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La chimica della Gomma - Freundlich
<p style="text-align: justify;" data-start="74" data-end="1092">Nel suo volume del 1935 <em data-start="98" data-end="123">The Chemistry of Rubber</em>, Herbert Freundlich offrì un resoconto dettagliato del problema dell’elasticità della gomma naturale in un periodo in cui la comunità scientifica era ancora divisa tra l’interpretazione colloidale e quella macromolecolare. Egli descrisse come gli studi ai raggi X avessero messo in evidenza un’apparente contraddizione nella struttura: la gomma grezza non stirata si comportava come una sostanza amorfa, mentre se stirata produceva il diagramma a macchie tipico dei cristalliti orientati. L’effetto era reversibile, il disegno amorfo riappariva quando la gomma tornava allo stato rilassato, mentre stiramenti estremi, il cosiddetto “racking”, portavano unicamente al diagramma cristallino. La gomma congelata, invece, mostrava un diagramma di Debye–Scherrer, caratteristico di piccoli cristalli disorientati. Queste osservazioni, iniziate da Katz e successivamente ampliate da altri, sembravano indicare che la cristallizzazione fosse indotta dallo sforzo meccanico.</p> <p style="text-align: justify;" data-start="1094" data-end="2030">L’interpretazione di tali risultati era oggetto di discussione. Per i sostenitori della scuola macromolecolare, come Meyer e Mark, la conclusione era chiara: la gomma doveva essere composta da lunghe catene molecolari capaci di distendersi, allinearsi e formare cristalliti sotto tensione. Mark e Fikentscher proposero addirittura che le catene avessero una forma elicoidale nello stato rilassato, e che l’elasticità derivasse dal raddrizzamento reversibile di queste eliche. Freundlich riportò questa visione, ma presentò anche l’alternativa proposta dai colloidisti, come Wolfgang Ostwald, che rifiutavano l’idea delle catene covalenti giganti e spiegavano i fenomeni ai raggi X come effetto dell’orientamento all’interno di una rete micellare. In questa prospettiva i “nodi” e i “cordoni” della rete, allineati per effetto della trazione, producevano i diagrammi di diffrazione senza che fosse necessario ipotizzare veri cristalli.</p> <p style="text-align: justify;" data-start="2032" data-end="3112">Un altro aspetto chiave era rappresentato dalle anomalie termiche della gomma, note fin dai lavori di Gough e Joule. Quando la gomma viene stirata adiabaticamente si riscalda, e quando viene riscaldata sotto carico si contrae invece di espandersi come la maggior parte dei solidi. Questo “effetto Joule” divenne un banco di prova teorico, e Freundlich descrisse il pendolo di Wiegand, un ingegnoso dispositivo in cui una striscia di gomma, riscaldata e raffreddata alternativamente, riusciva a mettere in moto un pendolo per contrazione ed estensione successive. Per alcuni sostenitori della teoria colloidale il riscaldamento durante lo stiramento derivava dalla compressione della parte liquida interna delle micelle da parte degli involucri esterni più rigidi, un effetto intermicellare che liberava calore. Freundlich era invece più propenso a vedere in questo fenomeno un calore di cristallizzazione, prodotto dall’allineamento delle catene orientate, pur ammettendo che cambiamenti di volume delle molecole e attriti durante lo scorrimento reciproco potessero contribuire.</p> <p style="text-align: justify;" data-start="3114" data-end="3969">La discussione dell’elasticità della gomma nel libro di Freundlich riflette quindi un momento di transizione scientifica. Da un lato persisteva l’interpretazione colloidale, che metteva in risalto il carattere composito delle particelle di lattice e le loro interazioni micellari; dall’altro si affermava sempre più la teoria macromolecolare, sostenuta dalle prove cristallografiche e dal concetto di catene flessibili capaci di ritrarsi per effetto entropico. Freundlich non abbandonò del tutto la visione più antica, ma riconobbe la crescente plausibilità di quella nuova. Il suo testo cattura così il crocevia intellettuale degli anni Trenta, quando le vecchie spiegazioni micellari dell’elasticità stavano cedendo il passo al riconoscimento che le straordinarie proprietà della gomma derivano dalla struttura e dal comportamento delle macromolecole.</p>
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