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Borracha de Butadieno Estireno (SBR)

Polímeros / Elastómeros / Borrachas

Borracha de Butadieno Estireno (SBR)

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

::: Por Manuel Morato Gomes


SOBRE A BORRACHA DE BUTADIENO ESTIRENO

A borracha de butadieno estireno, SBR, é sem dúvida a borracha sintética mais difundida no mundo. Foi elaborada primeiro na Alemanha na década de 1930 com o nome de Buna S e posteriormente estudada nos Estados Unidos durante a 2ª guerra mundial com a denominação de GRS (Government Rubber-Styrene), sendo esta denominação posteriormente substituída por SBR. O produto alemão era, na altura, de difícil processamento [1] [2] [3].

O butadieno (CH2=CH-CH=CH2) e o estireno (C6H5-CH=CH2) são os monómeros de base para a produção de SBR, sendo o conteúdo de estireno de cerca de 23,5% , havendo todavia graus de SBR com teor de estireno de 40 a 85%. À medida que aumenta o teor de estireno, o produto da polimerização (SBR) assume mais a característica de produto termoplástico, pelo que este tipo se usa sempre combinado com SBR normal, obtendo-se, assim, maior facilidade de trabalho [1].

A maior parte do SBR, cerca de 85 a 90%, é polimerizado por emulsão, os E-SBR, sendo os restantes 10 a 15% polimerizados em solução, os S-SBR. Em função da temperatura de polimerização, a borracha obtida é classificada de “hot rubber” se a temperatura de polimerização é de cerca de 55 °C e de “cold rubber” se a temperatura de polimerização se situa entre 5-10 °C, possuindo esta última melhores características de laboração. Considerando o tipo de estabilizadores usados na polimerização, o SBR é classificado de SBR manchante (staining) e SBR não manchante (non-staining) [1] [2].

Existe também o SBR estendido com óleo (oil extended SBR), sendo o mais vulgar o que contém 25 a 50 partes em peso de plastificante sobre 100 partes de borracha, sendo este tipo de SBR o de mais fácil processamento. Os óleos usados podem ser aromático ou nafténico; o óleo parafínico não é utilizado porque não é suficientemente solúvel no SBR. Os tipos mais conhecidos de SBR extendido com óleo eram o SBR 1712 (escuro) e o SBR 1778 (claro) [1]. Há já vários anos, o SBR 1712 que era o grau mais usado de todos os SBR´s estendidos com óleo e manchantes, foi substituído em muitos casos, pelo SBR 1723.

Outras formas populares de SBR modificado são os “Masterbatches” feitos com óleo, negro e negro e óleo.


CLASSIFICAÇÃO DAS BORRACHAS DE SBR

O Instituto Internacional dos Produtores de Borracha Sintética (IISRP) elaborou um esquema de classificação que foi genericamente aceite [3]. Os números de série usados para as borrachas de butadieno estireno (SBR) são os seguintes:

1000 - Borrachas não pigmentadas polimerizadas a quente;
1500 - Borrachas não pigmentadas polimerizadas a frio;
1600 - “Masterbatches” de borracha polimerizada a frio, negro de carbono e óleo, contendo até 14 partes de óleo, por cem;
1700 - “Masterbatches” de borracha polimerizada a frio e óleo (oil extended SBR);
1800 - “Masterbatches” de borracha polimerizada a frio, negro de carbono e óleo, contendo mais de 14 partes de óleo por cem;
1900 - “Masterbatches” de diversos polímeros sem óleo.

Como já foi anteriormente referido cerca de 85 a 90% do SBR que é utilizado na indústria de borracha é produzido usando a polimerização por emulsão, os E-SBR, enquanto os restantes 10 a 15% são obtidos por polimerização em solução, os S-SBR.

Apresentamos seguidamente duas tabelas com a classificação dos E-SBR, uma dedicada a alguns tipos de E-SBR que não têm óleo incorporado e outra correspondente a alguns tipos de E-SBR que têm óleo incorporado.


Tabela I - Borrachas de E-SBR não estendidas com óleo

Grau

Produto (Manchante, Não Manchante)

% de Estireno presente

Viscosidade Mooney ML 1+4 (100 ºC)

Densidade

ESBR 1500

Manchante

23,5

52

0,94

ESBR 1502

Não Manchante

23,5

52

0,94

ESBR 1507

Não Manchante

23,5

35

0,94

ESBR 0202

Não Manchante

46

45

0,98

ESBR 1503

Não Manchante

23,5

52

0,93




Tabela II - Borrachas de E-SBR estendidas com óleo

Grau

Produto (Manchante, Não Manchante)

% de Estireno presente

Viscosidade Mooney ML 1+4 (100 ºC)

Densidade

ESBR 1723

Manchante

23,5

43

0,93

ESBR 0122

Manchante

37

52

0,95

ESBR 1739

Manchante

23,5

46

0,92

ESBR 1778

Não Manchante

23,5

55

0,92

ESBR 1778N

Não Manchante

40

53

0,98



Alguns produtores de borracha de butadieno estireno de emulsão, E-SBR e, diga-se também, de borracha de butadieno estireno de solução, S-SBR, apresentam alguns graus com algumas variações relativamente às caracteísticas base, sendo nesses casos a designação do referido grau apresentada com a colocação de letras extra. Temos, por exemplo, no grupo dos E-SBR, o Europrene 1502 BA, o Europrene 1509 FBCA ou o Europrene 1509 FBA e no grupo dos S-SBR os diferentes Europrenes SOL B ou Europrenes SOL R. De referir igualmente que alguns produtores de SBR´s têm graus especiais no mercado como a NIPOL, por exemplo, que apresenta o NIPOL NS 612 e o NIPOL NS 616, dois S-SBR´s especiais para serem usados com a tecnologia da sílica no fabrico de pneus. Ver mais exemplos de borrachas de SBR, obtidas por polimerizaçaõ em emulsão ou por polimerização em solução em:

» Borrachas E-SBR

» Borrachas S-SBR

PROPRIEDADES

Os vulcanizados obtidos a partir da borracha de butadieno estireno (SBR) apresentam melhor resistência à abrasão do que a borracha natural (NR), assim como uma melhor resistência a altas temperaturas (100 °C) e ao envelhecimento, mas uma menor flexibilidade e elasticidade a baixas temperaturas (até cerca de -40 °C). No caso das temperaturas elevadas, os vulcanizados de SBR apresentam um endurecimento e não um amolecimento como acontece com os vulcanizados de borracha natural. A borracha de butadieno estireno é moderadamente resistente ao oxigénio, ao ozono e à luz solar e não é recomendada para o contacto com hidrocarbonetos e ácidos orgânicos, sendo a sua resistência química semelhante à da borracha natural. O SBR, tal como a borracha natural, é classificado, segundo a Norma ASTM D 2000, como uma borracha do tipo A e da classe A.

» Norma ASTM D 2000


CONSIDERAÇÕES SOBRE AS FORMULAÇÕES DE SBR

As formulações de borracha de butadieno estireno (SBR) podem ser baseadas somente em borracha de butadieno estireno com maior ou menor teor em estireno ou em combinações dela com outras borrachas, tais como, com borracha Natural (NR) ou com borracha de Polibutadieno (BR), as combinações mais frequentemente usadas, ou mais raramente com outros tipos de borrachas, como por exemplo, borracha de Acrilonitrilo Butadieno (NBR). Neste último caso, a utilização do SBR tem por finalidade facilitar a misturação e o processamento do NBR, além de poder melhorar, obviamente, a resistência do SBR aos óleos. As percentagens usadas, em qualquer dos casos, dependem das propriedades que pretendemos atingir.

Nas formulações baseadas na borracha de butadieno estireno usam-se sempre, Cargas Brancas e/ou Negros de Carbono. Dentro das Cargas Brancas citamos, entre outras, a sílica, provavelmente a mais usada de todas devido à grande aplicação do SBR na indústria de calçado, o silicato de alumínio, o carbonato de cálcio, o caulino e o talco. O tipo de carga branca ou combinações de diferentes cargas brancas e respectivas quantidades usadas, dependem, obviamente, das propriedades pretendidas.

Dentro dos Negros de Carbono salientamos os seguintes:

N 330, HAF, High Abrasion Furnace

N 339, HAF-HS, High Abrasion Furnace, High Strucrure

N 660, GPF, General Purpose Furnace

N 762, SRF-LM-NS, Semi-Reinforcing Furnace, Low Modulus, Non-Staining

As formulações de borracha de butadieno estireno (SBR) necessitam também e como a grande maioria de todas as outras formulações, de antioxidantes, antiozonantes, auxiliares de processamento, enxofre e aceleradores.

» Antioxidantes e Antiozonantes

» Auxiliares de Processamento

» Introdução à Vulcanização

» Vulcanização com Enxofre

Quando abordamos a escolha do sistema de vulcanização para as formulações de borracha de SBR devemos, se estivermos a fazer uma formulação para solas transparentes, prestar muita atenção aos aceleradores escolhidos, dada a forma como eles influenciam e condicionam a cor dos vulcanizados. É uma certeza que a combinação de aceleradores escolhida e a respectiva quantidade usada de cada um, bem como a temperatura de vulcanização, condicionam fortemente a cor obtida.

Dentro dos sistemas de vulcanização usados, podemos citar, por exemplo, os seguintes:

Enxofre, MBTS (Dissulfureto de dibenzotiazilo) e MBT (Mercaptobenzotiazol)

Enxofre, MBTS (Dissulfureto de dibenzotiazilo) e TMTD (Dissulfureto de tetrametil tiurame)

Enxofre, CBS (N-ciclohexil benzotiazil sulfenamida) e TMTD (Dissulfureto de tetrametil tiurame)

Enxofre, HMTA (Hexametilenetetramina), MBTS (Dissulfureto de dibenzotiazilo) e TMTD (Dissulfureto de tetrametil tiurame)

Enxofre, TMTD (Dissulfureto de tetrametil tiurame) e DPG (Difenilguanidina)

Enxofre, TBBS (N-tert-butil-2-benzotiazol sulfenamida) e DPG (Difenilguanidina)

Em solas transparentes, algumas cores podem ser obtidas usando as seguintes combinações de aceleradores:

Cor Acastanhada usando Enxofre, MBTS (Dissulfureto de dibenzotiazilo), DPG (Difenilguanidina) e TMTD (Dissulfureto de tetrametil tiurame)

Cor Beije Transparente usando Enxofre, MBTS (Dissulfureto de dibenzotiazilo) e DPG (Difenilguanidina)

Cor Branca transparente usando Enxofre, TMTD (Dissulfureto de tetrametil tiurame), MBT (Mercaptobenzotiazole) e ZDEC (Dietil ditiocarbamato de zinco)


APLICAÇÕES

A borracha de butadieno estireno (SBR) é muito usada na produção de diferentes tipos de pneus, na produção de pisos para recauchutagem e na produção de solas e tacões, para além de muitas outras aplicações. Também é frequentemente usada no fabrico de rodas para as mais diversas aplicações, no fabrico de revestimentos de borracha para pavimentos, no fabrico de juntas para frigorificos, no fabrico dos mais diversos modelos de tapetes para banheira e poliban e no fabrico de diversos artigos de desporto. Além disso, o SBR também é usado na obtenção de diversos produtos extrudidos, como por exemplo, diferentes tipos de tubos.



REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] - NAGDI, KHAIRI, Manualle della Gomma, Tecniche Nuove, 1987.
[2] - MORTON, M. - Rubber Technology, 2nd Edition, Van Nostrand Reinhold, New York, 1989.
[3] - BARLOW, FRED W. , Rubber Compounding - Principles, Methods and Technics, Marcel Dekker, 1988.


LINKS ÚTEIS

» SBR Emulsão, Buna SE
» SBR Solução, Buna SL e outras
» Dynasol Elastomers - Repsol (Solprene)
» Dynasol Elastomers - Repsol (Calprene)
» Versalis Revive - ESBR
» Korea Kumho Petrochemical Co (Kosyn)
» Synthos Rubber (Ker)
» Alcan Rubber (SBR)
» Alcan Rubber (SBR c/ Alto Teor de Estireno)
» Kralex
» Zeon (SBR Zeon)
» Schill+Seilacher (Aditivos Gerais para Borracha)
» Schill+Seilacher ("Zinc Soaps")


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