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[[File:Roller-hockey-(Quad)-Ball.jpg|thumb|Una palla in gomma ottenuta per vulcanizzazione]]
La '''vulcanizzazione''' è un processo di lavorazione della [[Gomma (materiale)|gomma]], la quale viene legata chimicamente allo [[zolfo]] mediante riscaldamento.
Attraverso questo processo, inventato da [[Charles Goodyear]] nella prima metà del [[XIX secolo]],<ref>{{cita libro | cognome=Wildman | nome=Edwin | titolo=Famous Leaders of Industry | editore=Neilson Press | isbn=978-1-4097-0297-9|pagine=p.147 | anno=2008}}</ref> si ottiene un materiale elastico e poco rigonfiabile se tenuto a contatto con solventi organici.
Oggi per "vulcanizzazione" si intende qualsiasi [[processo chimico]], anche diverso da quello originario inventato da Goodyear, che ottenga risultati analoghi.
== Effetto e meccanismo della vulcanizzazione ==
[[File:Vulcanization of POLYIsoprene V.2.png|thumb|upright=1.8|Reazione di vulcanizzazione a partire da poliisoprene e zolfo]]
La vulcanizzazione provoca una modifica della conformazione molecolare del [[polimero]] alla quale è dovuto l'aumento di elasticità e resistenza a [[trazione (fisica)|trazione]], la soppressione di proprietà negative quali l'abrasività e l'appiccicosità oltre che una maggiore resistenza agli effetti dell'[[ossigeno]] atmosferico e a molte sostanze chimiche.
Ricerche strutturistiche su modelli [[isoprene|poliisoprenici]] hanno evidenziato la formazione di [[legame chimico|legami]] tioeterei R-S-R diffusi principalmente a livello intermolecolare e, secondariamente, a livello intramolecolare, a seguito di ripiegamenti delle catene polimeriche. Statisticamente, la distribuzione dei siti in cui si stabiliscono tali legami è la seguente:
* per il 60% tra gli atomi di carbonio dei gruppi -CH<sub>2</sub>- adiacenti al carbonio del doppio legame che reca il [[alchile|gruppo metilico]];
* per il 25% tra gli atomi di carbonio dei gruppi metilenici adiacenti al CH del doppio legame;
* per il restante 15% tra i due atomi di carbonio recanti il doppio legame.
L'addizione dello zolfo provoca perdita di due [[atomo|atomi]] di [[idrogeno]] che formano [[solfuro di idrogeno|H<sub>2</sub>S]]; in questo modo ossidi come [[ossido di zinco|ZnO]] favoriscono la vulcanizzazione fissando il solfuro.
Originariamente si pensava che lo zolfo aumentasse la resistenza chimica della gomma a causa della saturazione dei doppi legami; in realtà la quantità di doppi legami perduti è relativamente piccola. È stato dimostrato che la resistenza a degradarsi con l'usura, fenomeno accelerato dagli agenti ambientali e in primo luogo dall'ossigeno atmosferico, è dovuta al legame dello zolfo proprio coi siti vulnerabili dall'ossigeno.
== Tecnologia della vulcanizzazione ==
La vulcanizzazione viene realizzata, praticamente, utilizzando l'[[elastomero]], una fonte di zolfo e additivi vari. L'insieme di questi prodotti costituisce la [[mescola]]. Le condizioni di [[pressione]] e [[temperatura]] variano in funzione dello specifico processo coinvolto.
Le fonti di zolfo possono essere varie: zolfo S<sub>8</sub> elementare (poco reattivo), S<sub>2</sub>Cl<sub>2</sub> (molto reattivo) o ultraacceleranti solforati come (CH<sub>3</sub>)<sub>4</sub>N<sub>2</sub>(CS<sub>2</sub>)<sub>2</sub>Zn.
=== Additivi ===
Gli additivi utilizzati sono gli acceleranti, ultraacceleranti, attivatori, rinforzanti, inibitori, antiossidanti, antinvecchianti, prodotti di complemento.
==== Acceleranti, ultraacceleranti ed attivatori ====
Gli acceleranti favoriscono la vulcanizzazione diminuendo la durata del processo e la temperatura di esercizio. Ultraacceleranti ed attivatori aumentano ulteriormente l'effetto accelerante. [[Esametilentetrammina]], i mercaptoarentiazoli e 1,3-difenil[[guanidina]] sono esempi di acceleranti. Il già menzionato (CH<sub>3</sub>)<sub>4</sub>N<sub>2</sub>(CS<sub>2</sub>)<sub>2</sub>Zn è un ultraaccelerante mentre l'[[acido stearico]], l'ossido di zinco e alcune [[ammine]] sono attivatori.
==== Rinforzanti ====
Agenti con effetto antiusura riguardo fattori meccanici quali abrasione, strappo, taglio. La carica rinforzante per eccellenza è il nero di carbonio.
Altri tipi di cariche (filler) quali carbonato di calcio, talco, ecc. possono essere usate per ottenere altre caratteristiche.
==== Inibitori ====
L'[[acido benzoico]] e l'[[acido salicilico]] sono disattivanti di reazioni o [[catalisi]] dannose.
==== Antiossidanti ====
Contrastano l'azione dell'ossigeno e dell'[[ozono]]. Vengono utilizzate ammine e [[fenoli]] coadiuvati a nerofumo.
==== Antinvecchianti ====
Ritardano gli effetti usuranti o gli equilibri che provocano rammollimento e proprietà scadenti. Gli stessi antiossidanti e gli [[steroli]], le [[fosfolipidi|lecitine]], gli [[esteri]] fosforici ed [[alcoli]] superiori agiscono da antinvecchianti.
==== Prodotti complementari ====
Coloranti e coadiuvanti di lavorazione. Vengono utilizzate sostanze quali nerofumo, [[diossido di titanio|TiO<sub>2</sub>]], [[ossido ferrico|Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]], [[solfuro di cadmio|CdS]], oli minerali, [[silice]], [[poliestere|resine poliestere]], [[solfato di bario]] ecc.
Con il 38% di olii si ha la cosiddetta ''gomma all'olio''.
==Note==
<references/>
==Bibliografia==
* {{cita libro | cognome=Stocchi | nome=Eugenio | titolo=Chimica Industriale Organica | editore=Edisco Editrice | isbn=88-441-2034-8| città=Torino | anno=1992}}
== Voci correlate ==
* [[Reticolazione]]
* [[Curing (chimica)]]
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== Collegamenti esterni ==
* {{Collegamenti esterni}}
* {{Treccani|vulcanizzazione}}
* {{cita web|http://goldbook.iupac.org/VT07153.html|IUPAC Gold Book, "vulcanization"|lingua=en}}
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{{portale|chimica|ingegneria|materiali}}
[[Categoria:Reazioni di polimerizzazione]]
[[Categoria:Processi chimici industriali]]
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