Reologia della gomma per pneumatici
La sfida
I pneumatici sono prodotti in tutto il mondo per auto, autocarri, veicoli industriali e mezzi di trasporto comuni come carrozzine, biciclette ecc. Uno pneumatico è un rivestimento in gomma resistente e flessibile fissato al cerchio di una ruota che fornisce una superficie di aderenza per la trazione e funge da ammortizzatore per le ruote. La gomma naturale o sintetica è tipicamente il materiale primario utilizzato nella produzione di pneumatici; tuttavia, gli elastomeri termoplastici sono spesso impiegati per produrre pneumatici. Gli elastomeri termoplastici hanno le stesse proprietà meccaniche e chimiche, ma possono anche essere facilmente riciclati e lavorati tramite tecniche di estrusione e stampaggio a iniezione (metodi comuni usati per i termoplastici). Un produttore di pneumatici aveva la necessità di studiare il proprio composto gommoso per le sue proprietà di viscosità e il rigonfiamento all'uscita della filiera. Il campione consisteva in un elastomero, nerofumo e additivi sotto forma di fogli piatti.
La nostra soluzione
Un reometro capillare è uno strumento utile per determinare le caratteristiche di flusso degli elastomeri termoplastici per comprenderne il comportamento durante la fase di lavorazione. Oltre a determinare la curva reologica (viscosità rispetto ai gradienti di velocità di taglio), è spesso utile studiare le caratteristiche di rigonfiamento dell'estruso grazie a un dispositivo laser aggiuntivo per le misurazioni dello swell. Un CEAST SR20 (dotato di una cella di carico da 20 kN) viene utilizzato per eseguire sia test reologici secondo la norma ISO 11443 che test di rigonfiamento in filiera (die swell). Il test reologico è stato eseguito a 100 °C coprendo gradienti di velocità di taglio tra 1 e 1000 s-1 attraverso una filiera capillare, ed è stata utilizzata una configurazione a doppio foro per eseguire due test simultaneamente. Questo materiale ha mostrato un comportamento non newtoniano con una viscosità che varia da 100.000 Pa*s a un gradiente di 1 s-1 a 800 Pa*s a 1000 s-1. Complessivamente, il campione ha mostrato una buona ripetibilità e riproducibilità dei risultati. Inoltre, è stato effettuato un test di die swell utilizzando il sistema laser CEAST per studiare l'influenza del rigonfiamento in questo composto all'uscita dalla filiera.
