Determinação do teor de NR/SBR em misturas: associação de dados DTG e FT-IR

Abstract

A espectroscopia no infravermelho (IR) pode ser utilizada para a identificação inequívoca da maioria dos elastômeros e suas misturas [1][2][3] por meio da análise dos espectros IR de seus pirolisados. No entanto, a quantificação destes componentes requer a elaboração de uma curva que relacione a intensidade da banda analítica à concentração do elastômero.Segundo Gedeon [1] , Smithers Scientific Services analisaram por IR constituintes elastoméricos em composições curadas de borracha, desde 1963, usando técnica de pirólise. Cálculos de intensidades e sua proporção (absorvância relativa) eram feitos à mão. Um gráfico da relação de bandas e porcentagem de composição era feito e este gráfico, então, usado para calcular a composição de amostras desconhecidas por meio dos valores de absorvância relativa. Este método era demorado e apresentava grandes possibilidades de erro devido aos numerosos cálculos envolvidos.Vinte anos depois, Gedeon e colaboradores [1] fizeram uma revisão desse procedimento desenvolvido. O objetivo foi estudar e melhorar a precisão da análise e diminuir o tempo necessário para sua execução. A revisão incluiu o uso de um computador para coletar os dados dos espectros IR de misturas de borracha natural (NR), copolímero de butadieno e estireno (SBR) e polibutadieno (BR), calcular a intensidade ou área das bandas características, obter as proporções necessárias, e comparar os resultados aos obtidos para amostras conhecidas. Foi concluído, como esperado, que o uso do computador permitiu a obtenção de dados mais precisos e em menor tempo de análise, e que os valores obtidos por medidas de intensidade de bandas são mais precisos que os obtidos por área. Entretanto, nenhuma outra metodologia foi utilizada para fornecer a concentração de cada elastômero na mistura.Em estudo sobre misturas NR/SBR feito anteriormente por nosso grupo de espectroscopia IR no IFOCA (França) [4] , foi obtida uma curva analítica com boa correlação linear (R=0,994) utilizando-se os teores nominais, obtenção do pirolisado num forno a 575±5 ºC e valores de intensidade de bandas para cálculo de absorvância relativa. O desvio relativo da metodologia ficou entre 5 e 8%, que, embora alto, foi considerado aceitável paras as condições utilizadas. Como nenhuma outra metodologia foi utilizada Determinação do Teor de NR/SBR em Misturas: Associação de Dados DTG e FT-IRRita C. L. Dutra, Milton F. Diniz, Ana P. Ribeiro, Vera L. Lourenço, Silvana N. Cassu, Margarete F. P. Azevedo Divisão de Química, IAE, CTA, SP Resumo: Misturas contendo teor conhecido de borracha natural (NR) e copolímero de butadieno e estireno (SBR) foram preparadas nos laboratórios do CTA e do IFOCA como amostras de referência para a elaboração de uma curva analítica, visando à determinação do teor de NR e SBR por análise pirólise/FT-IR. Termogravimetria foi usada para determinar o teor real de NR e SBR nas misturas por meio da razão entre as alturas dos picos da curva derivada (DTG). As bandas FT-IR escolhidas na região MIR foram 885 cm -1 (A 1 ) para NR e 699 cm -1 (A 2 ...

Quantification by FT-IR (UATR/NIRA) of NBR/SBR blends

“…Dutra et al [17] 2004 NR/SBR blends were analyzed by FT-IR transmission/ controlled pyrolysis and TGA/DTG, with linear correlation 0.998 and methodology error 1.73%, within the accuracy limits of the equipment.…”

“…Therefore, the possibility of using blends to reach a specific application indicates the need for suitable characterization and/or quantification of these materials. Instrumental techniques, mainly Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), associated or not with other techniques, is mentioned in the literature for this goal, including also studies of polymers used in the automotive and aerospace industry, such as NBR, SBR and their polymer blends [13][14][15][16][17][18] . Table 1 shows some studies.…”

Determinação do teor de ENB em EPDM (elastômero puro) por FT-IR de transmissão, por meio de banda relativa

“…Para as amostras de EPDM (crua e vulcanizada), os erros relativos encontrados na metodologia utilizada (transmissão/ pirólise) foram, respectivamente, de 1,47 e 1,67%, estando também dentro do limite de detecção do equipamento [5] , demonstrando que a metodologia é precisa [4] . Conforme conhecido na literatura, a aplicação de pirólise controlada, ou seja, com condições fixas de temperatura e tempo, pode apresentar bons resultados e mais precisos para análises quantitativas de borrachas [6,7] . Sanches et al [6] estudaram a determinação de acrinolitrila (AN) em NBR.…”

“…Dutra et al [7] elaboraram uma curva analítica, visando à determinação do teor de poli-cis-isopreno ou borracha natural (NR) e copolímero de butadieno e estireno (SBR) por análise pirólise controlada/FT-IR. Termogravimetria foi usada para determinar o teor real de NR e SBR nas misturas por meio da razão entre as alturas dos picos da curva derivada (DTG).…”

“…Deste modo, tendo em vista os bons resultados alcançados nos estudos anteriores [4,6,7] , aliado ao fato da técnica transmissão/pirólise mostrar na análise de EPDM, bandas de C=C na região de 850-1000 cm -1 , é possível supor que seja possível a determinação do dieno, com o uso de bandas nessa região. Portanto, o objetivo desse trabalho foi usar duas metodologias, ou seja, pirólise em bico de Bunsen e controlada, para a avaliação do teor de dieno em EPDM, especificamente o ENB, usando-se banda relativa na região de 850-1000 cm -1 para a correção do efeito de espessura.…”