Misturas NR/SBR: influência da ordem de adição dos aditivos da mistura e do tipo de carga sobre propriedades mecânicas

Abstract

Resumo: Neste trabalho foram preparadas misturas de borracha natural (NR) e copolímero de estireno-butadieno (SBR) na proporção 1:1 em massa. A sequência de adição dos aditivos e a influência de cargas, como negro de fumo e mica, foram avaliadas com relação a propriedades físico-mecânicas. As misturas, feitas em misturador aberto de rolos segundo a norma ASTM D 3182, foram realizadas de quatro modos diferentes para a incorporação dos aditivos. Os vulcanizados foram investigados com relação às propriedades reométricas, propriedades mecânicas de resistências à tração e ao rasgamento, dureza (shore A) e pela densidade de ligações cruzadas, de acordo a respectiva norma ASTM. Os resultados mostram que melhores desempenhos são obtidos quando os aditivos são primeiramente incorporados à SBR. Também foi verificada a superioridade do negro de fumo no aumento da maioria das propriedades mecânicas dos elastômeros, seja na composição com apenas uma das borrachas, seja nas composições com as duas borrachas misturadas. Palavras-chave: Mistura de elastômeros, propriedades mecânicas, negro de fumo, mica. NR/SBR Mixtures: Influence of the Additives Addition Sequence and Filler Type on Mechanical PropertiesAbstract: In this work, mixtures of natural rubber (NR) and styrene-butadiene copolymer (SBR) were prepared in 1/1 ratio. The sequence with which the additives were incorporated and the influence of fillers, such as mica and carbon black, were evaluated regarding the physical-mechanical properties. The mixtures were prepared in a two-roll mill, according to ASTM D 3182, using four strategies for the incorporation of the additives. Rheometric and mechanical properties of tensile and tear strengths, elongation at break, hardness (Shore A) and crosslink density of the vulcanizates were investigated, according to the corresponding ASTM standard. The results showed that the best mechanical performance was achieved when the additives were incorporated in the SBR matrix. Carbon black was more efficient in improving most mechanical properties of the rubber composites, either in the compounds with only one of the rubbers or in their blends. Keywords: Elastomer blends, mechanical properties, carbon black, mica. IntroduçãoA síntese de novos materiais elastoméricos tem sido substituída por misturas envolvendo duas ou mais matrizes elastoméricas já conhecidas e/ou pela incorporação de aditivos a estas composições [1] . A escolha das borrachas, bem como dos aditivos a serem incorporados, é feita de acordo com as propriedades que se desejam alcançar. Existem algumas razões para que borrachas sejam misturadas: para a melhoria das propriedades em relação ao elastômero original isolado [2] , para a melhoria do processamento ou para a redução do custo. As borrachas, em sua maioria, não são compatíveis umas com as outras, sendo então formados sistemas heterogêneos em que as estruturas de cada fase são preservadas, o que permite que propriedades importantes de uma borracha se mantenham nas misturas.A dificuldade maior apresentada pelas misturas ela...

Tire tread compounds with reduced rolling resistance and improved wet grip

“…The swelling in an organic solvent is one of the simplest methods of characterizing the structure of crosslinked elastomers . Vulcanized rubber is insoluble in solvents due to the presence of crosslinking.…”

“…Therefore, the values obtained for a swelling resistance test (Figure ) may be related to the crosslink density. The lower the swelling is, the higher the crosslink density of the sample will be …”

Avaliação de diferentes formulações de compostos elastoméricos SBR/NR visando minimizar a pré-vulcanização

“…O desenvolvimento de novos materiais elastoméricos tem ocorrido a partir de misturas envolvendo duas ou mais matrizes elastoméricas já conhecidas e/ou por incorporação de aditivos a estas composições. O tipo de ligação formada depende do sistema de vulcanização utilizado, do tempo e da temperatura de vulcanização [1]. A escolha dos aditivos a serem incorporados é realizada de acordo com as propriedades desejadas para o material elastomérico e sua aplicação, podendo fornecer maior velocidade de vulcanização, maior segurança de processo e melhor desempenho mecânico [2].…”

“…O processo de vulcanização também interfere na formação de ligações cruzadas e, consequentemente, nas propriedades mecânicas do material como por exemplo, vulcanização em prensa e autoclave, mostraram que para determinada formulação, nas mesmas condições de temperatura, o método de vulcanização por autoclave se mostrou mais eficiente em relação às propriedades mecânicas [3]. A sequência de adição, ordem em que os aditivos são introduzidos em composições contendo mistura de elastômeros exercem grande influência nas propriedades físico-mecânicas [1,4].…”

“…Na etapa de vulcanização, muitas variações são possíveis, entre estas, o tipo da borracha usada. A borracha natural (NR) é conhecida por apresentar excelente desempenho mecânico, tendo sua estrutura química formada por cadeias de hidrocarbonetos insaturados com alta regularidade, o que permite a esta borracha cristalizar por resfriamento ou quando submetida ao estiramento [1,13]. Outra opção é o copolímero de butadieno-estireno (SBR), um material apolar que apresenta bom desempenho mecânico, alta resistência ao envelhecimento, elevada rigidez e menor custo quando comparada à NR [14].…”