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Borracha: Auxiliares de Processamento

Auxiliares de Processamento

Auxiliares de Processamento

Manuel Morato Gomes (Rubberpedia, portal da indústra da borracha)

::: Por Manuel Morato Gomes


SOBRE OS AUXILIARES DE PROCESSAMENTO

Os auxiliares de processamento podem ser definidos como “qualquer material que usado em pequenas dosagens melhora as características do processo, sem afectar significativamente as propriedades físicas” [1]. Este tipo de produtos sofreu uma evolução considerável quando em 1954 a Schill & Seilacher registou a sua marca comercial "Struktol", tendo-se verificado nas últimas duas décadas uma proliferação de aditivos classificados como auxiliares de processamento. A química destes produtos e seu comportamento constituem uma das novas áreas da formulação de compostos de borracha.

Os ingredientes clássicos para a formulação de compostos de borracha são introduzidos para melhorar as propriedades do produto, enquanto que os auxiliares de processamento são utilizados para melhorar a produtividade e a processabilidade [2]. Os auxiliares de processamento actuam desde a misturação (reduzindo a viscosidade, reduzindo o tempo de misturação e aumentando a dispersão) à vulcanização (melhorando o fluxo, a desmoldagem e a limpeza do molde) [1]. Em consequência, os auxiliares de processamento, permitem implementar métodos de produção mais rápidos, reduzindo o consumo de energia e a quantidade de desperdícios, favorecendo o rendimento e a qualidade dos produtos acabados [1] [2] [3] [4].


CLASSIFICAÇÃO DE ACORDO COM OS EFEITOS PRODUZIDOS

Os auxiliares de processamento podem ser classificados de acordo com a sua estrutura química mas, de maior interesse para o formulador de compostos de borracha é a subdivisão de acordo com os efeitos produzidos (veja-se tabela I) [1]. Algumas classes de substâncias, como os ésteres de ácidos gordos, lubrificantes e agentes de dispersão, apresentam efeitos múltiplos, isto é, sobrepõem-se e complementam-se.


Tabela I - Efeitos dos auxiliares de processamento - composição química (exemplos) [1]

EFEITOS

EXEMPLOS

Peptização

Dissulfureto de 2,2´dibenzamidodifenil
Pentaclorotiofenol
Sabões de zinco (zinc soaps)

Dispersão

Esteres de ácidos gordos
Sabões metálicos (metal soaps)
Álcoois gordos (fatty alcohols)

Fluxo

Sabões metálicos metal soaps)
Esteres de ácidos gordos
Amidas de ácidos gordos
Ácidos gordos

Homogeneização

Misturas de resinas

Desmoldagem

Organosilicones
Esteres de ácidos gordos
Sabões metálicos (metal soaps)
Amidas de acido gordos

Consideremos alguns auxiliares de processamento tais como: peptizantes, dispersantes, homogeneizantes e lubrificantes.

a) Peptizantes [1]

Os peptizantes podem ser divididos em peptizantes químicos, reduzem a viscosidade do polímero por quebra de ligações químicas da cadeia, e peptizantes físicos, também conhecidos por auxiliares de mastigação que reduzem a viscosidade do polímero por lubrificação interna. São muito utilizados com borracha natural (NR). Os peptizantes devem ser adicionados no início do ciclo de misturação e como são fornecidos sob a forma de "pastilhas" são rapidamente incorporados e dispersos. O peptizante não deve reagir com outros aditivos nem continuar o processo degradativo após a mastigação.

b) Dispersantes [1]

Dado que os dispersantes são na sua maioria derivados dos ácidos gordos, podem ser vistos como um subgrupo dos lubrificantes embora a propriedade central seja a dispersão. Em particular eles melhoram a dispersão dos constituintes sólidos da mistura, reduzem a duração do ciclo de misturação e têm uma influência positiva nas etapas posteriores do processamento.

c) Homogeneizantes [1]

Estes produtos, normalmente misturas de hidrocarbonetos aromáticos, são usados para melhorar a homogeneização dos compostos baseados em diferentes polímeros, reduzir a energia/tempo para completar a mistura, melhorar a dispersão das cargas e melhorar o aspecto da borracha misturada, tornando-a mais lisa. Quanto maior for a diferença entre o parâmetro de solubilidade e/ou viscosidade de cada elastómero constituinte da mistura, mais difícil será a obtenção de uma mistura uniforme [1].

Em teoria, o uso de vários plastificantes, cada um compatível com diferentes elastómeros, pode melhorar a homogeneidade da mistura, desde que tenham uma viscosidade suficientemente alta para manter um elevado cisalhamento durante a misturação. Como os plastificantes têm a desvantagem de serem propensos à migração e "bloom", é frequente o uso de misturas de produtos de elevado peso molecular, como as resinas [1].

d) Lubrificantes [1]

Neste grupo podemos citar, entre outros, os ésteres de ácidos gordos, álcoois gordos (fatty alcohols), ceras de polietileno, sabões metálicos (metal soaps), amidas de ácidos gordos e organosilicones. Os benefícios obtidos com o uso dos lubrificantes vão desde a misturação (incorporação mais rápida das cargas, melhor dispersão, menor temperatura de descarga, menor viscosidade obtida e menor potência consumida) até à vulcanização (mais rápido enchimento da cavidade a uma pressão de operação mais baixa e consequente redução da tensão no moldado, ciclos de vulcanização mais curtos, menor sujidade do molde e mais fácil desmoldagem).


Lubrificantes internos e externos

Embora muitas vezes sugerida, a classificação dos lubrificantes em internos e externos não é possível de ser feita já que não se consegue estabelecer uma diferenciação exacta entre eles, exceptuando alguns exemplos como o PTFE em pó e a grafite. Acresce ainda que todos os lubrificantes para compostos de borracha combinam os efeitos de lubrificação interna e externa. De uma forma simples podemos dizer que o lubrificante interno modifica a viscosidade e melhora a dispersão das cargas, enquanto que um lubrificante externo reduz a fricção entre o elastómero e as superfícies metálicas dos diferentes equipamentos usados no processamento.



REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] - SCHLII + SEILACHER, Rubber Handbook.
[2] - HEPBURN, C., Aids in Rubber Processing, International Review of High Performances Rubber Products Manufacture - Rubber Technology International'97, p.35, 1997.
[3] - HOFMANN W., Rubber Technology Handbook, Hanser, New York, 1989.
[4] - STONE, G. R., HEMSEL, M. e MENTING, H., Additives and Peptisers - their use in NR, International Review of High Performances Rubber Products Manufacture - Rubber Technology International'98, 1998.



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