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

Abstract

RESUMO Este trabalho teve como objetivo desenvolver e avaliar novas formulações para o sistema de vulcanização em compostos elastoméricos a base de borracha estireno-butadieno (SBR) e borracha natural (NR), visando reduzir a formação de compostos pré-vulcanizados pelo aumento no tempo de armazenamento antes do processamento. Foram desenvolvidas formulações alternativas em relação a uma formulação padrão empregada por uma empresa do setor, variando-se os componentes do sistema de vulcanização (ativadores, agentes e aceleradores). As formulações foram avaliadas por ensaios de reologia, ensaios de resistência à tração e alongamento na ruptura, dureza, deformação permanente por compressão (DPC), envelhecimento acelerado em estufa e densidade absoluta. Foram observadas variações significativas nas propriedades dos compostos com as modificações realizadas nos sistemas de vulcanização (S1, S2, S3, P1 e P2), quando comparados com o sistema de vulcanização padrão (S0), principalmente, quando foram utilizados peróxidos orgânicos, como agente de vulcanização. De todas as formulações avaliadas, a que utilizou doador de enxofre e uma maior razão acelerador/enxofre, em relação ao sistema de vulcanização padrão apresentou todas as propriedades de acordo com a especificação técnica exigida para o composto padrão (S0) e redução no tempo de armazenamento e minimização da pré-vulcanização.

Efeito da adição de sílica, óxido de grafeno e agentes organossulfurados na vulcanização e nas propriedades de compostos baseados em borracha natural.

“…No entanto, um sistema de vulcanização é determinado essencialmente pela razão entre a quantidade de enxofre e aceleradores empregados. A proporção entre enxofre e acelerador resulta em diferentes características de reticulação e, consequentemente, afeta as propriedades físicas e químicas do composto vulcanizado [7,74,100] . A Tabela 4 apresenta as proporções de acelerador/enxofre referentes a três sistemas de vulcanização comumente utilizados em formulações de elastômeros.…”

“…A reometria é uma técnica amplamente utilizada para se determinar o tempo de vulcanização do composto e também, características importantes do processo de vulcanização [100] . A partir da curva reométrica, é possível se determinar: A técnica de reometria de disco oscilatório (ODR) baseia-se no princípio de que a rigidez do elastômero é proporcional à sua densidade de reticulação.…”

“…A borracha natural, assim como os demais elastômeros sintéticos, pode ser transformada em compostos vulcanizados por meio de processos mecânicos e termomecânicos que promovem a mistura e homogeneização dos componentes da formulação como, por exemplo, cargas, óleos, aditivos e agentes de vulcanização, dentre outros, seguido de conformação e temperatura [100,103] .…”

“…As principais cargas de caráter semireforçantes são: caulim, carbonato de cálcio e de magnésio, sílicas provenientes da queima da casca de arroz, entre outras. Por fim, as cargas de caráter reforçante são capazes de proporcionar aumentos em dureza, resistência à tração e ao rasgamento, resistência à abrasão, na estabilidade térmica e dimensional, na condutividade térmica e elétrica e nas propriedades dinâmicas [7,84,100] . Dentre as principais cargas de reforço, destacam-se o negro de fumo e as sílicas precipitadas e pirogênicas, ambas amplamente utilizadas em artefatos técnicos que necessitam de alto desempenho mecânico e maior durabilidade [111] .…”

“…A sílica amorfa também pode ser encontrada naturalmente, sob a forma de sílicas biogênicas (sílica produzida por organismos vivos), obtidas sinteticamente como a sílica vítrea ou a sílica fundida (vidro), ou produzidas a partir do tratamento térmico das formas cristalinas da sílica [115] . Os dois tipos de sílica sintética amorfa mais comumente utilizada em compostos poliméricos são: a sílica precipitada e a sílica pirogênica [100] .…”