Per valutare le qualità di una mescola di EPDM, è necessario prendere in considerazione diversi aspetti che riguardano sia la formulazione della mescola stessa che il processo di vulcanizzazione. Inoltre, bisogna considerare le caratteristiche meccaniche dell’EPDM, la sua compatibilità chimica con i liquidi trattati e la durata nel tempo delle sue proprietà meccaniche.
Formulazione della mescola a basso contenuto di plasticizzanti
La formulazione della mescola di EPDM è un fattore chiave per ottenere le proprietà desiderate. La selezione accurata dei componenti, come gli elastomeri, i vulcanizzanti, gli additivi e i filler, influenzerà le prestazioni finali della gomma.
È importante bilanciare la quantità e il tipo di ingredienti per ottenere le caratteristiche meccaniche e chimiche richieste.
In WTE abbiamo sviluppato con i nostri partner una mescola specifica per la tipologia di ambiente in cui si trovano ad operare i diffusori.
Uno dei componenti più critici all’interno della mescola è rappresentato dagli oli plasticizzanti. Essendo di natura organica, questi oli possono migrare dalla mescola verso il liquido trattato, causando il restringimento della membrana. Per affrontare questa problematica, la mescola WTE è stata appositamente formulata con un basso contenuto di plasticizzanti.
Il ridotto contenuto di plasticizzanti all’interno della mescola WTE offre numerosi vantaggi, tra cui la capacità di limitare la migrazione degli oli verso il liquido trattato. Ciò si traduce in un ridotto rischio di restringimento della membrana nel tempo.
Inoltre, l’obiettivo di mantenere un basso contenuto di plasticizzanti nella mescola è quello di garantire stabilità dimensionale alla gomma nel lungo periodo. Questo significa che la membrana prodotta con la mescola WTE manterrà le sue dimensioni e le sue caratteristiche originali nel corso del tempo, evitando alterazioni indesiderate che potrebbero compromettere le prestazioni dei diffusori.
Infine, la scelta di una mescola con un basso contenuto di plasticizzanti evidenzia l’attenzione di WTE nel fornire una soluzione che sia affidabile e che risponda alle esigenze specifiche del settore.
Grazie a questa caratteristica, i diffusori realizzati con la mescola WTE possono offrire:
- una maggiore durata nel tempo
- prestazioni ottimali senza i rischi associati alla migrazione dei plasticizzanti.
Vulcanizzazione al perossido per garantire costanza nel tempo
La vulcanizzazione è il processo che consente la formazione dei legami tra le molecole che costituiscono il polimero ovvero la sua reticolazione.
Una reticolazione fitta e formata da forti legami tra le molecole garantisce una costanza nel tempo delle caratteristiche meccaniche della gomma. A differenza dei materiali inerti, la gomma muta e si modifica nel corso del tempo. Prendiamo l’allungamento a rottura di due EPDM appena vulcanizzati: il primo con un allungamento a rottura del 700% ed il secondo del 600%. Dopo sei mesi di funzionamento, in virtù di una diversa reticolazione del materiale potremmo trovare che il primo EPDM ha un allungamento a rottura del 300% mentre il secondo ancora del 600%. La differenza delle caratteristiche nel tempo dipendono dal tipo di vulcanizzazione che può essere allo zolfo >o al perossido.
Se la vulcanizzazione allo zolfo ha il vantaggio di un costo minore, per contro le caratteristiche meccaniche, a causa della più debole interazione tra le molecole, hanno un tempo di decadimento più veloce.
La vulcanizzazione al perossido, impiegata da WTE, a fronte di un maggior costo consente di realizzare legami più forti tra le molecole costituenti il polimero e come conseguenza una costanza nel tempo delle caratteristiche meccaniche della membrana>. Con la vulcanizzazione perossidica inoltre si ha una miglior resistenza al calore dell’EPDM.
Le caratteristiche meccaniche dell’EPDM, come la resistenza all’abrasione, alla trazione e alla deformazione, devono essere valutate per garantire che la gomma soddisfi i requisiti specifici dell’applicazione. Nel corso della produzione delle membrane vengono tenuti sotto costante controllo alcuni parametri come il tensile test, il test di durezza e il test di resilienza. Ogni 4.000 membrane vengono rilevati al fine di accettare il lotto di produzione i seguenti parametri:
- Compression set secondo ISO 815-1 method A
- Durezza Shore A
- Allungamento a rottura %
- Tensione a rottura
- Inspection certificate 3.1
Le principali caratteristiche meccaniche dell’EPDM utilizzato da WTE sono le seguenti:
| Tensione a rottura | >13,73 HPa(140 Kg/cm²) | Secondo ISO37 type I |
| Allungamento a rottura | 600% | Secondo ISO37 type I |
| Durezza | 60 Shore A | — |
| Contenuto di plasticizzanti | <10% | — |
Durata della membrana: è importante una corretta valutazione chimica
Stabilire in anticipo la durata esatta di una membrana in EPDM è difficile, poiché dipende da diversi fattori. La durata della membrana dipende dalla natura del liquido trattato, dalla portata d’aria per diffusore, dalla temperatura dell’aria e del liquido, dal contenuto di sali nel refluo e dalla manutenzione del sistema di aerazione. Questi fattori possono variare da impianto a impianto, rendendo difficile una stima precisa.
In base all’esperienza di WTE, possiamo fornire degli esempi in cui la sostituzione dei diffusori con membrana in EPDM è avvenuta dopo 8-10 anni dall’installazione. Tuttavia, è importante considerare che ogni situazione è unica e la durata effettiva potrebbe variare.
La compatibilità chimica dell’EPDM con i liquidi trattati è un altro aspetto cruciale da considerare. È importante verificare che l’EPDM sia compatibile con gli agenti chimici presenti nel liquido trattato al fine di evitare la degradazione chimica della gomma.
In conclusione, la durata effettiva di una membrana in EPDM dipende da vari fattori specifici all’applicazione. La scelta di una formulazione adatta, con additivi stabilizzanti e una corretta valutazione della compatibilità chimica, può contribuire a migliorare la durabilità e la resistenza nel tempo dell’EPDM. Tuttavia, è importante monitorare attentamente le condizioni operative e valutare periodicamente lo stato della membrana per garantire prestazioni ottimali nel tempo.
Corpo in polipropilene del diffusore e fibra vetro per aumentarne la stabilità e resistenza
Il supporto della membrana e la ghiera sono realizzati in polipropilene caricati col 30% di fibra vetro. La fibra di vetro aumenta la stabilità dimensionale alla temperatura della plastica e ne incrementa la resistenza meccanica come riportato nei test di laboratorio di seguito riportati.
- Condizione di prova temperatura 23,1°C
- Velocità di trazione 10 mm/min
- Resistenza media a trazione: 83,54 Mpa
- Allungamento medio: 2,383%:
Test di impatto con sfera da 500 gr 2 m di altezza a 23°C
Campione A: Crepato
Campione B: No Crepe
Campione C: No Crepe
Test di avvitamento
Temperatura riscaldamento in forno : 120°C
Tempo di permanenza in forno: 20h
Temperatura di ricondizionamento: 23°C
Tempo di ricondizionamento: 4h
Campione A: Conforme
Campione B: Conforme
Campione C: Conforme
Campione E: Conforme
Campione F: Conforme
Campione G: Conforme
L’attenzione di WTE al riciclo dei materiali: un diffusore amico dell’ambiente
Valutare le future richieste degli enti di controllo dell’ambiente è importante per orientare lo sviluppo dei prodotti. Sebbene non sia sempre possibile prevedere con precisione tali richieste, è possibile intravedere alcune linee guida che possono guidare la progettazione dei diffusori.
Un aspetto importante da considerare è la riciclabilità del diffusore. Nel caso dei diffusori WTE, sia nei modelli dotati di ghiera che in quelli con ghiera montata a pressione, è possibile separare la gomma dalla plastica. Questo permette di separare i due materiali inviandoli allo smaltimento o al riciclo, contribuendo così alla riduzione degli sprechi e alla gestione sostenibile dei materiali.
Un altro aspetto significativo riguarda la riduzione delle microplastiche nocive. I diffusori che utilizzano superfici protettive della membrana a base di fluoropolimeri, come il PTFE, che appartiene alla famiglia dei PFAS, possono rilasciare microcomponenti nell’ambiente a seguito dell’abrasione delle sabbie contenute nei reflui. Queste microplastiche a base di fluoropolimeri possono persistere a lungo nell’ecosistema e rappresentare una potenziale preoccupazione per la salute umana. Al contrario, un diffusore realizzato con EPDM vulcanizzato al perossido, che presenta ottime caratteristiche meccaniche, non richiede uno strato superficiale di protezione. Ciò contribuisce a ridurre la potenziale emissione di microplastiche nocive nell’ambiente.
Per quanto riguarda lo smaltimento dei diffusori con uno strato di PTFE, ci sono diverse opzioni disponibili. Gli impianti di incenerimento ad alta temperatura o i reagenti chimici specifici possono essere utilizzati per degradare i PFAS contenuti nel PTFE. In alternativa, è possibile smaltire tali diffusori in discariche specializzate che hanno ottenuto specifiche autorizzazioni per trattare i PFAS. Queste opzioni di smaltimento sono pensate per affrontare in modo adeguato la gestione dei materiali contenenti PFAS e ridurre l’impatto ambientale.
Complessivamente, considerare la riciclabilità dei materiali utilizzati nei diffusori e ridurre l’uso di superfici protettive a base di PFAS come il PTFE sono passi significativi verso una gestione più sostenibile dei prodotti e una maggiore attenzione alla protezione dell’ambiente e della salute umana.
Dove noi di WTE produciamo le nostre membrane
La “Rubber Valley” si estende tra le uscite autostradali di Bergamo e Palazzolo sull’Oglio, nota per essere la sede di numerose aziende specializzate nella produzione di guarnizioni, pezzi speciali per l’industria e particolari in gomma. Questo territorio ha sviluppato un distretto industriale focalizzato sulla produzione di prodotti in gomma e vanta una leadership europea in questo settore.
La nostra azienda produce le membrane in EPDM proprio in questa area, il che ci permette di stabilire un rapporto di partnership con i fornitori di mescole e con coloro che si occupano della stampa delle membrane. Questa vicinanza ci consente di lavorare a stretto contatto con i nostri partner fornitori e di rispondere prontamente alle esigenze dei nostri clienti.
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