tubi di ritorno dei vapori e le guarnizioni del bocchettone di riempimento.

Con il suo bassa permeabilità e durata ambientaleLa gomma butilica è essenziale per i progetti di estrusione che fanno affidamento su prestazioni di tenuta e contenimento a lungo termine.

VII. Fluoroelastomero (FKM)

1. Caratteristiche del materiale

Quando mi imbatto in ambienti estremi - che si tratti di calore elevato, prodotti chimici corrosivi o carburanti aggressivi - mi trovo di fronte a una situazione di emergenza.fluoroelastomero (FKM) è la mia prima scelta. Conosciuto soprattutto con marchi come Viton®, l'FKM è stato progettato per massima resistenza agli agenti chimici, agli oli e alle temperature elevate.

Ciò che rende unico l'FKM è la sua capacità di resistono a temperature di servizio continue fino a 200°C (392°F) e anche per esposizioni di breve durata. Inoltre, resiste acidi, carburanti, solventi, ozono e agenti atmosferici.Il tutto mantenendo l'elasticità e l'integrità meccanica.

Non è un materiale a basso costo, ma nelle applicazioni critiche in cui il guasto non è un'opzione, trovo che l'investimento in FKM sia ripagato in termini di longevità e prestazioni.

2. Vantaggi dello stampaggio per estrusione

Nonostante sia denso e relativamente rigido rispetto ad altre gomme, l'FKM può essere ancora estruso con precisione in profili complessi con tolleranze ristrette. Mi affido spesso a questo prodotto per i pezzi che devono resistere a ambienti chimici difficili o vani motore estremi.

Il suo stabilità termica durante il processo di estrusione e vulcanizzazione è eccellente, e le sue proprietà finali di polimerizzazione offrono una tenuta eccellente e durata a lungo termineanche in caso di esposizione a fluidi aggressivi o di compressione costante.

Esempi di parti estruse in FKM sono i tubi per il trasferimento di sostanze chimiche, le guarnizioni per i vapori di carburante e le guarnizioni per alte temperature..

"Quando i clienti mi chiedono una gomma che 'può sopravvivere a tutto', la mia risposta è semplice: FKM".

3. Aree di applicazione

In genere raccomando i componenti in FKM estruso per:

• AerospazialeTubi dell'impianto di alimentazione, guarnizioni del firewall e guarnizioni del motore.
• Petrolio e gas: sistemi di trasferimento e contenimento di sostanze chimiche ad alta pressione.
• Automotiveguarnizioni del turbocompressore, guarnizioni del tubo del carburante e tubi sotto il cofano.
• Trattamento chimico: rivestimenti resistenti, guarnizioni per valvole e tubi per sostanze aggressive.

Con il suo resistenza di alto livello al calore, all'olio e ai prodotti chimiciFKM è ideale per parti di estrusione mission-critical negli ambienti di lavoro più difficili.

VIII. Gomma siliconica

1. Caratteristiche del materiale

La gomma siliconica è uno dei materiali più versatili con cui lavoro, in particolare quando stabilità termica, flessibilità e conformità alla sicurezza sono fondamentali. Può operare in un ambiente ampio intervallo di temperatura da -60°C a +230°Ce alcune qualità vanno addirittura oltre. Ciò che mi impressiona di più è il modo in cui il silicone mantiene la sua morbidezza, elasticità e resilienza in tutta la gamma.

Vanta inoltre un'eccellente Resistenza ai raggi UV, all'ozono e isolamento elettricoche lo rende ideale per l'uso sia in interni che in esterni. E poiché è inodore, insapore e biocompatibile, è spesso usato in dispositivi medici, prodotti per l'infanzia e applicazioni alimentari.

A differenza di altri elastomeri, il silicone è inerte e ipoallergenico, ed è per questo che è anche la scelta preferita in ambienti sanitari e camere bianche.

2. Vantaggi dello stampaggio per estrusione

Il silicone si estrude magnificamente. Scorre dolcemente e si adatta bene a un'ampia varietà di disegni trasversali-Da tubi sottilissimi a intricate guarnizioni per finestre. Grazie alla sua stabilità post-cura e resistenza alla compressione, produce costantemente profili di alta precisione con eccellente finitura superficiale.

Ho utilizzato l'estrusione di silicone per qualsiasi cosa, da tubi medicali e linee di pompe peristaltiche, guarnizioni di forni e guarnizioni elettriche. Può anche essere facilmente pigmentato, coestruso con reti o rinforzato per una maggiore resistenza.

"La flessibilità del silicone, sia in termini di temperatura che di design, lo rende il materiale più 'facile da progettare' con cui abbia mai lavorato nell'estrusione".

3. Aree di applicazione

La gomma siliconica estrusa è ampiamente utilizzata in:

• Medico e sanitariotubi di alimentazione, guarnizioni per respiratori e strisce per la cura delle ferite.
• Lavorazione degli alimenti: Tubi di qualità FDA, guarnizioni delle porte dei forni e distributori di bevande.
• Automotive: guarnizioni sotto il cofano, protezione dei cablaggi e connettori di aspirazione del turbo.
• Elettronica: guaine isolanti, coperture per strisce LED e guarnizioni di schermatura EMI.

Secondo la mia esperienza, il silicone è il materiale di estrusione ideale quando sicurezza, prestazioni e finitura estetica sono importanti-Soprattutto nei settori regolamentati o sensibili.

IX. Gomma EPDM (etilene propilene diene monomero)

1. Caratteristiche del materiale

Se mi chiedete a quale gomma mi affido maggiormente per applicazioni di sigillatura per esterniLa mia risposta è sempre l'EPDM. Questa gomma sintetica ha una struttura molecolare unica che le conferisce un'elevata resistenza. eccellente resistenza all'ozono, ai raggi UV, agli agenti atmosferici e all'invecchiamento-di gran lunga superiore a quella di molti altri elastomeri.

L'EPDM resiste anche acqua, vapore e una varietà di sostanze chimichemantenendo proprietà meccaniche stabili in un ampio intervallo di temperature (da -40°C a +120°C). Non si crepa, non si restringe e non perde facilmente elasticità, anche se esposto per anni a climi rigidi.

Un altro vantaggio è il suo natura non conduttivaideale per isolamento elettrico e sistemi di tenuta ad alta efficienza energetica.

2. Vantaggi dello stampaggio per estrusione

Nell'estrusione, l'EPDM è un cavallo di battaglia. Il suo elasticità e comportamento di polimerizzazione equilibrati lo rendono perfetto per la produzione di profili morbidi o solidi, a seconda della formulazione. Offre eccellente mantenimento della forma, flessibilità e lunga durata di vitasoprattutto in ambienti esposti alle intemperie.

Ho trovato l'EPDM particolarmente facile da lavorare in profili complessi o vuoti come Guarnizioni per lampadine, bordi, tubi e guarnizioni perimetrali. La finitura superficiale è tipicamente liscia e uniforme e il materiale si lega bene a metalli e plastiche se è necessario ricorrere ad adesivi o alla co-estrusione.

"Per qualsiasi tenuta all'aperto o di lunga durata, l'EPDM garantisce la durata senza compromettere l'efficienza dell'estrusione".

3. Aree di applicazione

Ecco dove di solito applico l'EPDM estruso:

• Automotiveguarnizioni delle porte, guarnizioni del bagagliaio e guarnizioni del parabrezza.
• CostruzioneProfili per vetri di finestre, guarnizioni per facciate continue, giunti di dilatazione per coperture.
• Elettrico: guaine per cavi, guarnizioni per pannelli solari, guarnizioni per quadri elettrici.
• HVAC e impianti idraulici: coperture isolanti per tubi, guaine per tubi di scarico, guarnizioni per il trattamento dell'aria.

L'EPDM è il campione indiscusso di materiali in gomma resistenti agli agenti atmosferici per l'estrusione.combinando resilienza, economicità e facilità di elaborazione come nessun altro.

X. Conclusione

Dopo aver lavorato con un'ampia varietà di materiali in gomma in progetti di estrusione nel corso degli anni, una cosa mi è diventata chiara: La selezione del materiale definisce le prestazioni.

Ogni tipo di gomma apporta i propri punti di forza al processo di estrusione:

• Gomma naturale (NR): grande elasticità e flessibilità per guarnizioni di uso generale.
• Gomma stirene-butadiene (SBR): conveniente e resistente per le applicazioni ad alta usura.
• Neoprene (CR): resistente agli agenti atmosferici e agli olii per uso esterno e industriale.
• Gomma nitrile (NBR): imbattibile in ambienti esposti a carburante e olio.
• Gomma butile (IIR)Ideale quando l'ermeticità e la bassa permeabilità sono fondamentali.
• Fluoroelastomero (FKM): estrema durata nelle condizioni chimiche e termiche più difficili.
• Gomma siliconica: leader per temperatura e biocompatibilità nel settore medico, alimentare ed elettronico.
• EPDM: il re della sigillatura per tutte le stagioni nei settori automobilistico ed edile.

La scelta della gomma giusta per l'estrusione non è solo una decisione tecnica, ma strategica. La scelta sbagliata può significare un fallimento prematuro, mentre quella giusta porta a risparmi sui costi, a cicli di vita più lunghi e a una maggiore soddisfazione dei clienti.

Con la continua evoluzione della tecnologia di estrusione - con progressi come la coestrusione multimateriale, le tolleranze più strette e le velocità di linea più elevate - la tecnologia di estrusione è in continua evoluzione.l'importanza di abbinare il materiale in gomma all'ambiente di utilizzo finale non potrà che crescere.

"L'estrusione è molto più che modellare la gomma: si tratta di progettare soluzioni che durino nel tempo".

Se state pianificando il vostro prossimo progetto di estrusione e non sapete quale materiale scegliere, vi consiglio sempre di partire dai requisiti di prestazione. Quindi, abbinateli al composto giusto.

Riferimenti:

1. Processo di estrusione della gomma
2. Proprietà e usi della gomma EPDM
3. Caratteristiche del materiale Fluoroelastomero (FKM)