I nuovi materiali firmati Trelleborg Sealing Solutions promettono di cambiare profondamente il mercato delle soluzioni di tenuta per applicazioni dinamiche.
Si chiamano Turcon MC1 ed MC2, i nuovi grade di Trelleborg Sealing Solutions, elettricamente conduttivi a base politetrafluoroetilene (PTFE) e adatti per tenute energizzate con molla o elemento in elastomero. Progettati per applicazioni dinamiche questi materiali consentono un’ottima conduzione elettrica tra gli elementi in movimento reciproco.
Konrad Saur, vice presidente dell’area Innovation & Technology di Trelleborg Sealing Solutions, afferma: «I materiali Turcon MC1 ed MC2 sono unici, sviluppati appositamente per l’utilizzo in tenute dinamiche, rappresentano la risposta alla forte domanda da parte del mercato di supportare l’elettrificazione delle applicazioni, l’eMobility e le soluzioni IoT».
Soeren Roepstorff, Direttore Sviluppo dello stabilimento di produzione di Trelleborg a Helsingør (Danimarca), dove sono stati concepiti i nuovi materiali, ha spiegato: «Elastomeri conduttivi sono già presenti sul mercato, ma destinati per lo più ad applicazioni statiche, mentre i materiali plastici conduttivi esistenti, stampabili ad iniezione, hanno ridotta flessibilità e quindi sono poco performanti come elementi di tenuta e poco adatti all’installazione in cave chiuse. Turcon MC1 ed MC2 soddisfano le richieste dei nostri clienti: sono materiali polimerici conduttivi che operano in modo molto efficace e affidabile come elementi costitutivi di soluzioni di tenuta e boccole di strisciamento in applicazioni dinamiche. Grazie ad essi, i progettisti hanno il vantaggio di poter attingere ad una vastissima e avanzata gamma di profili di tenuta in PTFE, oltre che beneficiare delle proprietà conduttive che tali materiali offrono in applicazioni, come ad esempio un sistema idraulico o un motore elettrico dove è richiesta dissipazione di correnti parassite».
Pensati per applicazioni dinamiche
Il PTFE vergine è un eccellente isolante, con resistività intorno a 2×1017 Ohmxcm. Affinché i materiali in PTFE siano in grado di condurre l’elettricità, è necessario aggiungere elementi conduttivi che siano interconnessi all’interno della matrice stessa del PTFE. Storicamente, gli unici materiali conduttivi a base di PTFE erano grade additivati con carica carbonio al di sopra di un certo «valore di soglia». Il fatto che la conduttività elettrica sia stata raggiunta in passato con materiali PTFE caricati carbonio era accidentale e la bassa resistenza elettrica non era il requisito tecnico primario.
Diversamente Turcon MC1 ed MC2 sono stati pensati specificamente per ottenere un’elevata conduttività elettrica in applicazioni di tenuta dinamica e quindi le prestazioni richieste su questo fronte sono assolutamente ottimizzate.
Importanti campi di applicazione
I materiali di tenuta elettricamente conduttivi hanno alcune importanti applicazioni. Nel settore aerospace, ad esempio, lo scenario peggiore è che un aereo venga colpito da un fulmine, ma meno traumatico è l’accumulo statico di energia che si verifica quando un aereo vola attraverso l’aria. Le tenute che operano nel carrello di atterraggio, se elettricamente conduttive, assicurano che l’elettricità statica sia dissipata in modo sicuro. O ancora: il passaggio di carica elettrica tra due elementi può causare scintille o generare correnti parassite in macchinari e sistemi, come ad esempio nei motori elettrici. Ciò può comportare il danneggiamento per «pitting» delle parti metalliche interessate al passaggio o delle piste di rotolamento di cuscinetti, oltre che il rischio di carbonizzazione del lubrificante o del grasso. L’uso di una tenuta o di una boccola elettricamente conduttive fa sì che venga scaricato a massa il sistema attraverso il percorso elettrico così instaurato tra due componenti, evitando problemi di «pitting». In alcune applicazioni si desidera inviare intenzionalmente, in un sistema, un segnale da o a un sensore. Questo trasferimento di segnale può essere ottenuto utilizzando tenute o elementi di strisciamento elettricamente conduttivi che generano un percorso libero per il segnale, consentendo ai progettisti di sviluppare sistemi più complessi che incorporano aspetti dell’intelligenza artificiale senza aggiungere circuiti elettrici.
Una risposta a tutte le richieste
Per quantificare il grado effettivo di conduttività elettrica di Turcon MC1 ed MC2, i materiali sono stati sottoposti a test significativi nei laboratori interni di Trelleborg, incluso un banco di prova specializzato che simula le condizioni di vita reali. I risultati hanno mostrato che i nuovi materiali hanno una resistenza a contatto secco trascurabile (sono altamente conduttivi). Anche in condizioni lubrificate e con basse pressioni di contatto la conducibilità è elevata. Turcon MC1 è un PTFE medio caricato per applicazioni dinamiche che richiedono conducibilità medio-alta, mentre Turcon MC2 è un materiale ad alta percentuale di carica per applicazioni dinamiche che richiedono una spiccata conducibilità.
di Maria Luisa Doldi
