Il silicone: come leggere e interpretare una scheda tecnica | Silicone & Specialties

Il silicone: come leggere e interpretare una scheda tecnica

Resistenza a trazione, allungamento a rottura, durezza e compression set descrivono proprietà diverse di una mescola siliconica. Il significato di un valore dipende dalla proprietà misurata: per alcune caratteristiche, come la resistenza a trazione o alla lacerazione, un valore più elevato indica una maggiore resistenza nella prova, per altre, come il compression set, è preferibile un valore più basso.

Resistenza a trazione e allungamento a rottura

La prova di trazione secondo ASTM D412 consiste nel fissare un campione a una macchina che lo tira progressivamente alle due estremità, allontanandole fino alla rottura. Durante la prova si misurano la forza applicata e l’allungamento del provino.

Da questi dati si ricavano la resistenza a trazione, espressa in Mpa (1 MPa = 1 N/mm²), e l’allungamento a rottura, espresso in percentuale rispetto alla lunghezza iniziale. La prima descrive la resistenza del materiale alla sollecitazione di trazione, il secondo indica quanto il provino si è allungato prima di rompersi.

Resistenza alla lacerazione

Secondo la norma ASTM D624, la prova di resistenza alla lacerazione determina la forza necessaria per propagare una lacerazione in un provino di silicone.

Il campione ha una forma e dimensioni stabilite dalla norma e presenta, in alcune configurazioni, un’incisione che facilita l’avvio della lacerazione. La macchina di prova lo sottopone a trazione, misurando la forza necessaria a far progredire il taglio.

Il risultato, espresso generalmente in N/mm, indica la resistenza del materiale alla propagazione della lacerazione nella configurazione di prova utilizzata. Un valore più elevato indica una maggiore resistenza in quelle condizioni di prova.

Compression set (deformazione residua a compressione)

La prova secondo ASTM D395 consiste nel comprimere un provino tra due piastre rigide, riducendone lo spessore di una percentuale prestabilita. Il campione viene mantenuto in queste condizioni per un tempo definito e a una temperatura controllata.

Al termine della prova, il provino viene liberato dalla compressione e lasciato recuperare per il tempo previsto dal metodo. Si misura quindi lo spessore raggiunto e lo si confronta con quello iniziale e con la compressione imposta, per calcolare la percentuale di deformazione residua (compression set): un valore più basso indica che, dopo la compressione, il silicone ha mantenuto una minore deformazione permanente.

ASTM D395 comprende diversi metodi di prova: per interpretare correttamente il dato occorre quindi considerare anche il metodo specifico utilizzato e le condizioni di prova.

Durezza

La durezza secondo ASTM D2240 si misura con un durometro, premendo un penetratore contro la superficie di un provino di silicone reticolato. Lo strumento rileva la resistenza opposta dal materiale alla penetrazione.

Per i siliconi si utilizza comunemente la scala Shore A: un valore Shore A più alto indica un materiale più duro, un valore più basso indica un materiale più morbido.

Valori tipici, limiti di specifica e metodi di prova

I valori riportati dal produttore possono essere valori tipici, che descrivono le caratteristiche normalmente riscontrate nella mescola, oppure valori minimi o massimi garantiti, che il materiale deve rispettare.

Anche il metodo di prova concorre a determinare il significato del dato. Le norme definiscono le procedure di misurazione, non limiti di accettazione validi per tutte le mescole siliconiche.

Geometria del provino e condizioni di prova possono influenzare il risultato: valori ottenuti con metodi o condizioni differenti non sono necessariamente direttamente confrontabili.

Campo termico e proprietà specifiche

Il campo termico dichiarato dal produttore indica l’intervallo di temperatura previsto per l’impiego della mescola, che, tuttavia, non implica che tutte le proprietà rimangano invariate agli estremi dell’intervallo o durante esposizioni prolungate.

La scheda tecnica può riportare anche la conducibilità termica, che indica la capacità del silicone di trasmettere calore, la resistività elettrica, che descrive la sua opposizione al passaggio della corrente elettrica, e l’indice di ossigeno, che esprime la concentrazione minima di ossigeno in una miscela di ossigeno e azoto necessaria a sostenere la combustione del materiale durante la prova.

Dalle proprietà della mescola al componente finito

Le proprietà riportate nella scheda tecnica sono misurate su campioni.

Nel componente finito intervengono anche la geometria, lo spessore, le tolleranze dimensionali e il processo di lavorazione.

Per esempio, la resistenza a trazione dichiarata per una mescola non indica direttamente la forza che potrà sopportare un tubo, una membrana, una guarnizione o un particolare stampato: la risposta meccanica varia in funzione della forma del componente e del tipo di sollecitazione.

Le proprietà del silicone possono inoltre variare in funzione dei fluidi con cui entra in contatto e dei cicli di sterilizzazione a cui viene sottoposto.

I dati della scheda tecnica descrivono quindi le proprietà del materiale, ma non definiscono da soli le prestazioni attese del componente finito, variabili in relazione alla funzione del pezzo e alle effettive condizioni di impiego.