NR – Gomma naturale IR – Polyisoprene
Proprietà
La gomma Hevea (NR) è l’unica gomma non sintetica ed è in uso commerciale dall’inizio del XX secolo. Si tratta di un elastomero naturale estratto dalla linfa dell’albero Hevea Brasiliensis coltivato nelle piantagioni. È completamente biodegradabile e consiste principalmente di cis-1,4-poliisoprene:
L’equivalente sintetico è il poliisoprene (IR) che può essere prodotto dalla polimerizzazione di 2-metil-1,3-butadiene con catalizzatore Ziegler-Natta. Sia le gomme NR che IR sono spesso mescolate con altri ingredienti come oli, riempitivi, agenti reticolanti e antiossidanti, il che permette una variazione versatile delle proprietà dell’elastomero.
Il poliisoprene naturale e sintetico sono elastomeri poco costosi con una buona resistenza alla fatica e sono, quindi, una scelta eccellente per applicazioni dinamiche a temperature basse e ambiente. La resistenza alla trazione, l’allungamento e la resistenza all’abrasione della gomma naturale sono eccellenti nella sua gamma di temperature di lavoro di circa -50°C a +100°C. Il poliisoprene sintetico, chimicamente simile, ha una resistenza inferiore alla gomma naturale ma migliori proprietà a bassa temperatura. Nelle applicazioni in cui sono richieste consistenza e buona lavorabilità, il poliisoprene sintetico è spesso la scelta migliore. Poiché la polimerizzazione dell’isoprene avviene in condizioni strettamente controllate, la variazione della composizione, della struttura e delle proprietà risultanti è minima, mentre la gomma naturale contiene impurità presenti in natura e il peso molecolare varia con le condizioni di crescita dell’albero della gomma. Entrambi hanno un impatto notevole sulle proprietà fisiche e sulla lavorabilità della gomma. In generale, la gomma sintetica ha una resistenza superiore all’invecchiamento e agli agenti atmosferici ed è più facile da lavorare grazie alla sua minore viscosità. È anche spesso più compatibile con altre gomme come SBR e EPDM.
Gomma naturale e sintetica differiscono nella microstruttura; la gomma naturale consiste quasi interamente nel polimero cis-1,4 mentre l’isoprene sintetico è una miscela di polimero cis-1,4, trans-1,4 e 3,4. La quantità di cis-1,4 è tipicamente compresa tra il 90 e il 98%. Un aumento del cis-1,4 di solito abbassa la temperatura di transizione vetrosa, aumenta la cristallinità e migliora la resistenza meccanica. Quindi la resistenza alla trazione e la resistenza allo strappo del poliisoprene sintetico sono di solito un po’ inferiori a quelle della gomma naturale.
Anche se la gomma naturale (NR) e il poyisoprene (IR) possono essere utilizzati con acqua, sostanze organiche polari (acidi organici, alcoli, chetoni) e alcuni acidi diluiti e alcali, altri elastomeri come l’EPDM sono preferibili per queste applicazioni. Sia i composti di gomma isoprenica naturale che sintetica sono attaccati dai solventi non polari, dai carburanti e dagli oli a base di petrolio. Hanno anche una scarsa resistenza al calore e sono suscettibili all’attacco dell’ozono a causa della presenza di doppi legami nella spina dorsale del polimero che sono inclini alla degradazione termica e ossidativa. La degradazione avviene generalmente attraverso la scissione della catena e causa un calo delle proprietà meccaniche.
Elastomeri IR/NR COMMERCIALI
I maggiori produttori di gomma poliisoprene sono Firestone, Eni, Cray Valley, LG Chem, GoodYear e Lanxess.