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Borracha de Poliisopreno (IR)

Polímeros / Elastómeros / Borrachas

Borracha de Isobutileno Isopreno (IIR), Borracha de Clorobutil (CIIR) e Borracha de Bromobutil (BIIR)

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

::: Por Manuel Morato Gomes


A - SOBRE A BORRACHA DE BUTIL

A borracha de IIR copolímero de isobutileno e isopreno, é conhecida como borracha butílica, e foi introduzida no mercado em 1942. É considerada como pertencente à categoria das borrachas para aplicações especiais (SPR) em contraste com as borrachas para aplicações gerais (GPR) como a borracha natural (NR), a borracha de butadieno estireno (SBR) e a borracha de polibutadieno (BR). A borracha butílica é um composto polimerizado em solução de isobutileno com uma pequena percentagem de isopreno catalizada por AlCl3 dissolvido em cloreto de metilo [1][2]. Na fig.1 apresentamos a estrutura da borracha butilica [5].


borbutilicafig1

Fig.1 - Estrutura da borracha butilica.

As borrachas butílicas de diferentes produtores distinguem-se do ponto de vista químico pela viscosidade, estabilização e conteúdo de isopreno que varia de 0,6 a 3%, normalmente na ordem de 2%, sabendo-se que um conteúdo elevado de isopreno aumenta a velocidade de vulcanização mas diminui a resistência ao ozono e ao envelhecimento [1][3]. Na produção da borracha butílica, IIR, o isopreno pode adicionar-se à cadeia principal de três formas diferentes a saber: 1,2; 3,4 ou 1,4 adição [4].

O relativo baixo grau de insaturação apresentado pela borracha butílica (IIR), comparativamente com o das borrachas de NR, SBR, BR, CR e NBR é o responsável pela grande resistência da borracha butílica ao oxigénio, ozono e calor [3][4]

A borracha butílica sofreu a partir de 1986 uma forte concorrência da borracha de etileno-propileno-dieno (EPDM) devido a algumas vantagens oferecidas por esta última


Vulcanização do Butil

A borracha butílica pode ser vulcanizada por três métodos básicos [2]:

- vulcanização com enxofre e aceleradores;
- vulcanização com quinona dioxima;
- vulcanização com resina.

Vamos, então, analisar em detalhe as possibilidades de vulcanização referidas para a borracha de butil (IIR).


1- vulcanização com enxofre e aceleradores

O butil, da mesma forma que as borrachas que têm elevada insaturação, pode ser reticulado com enxofre e activado com óxido de zinco e aceleradores orgânicos. Só se obtêm estados de vulcanização adequados com aceleradores muito activos de tiurames e ditiocarbamatos [2]. Podem também usar-se para melhorar a segurança do processo (maior ts2 da curva reométrica) outros aceleradores menos activos, como os derivados de tiazóis. A maioria das formulações inclui óxido de zinco, enxofre, tiurame ou ditiocarbamato e tiazol modificado nas quantidades de 5; 0,5 a 2; 1 a 3 e 0,5 a 1 phr, respectivamente.

Os tiurames e os ditiocarbamatos fornecem a actividade primária de aceleração que promove um uso do enxofre mais eficiente. Embora os aceleradores de tiurame e ditiocarbamatos formem nitrosaminas, existem ainda muitas formulações de borracha que os utilizam. Todavia recomendamos o uso alternativo de aceleradores que não produzem N-nitrosaminas desde que sejam baseados em aminas primárias ou não possuam azoto incluído. Podemos referir, entre outros, CBS, TBBS, DOTG, DPG, MBT, MBTS, ZMBT e XANTATOS.

Os tiazóis, normalmente mercaptobenzotiazóis, reduzem o tempo de segurança, ts2, durante o processo. Quantidades elevadas de ditiocarbamatos e quantidades pequenas de enxofre, favorecem a formação de reticulações monossulfídicas mais estáveis. O uso de dadores de enxofre, por exemplo dissulfureto de tetrametiltiurame (TMTD) em substituição de enxofre elementar também promove a formação de ligações monossulfídicas elementares [2]. Podemos substituir o TMTD que gera nitrosaminas por MBTS que também pode servir como inibidor de prévulcanização, por TBzTD (tiurame com elevado peso molecular), ou ainda por um ditiocarbamato como o ZBEC. O tempo de segurança do pocesso (ts2) pode ser aumentado pela adição de MgO.


2- vulcanização com quinona dioxima

Esta vulcanização é por vezes simplesmente referida, como vulcanização com quinona ou como vulcanização com dioxima.

A vulcanização do butil com p-quinona dioxima (QDO) ou com dibenzoato de p-quinona dioxima (DBQDO) continua através de uma fase de oxidação que forma o agente activo da reticulação, p-dinitrosobenzeno [5][6].

O uso dos óxidos metálicos (tais como PbO2, Pb3O4 e MnO2) ou de MBTS como agente oxidante, aumenta a taxa de vulcanização permitindo a realização da vulcanização à temperatura ambiente tal como nos adesivos [5]. Na fig. 2 vemos um esquema da reacção que ocorre na vulcanização da borracha butílica com uma dioxima


figbr

Fig.2 - Vulcanização da borracha de butil com uma dioxima.


3- vulcanização com resina

As resinas de fenol formaldeído, usadas na vulcanização, são classificadas como resols [5], isto é, sistemas de resinas tridimensionais que formam uma rede de reticulação que pode servir como resina reforçante, em comparação com as resinas de novolac que são lineares.

A vulcanização da borracha butílica (e de outros elastómeros contendo insaturação olefínica) pelo método da “vulcanização com resina” é dependente da reactividade dos grupos fenol e metilol das resinas reactivas de fenol-formaldeído [2].

Os baixos niveis de insaturação do butil necessitam que a vulcanização por resina seja activada através de materiais que contenham um halogéneo, SnCl2 ou elastómeros que contenham halogéneo como o policloropreno (CR). Neste caso, a quantidade de policloropreno utilizada na formulação não conta como parte do conteúdo total de polímero. A activação do cloreto estanhoso e a estabilidade da reticulação resultante à reversão, após aquecimento prolongado, é uma característica importante da vulcanização por resina e daí a sua utilização na fabricação de diafragmas para vulcanização de pneus. Uma resina de octifenol formaldeído muito usada é a resina SP 1045 da Schenectady Chemical's.

Se pretendermos um sistema de vulcanização com resinsa, mais reactivo e não requerendo activador externo, devemos substituir alguns dos grupos hidroxilo do grupo metilol por bromo. Um exemplo deste tipo de resinas é a resina de octifenol formaldeído SP 1055 da Schenectady Chemical's .

Vamos referir também, outros sistemas de vulcanização para a borracha butil. É necessário, por vezes, o uso de um acelerador secundário no sistema de vulcanização. Nesta situação é frequente usarem-se como dadores de enxofre polímeros de dissulfureto de alquil fenol (por exemplo um da série comercial Vultac) com percentagem em peso de enxofre variável entre 18% e 30% e pontos de amolecimento variáveis entre 55°C e 120°C [5][7].

Apresentamos , em resumo na tabela I, alguns sistemas de vulcanização que podem ser usados na vulcanização de compostos de borracha butil [5][8][9].


Tabela I - Sistemas de vulcanização para compostos de borracha butil [5][8][9]

Sistemas de vulcanização (designação);

constituintes do sistema e phr

Aplicações

Quinona

Zn0=5,0 ; MgO=2,0 e Benzoquinona Dioxime=2,0

Cobertura de cabos eléctricos

Enxofre e acelerador

ZnO=5,0 ; Ác. esteárico=2,0 ; Enxofre=2,0 ; MBTS=0,5 ; TMTD=1,0 e MgO=0,5

Câmaras de ar

Resina

ZnO=5,0 ; SP 1045=10,0 ; Policloropreno=5,0

Diafragmas para vulcanização de pneus

ZnO=5,0 ; Ác. esteárico=1,0 ; SP 1055=12,0

Diafragmas para vulcanização de pneus


Propriedades Características do Butil

Os vulcanizados de borracha butílica apresentam como propriedades características [1][3][4]:

- elevado amortecimento (valores elevados de tang δ);
- muito baixa permeabilidade ao gás e ao ar;
- boas propriedades de isolamento eléctrico;
- boa resistência ao ozono e à intempérie;
- muito boa resistência ao vapor e ao calor seco;
- boa resistência a óleos e gorduras de origem animal e vegetal;
- boa flexibilidade a baixas temperaturas;
- elasticidade limitada à temperatura normal;
- boa resistência à compressão;
- boas propriedades de vedação;
- impermeável ao dimetilformamide (DMF) que é um solvente electrolítico comum.

Não é compreensível, considerando a química do copolímero IIR, que a sua resistência aos óleos seja baixa e comparável à apresentada pela borracha natural (NR) e pela borracha de polibutadieno (BR), já que, a borracha butílica, tal como como a borracha de acrilonitrilo butadieno (NBR), não contém hetero-átomos tais como N ou O, que normalmente reduzem a compatibikidade com os óleos minerais [3]. A borracha butílica não resiste a óleos minerais, a hidrocarbonetos alifáticos, aromáticos e clorados, nem a combustíveis como a benzina e o gasóleo.

Aplicações mais Importantes do Butil

As aplicações mais importantes da borracha butílica encontram-se na indústria de pneus. O segundo maior campo de aplicação encontra-se na indústria farmacêutica. Logo a seguir vem a chewing gum industry. Usa-se também no fabrico de folhas de reduzida espessura para isolamentos, numa variedade de produtos de engenharia nomeadamente apoios e no fabrico de vestuário de protecção. A borracha de butil, devido à sua excelente capacidade de vedação, é também apropriada para a produção de vedantes para condensadores químicos, muito usados mundialmente na indústria electrónica. Todavia, cada vez mais a borracha butílica é substituída pelas borrachas de clorobutil e de bromobutil.


B - SOBRE A BORRACHA DE CLOROBUTIL

A borracha de clorobutil (CIIR) sendo manufacturada de uma forma muito semelhante à de IIR representa uma varição interessante da borracha butílica (IIR) e é obtida pela cloração desta última. O conteúdo de cloro varia de 1,1 a 1,3% [1]. Com a ntrodução do átomo de cloro no grupo isopreno a actividade da borracha fica bastante aumentada. A borracha de clorobutil apresenta várias vantagens relativamente à borracha butílica (IIR) como, por exemplo, elevada velocidade de vulcanização, baixa deformação permanente e compatibilidade com outras qualidades de borracha [1]. A borracha de CIIR pode ser combinada, contrariamente à borracha butílica, com borracha natural (NR), com borracha de butadieno estireno (SBR), com borracha de polibutadieno (BR), com borracha de policloropreno (CR), com borracha de nitrilo butadieno (NBR), etc... . É possível, assim, combinar a excelente resistência ao ozono e permeabilidade ao gás da borracha butílica com a elasticidade e a flexibilidade a baixa temperatura da borracha natural, e fazer várias outras combinações com as diferentes borrachas atrás referidas de forma a obter uma gama melhor de propriedades do que a obtida com qualquer uma das várias borrachas referidas, sózinha [1].


Vulcanização do Clorobutil

A presença da insaturação olefínica e de cloro reactivo no butil clorado proporciona uma grande variedade de técnicas de vulcanização. A selecção do sistema de vulcanização é, uma vez mais, função das condições de serviço e do uso final do produto de borracha. Embora a vulcanização convencional, com enxofre e aceleradores, seja possível e eficiente, vamos abordar outras técnicas de vulcanização para o clorobutil (CIIR) que não são adequadas para o butil, IIR [2]:

- vulcanização com óxido de zinco;
- vulcanização com resina;
- vulcanização com dissulfureto de alquil fenol;
- vulcanização com amina e tioureia;
- vulcanização a baixa temperatura.


1 - vulcanização com óxido de zinco

A vulcanização com óxido de zinco é sensível ao carácter ácido ou alcalino dos ingredientes do composto de borracha. Em geral, os ácidos aceleram a vulcanização enquanto que as bases a retardam. Numa vulcanização de óxido de zinco com ácido esteárico, ocorre esterificação no local do halogéneo. Além disso o ácido esteárico diminui o delta torque (MH-ML na curva reométrica). Em contraste, o estearato de cálcio diminui a velocidade de vulcanização e o delta torque [5].

O óxido de zinco, preferencialmente na presença de algum ácido esteárico, pode funcionar como único agente de vulcanização para o clorobutil. O uso de somente 3-5 phr de óxido de zinco pode vulcanizar um composto de clorobutil. O uso de mais de 5 phr de óxido de zinco não afecta a taxa de vulcanização mas pode melhorar a resistência ao calor [5][6]. Quando o óxido de zinco é usado como reagente de vulcanização, as quantidades iniciais de cloreto de zinco necessárias são provavelmente formadas como o resultado da dissociação térmica de algum do cloreto alílico para produzir ácido clorídrico. A reacção subsequente do ácido clorídrico com óxido de zinco fornece o agente catalítico [2]. O óxido de zinco reagirá com o halogéneo do polímero sendo o halogéneo mais activo o que se encontra na posição alílica. É necessária a presença de estearato de zinco ou de octoato de zinco como agente de solubilização. A presença de MBTS e/ou óxido de magnésio é útil como retardador. Demasiado MgO pode prejudicar a resistência à compressão e as propriedades de flexão, mas, ao mesmo tempo pode aumentar a resistência ao calor.


2 - vulcanização com resina

Tanto o clorobutil como o bromobutil podem ser vulcanizados com resinas fenólicas reactivas ao calor, normalmente caracterizadas por terem 6 a 9%, em peso, de grupos metilol [2].

Diferentemente do butil convencional, o clorobutil não necessita para a obtenção de uma vulcanização eficiente, nem da presença de um promotor nem de outro catalizador além do óxido de zinco, obtendo-se uma vulcanização rápida e firme com uma quantidade de reagente menor [2].

As resinas bromadas reagem a temperaturas de vulcanização mais baixas. As resinas não halogenadas, quando usadas com borrachas de halobutil (bromobutil e clorobutil), não necessitam de promotores, dando boas taxas de vulcanização e de segurança do processo, mesmo a 180°C. Os sistemas de vulcanização habituais consistem em 3 a 6 phr de resina para o clorobutil e de 0,5 a 2,5 phr para o bromobutil [5].

Como já referido, o óxido de zinco é bom retardador mas afecta as propriedades dos vulcanizados. O MBTS que pode actuar como activador e como retardador da vulcanização também melhora as características de resistência ao calor da vulcanização por resina, mantendo a boa resistência ao ozono que é característica deste tipo de vulcanização. O DPG é um efectivo retardador da vulcanização com resina e tem menor efeito nas propriedades físicas.


3 - vulcanização com dissulfureto de alquil fenol

Os dissulfuretos de alquil fenol (com o nome comercial Vultac) são particularmente eficazes na vulcanização de misturas de clorobutil com borracha com elevada insaturação, originando vulcanizados com elevada qualidade. Estes agentes de vulcanização são muito usados nos componentes de pneus em que é necessária uma boa adesão entre compostos de clorobutil e compostos de elevada insaturação de elastómeros de uso geral [5]. Apresentam excelentes propriedades físicas, resistência ao envelhecimento por calor e resistência ao ozono em compostos de clorobutil-borracha natural.

Os dissulfuretos de alqil fenol diminuem o ts2 pelo que é necessário o uso de MBTS e/ou óxido de magnésio. Estes sistemas normalmente não são usados na borracha de bromobutil devido ao comportamento “scorchy” (baixo valor de ts2 na curva reométrica). Uma boa adesão com bromobutil pode ser obtida com enxofre e aceleradores comuns, como o MBTS [5].


4 - vulcanização com amina e vulcanização com tioureia

A maior vantagem da vulcanização com amina é a resistência ao ozono obtida. As formulações de amina tendem a ser “scorchy” (ts2 baixo) e o uso de derivados de aminas tais como o carbamato de hexametileno tetramina, como por exemplo o Diak nº1 (nome comercial) dá segurança ao processo [5].

Usado em formulações com cargas minerais, o acelerador DETU, dietil-tioureia, em combinação com enxofre e óxido de magnésio dá aos compostos de borracha uma velocidade de vulcanização excepcionalmente rápida. Para se obter um processo com comportamento satisfatório podemos diminuir a velocidade referida pela adição de TMTD e MBTS sem que as propriedades dos vulcanizados obtidos sejam grandemente afectadas [5].


5 - vulcanização a baixa temperatura

Se combinarmos cloreto de zinco ou cloreto estanhoso (1 phr) com enxofre e ditiocarbamatos, tiurames e tioureias podemos obter vulcanizados a 100°C [5]. Aqueles halogéneos em combinações com aceleradores mais activos vulcanizarão à temperatura ambiente. Um sistema excelente para se efectuarem vulcanizações à temperatura ambiente em 24 horas, é formado por óxido de zinco, ETTC (tritiocarbonato de etileno), cloreto estanhoso e ácido salicílico nas quantidades de 5 phr, 2 phr, 2 phr e 1 phr, respectivamente.

Apresentamos, em resumo na tabela II, alguns sistemas de vulcanização que podem ser usados na vulcanização de compostos de borracha de clorobutil [5].


Tabela II - Sistemas de vulcanização para compostos de clorobutil [5]

Sistemas de vulcanização (designação)

Constituintes de sistema e phr

Velocidade de vulcanização

Tempo de segurança (ts2)

Características

Aplicações

Óxido de zinco

ZnO=3,0

Moderada

Bom

Não tóxico, baixa velocidade de vulcanização a menos de 160°, boa resistência ao calor (>150°C)

Contentores para alimentos, diafragmas para vulcanização de pneus e câmaras de ar

Enxofre-Tiazol

ZnO=3,0 ; MBTS=2,0 ; Enxofre=1,0 ; MgO=0,5

Moderada

Excelente

Controlo dos modulos

“Innerliners“ e peças técnicas

Resina

ZnO=3,0 ; SP 1055=4,0 ; MBTS=2,0

Muito rápida

Muito pequeno

Boa resistência ao calor(>150°C) e à compressão

Indústria farmacêutica e juntas

ZnO=3,0 ; SP 1045=4,5

Lenta

Excelente

Boa resistência ao calor e não tóxico

Indústria farmacêutica e peças técnicas

Dissulfureto de alquil fenol

ZnO=3,0 ; Vultac 5=1,0 ; MBTS=1,0 ; Enxofre=0,5

Moderada

Pequeno

Misturas com NR e EPDM para excelente resistência ao ozono e flexão

Diafragmas para vulcanização de pneus

Baixa temperatura

ZnO=3,0 ; ETTC=2,0 ; SnCl2=2,0 ; Ác. salicilico=1,0

Muito rápidas

Muitíssimo pequeno

Vulcanização à temperatura ambiente

Vedantes e revestimentos



Na tabela III apresentamos outros sistemas, igualmente usados, na vulcanização da borracha de clorobutil [6][8].


Tabela III - Outros sistemas de vulcanização para compostos de clorobutil [6][8]

Sistemas de vulcanização (designação);

Constituintes do sistema e phr

Aplicações

Resina

ZnO=3,0 ; àc. esteárico=1,0 e SP 1045=2,0

Indústria farmacêutica

Enxofre-Sulfanamida

ZnO=2,0 ; Ác. esteárico=1,0 ; Enxofre=1,0 e TBBS=1,5

Para mistura de polímeros

Cloreto de zinco/Cloreto estanhoso

Zno=5,0 ; ZnCl2=2,0 ; SnCl2=2,0

Para revestimentos, folhas



Propriedades do Clorobutil

Desde a sua introdução em 1961, o uso do clorobutil generalizou-se a muitas aplicações onde é necessária resistência ao meio ambiente, baixa permeabilidade aos gases e ao vapor, elevada resistência à flexão e possibilidade de covulcanização com borrachas de elevada insaturação [2]. Para além destas propriedades, o clorobutil oferece também vantagens de versatilidade de vulcanização, reticulações muito estáveis ao calor, excelente inactividade biológica e química, excelente resistência à esterilização, boa retenção ao calor, boa capacidade de vedação e elevada resistência a muitos produtos químicos (muito pequeno aumento de volume). Devemos referir ainda, dada a importância que têm para a indústria farmacêutica, propriedades como, a baixa toxicidade, a baixa absorção de água, a boa resistência à fragmentação durante a penetração por agulhas e a boa compatibilidade com produtos farmacêuticos.

Aplicações do Clorobutil

O clorobutil é usado na indústria de pneus, na indústria farmacêutica e nas mais diversas aplicações, no fabrico de vestuário de protecção, assim como no fabrico de apoios de motor de aviões [2]. Devemos referir também o uso de clorobutil no fabrico de tubos e vedantes para os sistemas de ar condicionado dos automóveis, dada a sua resistência à infiltração pelo refrigerante normalmente utilizado nesses sistemas. A adição de polímeros de CIIR e BIIR aos compostos baseados em polímeros para aplicações gerais, fazem-lhes aumentar o “loss modulus” o que conduz à melhoria na performance de tracção seca ou molhada, performance de travagem e distância de travagem do veículo.


c - SOBRE A BORRACHA DE BROMOBUTIL

A borracha de bromobutil (BIIR) é uma borracha butílica bromada, muito aproximada em estrutura e propriedades ao clorobutil, contendo de 1,8 a 2,4% de bromo [1], localizado nas unidades de isopreno. Tem, tal como a borracha de clorobutil, as propriedades características da borracha butílica, mas apresenta uma maior velocidade de vulcanização e uma boa compatibilidade com outros tipos de borrachas. É muito utilizada quando é necessária uma excelente impermeabilização, uma excelente resistência ao calor e ao envelhecimento. Apresenta, tal como o CIIR, uma maior velocidade de vulcanização e uma boa compatibilidade com muitas outras qualidades de borracha, podendo ser combinada com NR, SBR, CR e IIR [1]. A maior diferença entre o bromobutil e o clorobutil está na maior reactividade da ligação C-Br comparada com a da ligação C-Cl. Esta maior reactividade manifesta-se:

a) na maior versatilidade na vulcanização, isto é,
- maior escolha nos agentes de vulcanização;
- vulcanização mais rápida, em geral;
- menor ts2 em geral;
- necessidade de menor quantidade de agentes de vulcanização.
b) na elevada tendência para covulcanização com borrachas com elevada insaturação.

A fig.3 ilustra as estruturas dos grupos contendo halogéneo encontrados na borracha de bromobutil. A maioria das unidades isoprenil estão na configuração trans. A estrutura II que é a estrutura predominante na borracha halobutílica representa 50 a 60%, seguindo-se as estruturas I, III e IV, representando 30-40%, 5-15% e 1-3%, respectivamente [5][6][8].


borbromobutilicafig1

Fig.3 - Estruturas das unidades de isoprenil na borracha de bromobutil.


Vulcanização do Bromobutil

De uma forma geral, quase todos os sistemas de vulcanização usados com a borracha de clorobutil podem ser igualmente utilizados com a borracha de bromobutil, sendo necessária a realização de alguns ajustes, uma vez que a borracha de bromobutil, fruto da maior reactividade da ligação C-Br comparativamente com a da ligação C-Cl, tem uma velocidade de vulcanização maior e um tempo de segurança menor. Para além do referido, podemos ainda considerar que a vulcanização do bromobutil pode ser considerada como:

1- vulcanização com enxofre;
2- vulcanização livre de zinco;
3- vulcanização com peróxido.


1 - vulcanização com enxofre

O bromobutil vulcaniza somente com enxofre e na ausência de óxido de zinco, mas esta vulcanização não é muito prática, tendo mais interesse académico do que outro qualquer.


2 - vulcanização livre de zinco

Para algumas aplicações é necessário que os compostos de borracha sejam isentos de zinco. O bromobutil, BIIR, é capaz de vulcanizar sem óxido de zinco ou qualquer outro sal de zinco. Os agentes de vulcanização preferidos são diaminas tais como o carbamato de hexametileno tetramina (diak nº 1) [5].


3 - vulcanização com peróxidos

O bromobutil é capaz de ser reticulado com peróxidos, sendo uma boa combinação a constituída por peróxido de dicumilo e um coagente de N,N'(m-fenileno) de nome comercial Vulcofac 13 PDM. Os resultados obtidos com este coagente são superiores aos obtidos com trialicianurato (TAC) e metil acrilatos polifuncionais [5].

Devemos referir que o Vulcofac 13 PDM é capaz de vulcanizar o bromobutil sem o uso de peróxido ou de óxido de zinco. Todavia, os vulcanizados de bromobutil com Vulcofac 13 PDM sem peróxido, apresentam fraca resistência à compressão e elevadíssima resistência ao calor

Um bom sistema de vulcanização é o constituído por peróxido de dicumil e Vulcofac 13 PDM, nas quantidades de 2,0 e 1,0 phr, respectivamente. Este sistema confere aos vulcanizados uma boa resistência ao calor, pelo que deve ser usado quando se necessita de uma elevada resistência à temperatura e ao vapor.


Controlo de Parâmetros de Vulcanização

Na tabela IV [2], mostramos em linhas gerais, várias possibilidades de ajuste do tempo de segurança (ts2), da velocidade de vulcanização e do “modulus” em formulações totalmente baseadas em bromobutil.


Tabela IV - Optimização de um composto, totalmente baseado em borracha de bromobutil[2]

Efeito do aumento de em

Tempo de segurança (ts2)

Velocidade de vulcanização (reómetro)

“Modulus” (curva reométrica)

MgO

Polietileno glicol

=

=

Enxofre

=

MBTS

=

=

TMTD

Resina fenólica

=

=

Ácido esteárico

Antioxidante tipo amina



Propriedades do Bromobutil

O bromobutil, do mesmo modo que o clorobutil, tem a mais baixa permeabilidade ao ar e ao vapor de água de todas as borrachas.

Além disso e para aplicações a elevadas temperaturas, particularmente aquelas onde também é necessária baixa permeabilidade, o bromobutil é o preferido. A mais elevada resistência ao calor é obtida usando HVA-2 como agente de vulcanização, com ou sem peróxido.

No que diz respeito à resistência a químicos e solventes, o bromobutil, borracha de hidrocarboneto não polar com muita baixa insaturação, é resistente a solventes polares, tal como acontece com o clorobutil, sendo o ataque químico mínimo.

A resistência do bromobutil ao ozono é boa e, a não ser para casos especiais, não requer a adição de antioxidantes/antiozonantes.

Para além das propriedades já referidas, o bromobutil tem também excelente resistência à flexão e boas propriedades dinâmicas, tendo obviamente a formulação de ser ajustada ao tipo de deformação envolvida.


Aplicações da Borracha de Bromobutil

A maioria das aplicações da borracha de bromobutil encontram-se na indústria farmacêutica, na indústria de pneus e no fabrico de correias transportadoras resistentes ao calor, de adesivos, de revestimentos de tanques para vulcanização à temperatura ambiente e de cimentos de contacto para promover uma boa adesão, borracha-borracha, por vulcanização



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] - MANUAL FOR THE RUBBER INDUSTRY, Development Section, Leverkusen, Bayer AG, 1993.
[4] - BARLOW, FRED. ,Rubber Compounding - Principles, Methods and Technics, Marcel Dekker, 1988.
5] - MODEL VULCANIZATION SYSTEMS FOR BUTYL RUBBER, HALOBUTYL RUBBER, AND BIMSM ELASTOMER, Exxon Mobil Chemical, 2006.
6] - JV FUSCO, P HOUS. , Butyl and Halobutyl Rubbers. In Rubber Technology, 3rd Edition. Editor M. Morton. Van Nostrand Runhold, 1987.
7] - ATOFINA CHEMICALS, Technical Bulletin. “Vultac Rubber Chemicals”, 1996.
8] - WH WADDELL, AT TSOU. Butyl Rubber. In “Rubber Compuonding, Chemistry and Applications“. Ed. MB Rodgers. Marcel Dekker, Inc. New York, 1996.
9] - EN KRESGE, RH SCHATZ, HC WANG. Isobutylene Polymers. Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Volume 8, 2nd Edition. Pag 423-448. John Wiley and Sons, Inc, 1987.


LINKS ÚTEIS

» Exxon Mobil Chemical (Butil, Clorobutil e Bromobutil)
» Lanxess (Butil, Clorobutil e Bromobutil)
» Lanxess (Butil, Clorobutil e Bromobutil para pneus)
» Schenectady International (Curing resins Sp 1045 e SP 1055)
» Arkema e Atofina Chemical (Luperox)
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