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Borracha de Poliisopreno (IR)

Polímeros / Elastómeros / Borrachas

Borracha de Poliisopreno (IR)

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

::: Por Manuel Morato Gomes


SOBRE A BORRACHA DE ISOPRENO


A borracha de isopreno ou poliisopreno é uma borracha natural sintética, ou seja, é um cis-1,4-poliisopreno obtido sinteticamente. A característica técnica do produto sintético depende da percentagem de 1,4 cis, sendo tanto mais parecida com a borracha natural quanto mais cis contém.

Como a estrutura química é quase similar à da borracha natural (os espectros infravermelhos são quase iguais), o campo de aplicação da IR é semelhante ao da borracha natural, embora a borracha sintética IR seja bastante mais pura. A maior parte da borracha de isopreno é formulada juntamente com borracha natural (NR) ou borracha de estireno butadieno (SBR), necessitando todavia de uma quantidade de aceleradores superior à da borracha natural [2].

As primeiras tentativas na pesquisa de borrachas sintéticas, tinham por finalidade obter uma borracha sintética semelhante à borracha natural, usando o isopreno como material de partida [F. Hofman, 1909]. Em 1954 Goodrich foi bem sucedido na síntese de cis-1,4-poliisopreno (IR), a então chamada “borracha natural sintética” usando os agentes catalíticos de Ziegler-Natta (Carlos Ziegler e Júlio Natta), tetracloreto de titânio e trialquil-alumínio. Pouco depois Firestone descobriu a marcha para a síntese de IR usando lítio finamente disperso e alquil-lítio como agentes catalíticos, o que já tinha sido proposto por C.D. Harries em 1917. A produção em grande escala de borracha de isopreno (IR) utilizando lítio foi inicializada em 1960 pela Shell mas foi somente comercializada em 1962 pela Goodyear [2].

A borracha de poliisopreno (IR) pode oferecer propriedades um pouco mais fracas do que a borracha natural (NR), porque, na realidade, não é 100% igual ao cis-isómero a que corresponde a borracha natural. A borracha de polisopreno representa uma das classes mais representativas dos polímeros produzidos em meio de solução. Dentro das borrachas de poliisopreno, podemos citar o Nipol IR 2200 e IR 2200 L da Zeon, o Natsyn 2200 da Goodyear o o Kraton Cariflex IR 305 e IR 500 da Kraton, como matéria prima consistente, fiável e de muito boa qualidade. De realçar que o Nipol IR 2200 e especialmente o NIpol IR 2200 L, devido à sua menor viscosidade, podem ser usados em aplicações médicas e, tal como o Natsyn 2200, no fabrico de tetinas de biberão e chupetas. De referir que, por exemplo, algumas borrachas de poliisopreno, podem também ser fornecidas sob a forma de latex com cerca de 65% de conteúdo em sólidos. A borracha líquida de poliisopreno, (LIR), que é transparente, apresenta pouco cheiro e é viscosa, pode ser vulcanizada com borrachas sólidas ta,is como, NR, SBR, BR e EPDM, usando enxofre ou peróxido.

PROPRIEDADES

As propriedades da borracha de poliisopreno são, em geral, um pouco inferiores às apresentadas pela borracha natural, mas, no geral, as duas borrachas são muito equivalentes. A borracha de poliisopreno não contém proteínas, ácidos gordos e outras substâncias que estão presentes na borracha natural, o que para algumas aplicações específicas é uma vantagem. A borracha de poliisopreno não necessita de prémisturação, é facilmente processada e apresenta, em geral, velocidades de vulcanização um pouco mais lentas do que a borracha natural e, também, uma menor resistência ao envelhecimento do que ela. No entanto, é mais facilmente misturada, extrudida, calandrada e moldada do que a borracha natural, o que é uma vantagem para determinadas aplicações. A borracha de poliisopreno (IR) é classificada, de acordo com a NORMA ASTM D 2000, como do tipo A e da classe A.


» Norma ASTM D 2000


CONSIDERAÇÕES SOBRE AS FORMULAÇÕES DE POLIISOPRENO (IR)

A borracha de polisopreno (IR) é, conforme já anteriormente referido, mais fácil de ser misturada e de processada, seja através da calandragem, extrusão ou moldagem do que a borracha natural. As formulações da borracha de polisopreno (IR) podem ser baseadas somente em borracha de poliisopreno, como por exemplo, para a obtenção de tetinas de biberão e de chupetas, ou em combinações dela com outras borrachas, tais como, com borracha natural (NR) ou com borracha de polibutadieno (BR). A combinação de borracha natural com quantidades médias de borracha de poliisopreno é muito usada nas formulações destinadas ao revestimento de rolos, especialmente nos de grandes dimensões, dada a maior facilidade de processamento que a introdução da borracha de poliisopreno confere à mistura. As percentagens usadas dependem das propriedades que pretendemos atingir. Nas formulações baseadas em borracha de poliisopreno usam-se, com frequência, Cargas Brancas e/ou Negros de Carbono, tal como acontece com a borracha natural. Salientamos dentro dos Negros de Carbono os seguintes:

N 220, ISAF - HM, Intermediate Super Abrasion Furnace, High Modulus

N 330, HAF, High Abrasion Furnace

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

N 550, FEF, Fast Extrusion Furnace

Dentro das várias Cargas Brancas, citamos, entre outras, o Óxido de Zinco que é muito usado em grande quantidade em formulações para revestimento de alguns tipos de rolos, a Sílica (nomeadamente com dimensão partícula 200 mesh), o Carbonato de Cálcio, o Caulino e o Dióxido de Titâneo. O tipo e a quantidade usada, depende, obviamente, das propriedades pretendidas. De notar que as formulações destinadas à produção, quer de tetinas de biberão quer de chupetas, não têm qualquer carga incorporada. As formulações de borracha de poliisopreno (IR) 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 devemos ter muita atenção ao uso final, dado que a aceleração possível para o fabrico de tetinas de biberão ou de chupetas nada tem a ver com as outras acelerações, dadas as elevadas exigências químicas e farmacológicas de tais formulações específicas. Dentro dos sistemas de vulcanização usados, podemos citar, por exemplo, entre outros, os seguintes:

Enxofre e CBS (N-ciclohexil benzotiazil sulfenamida)

Enxofre, CBS (N-ciclohexil benzotiazil sulfenamida) e TMTD (Dissulfureto de tetrametil tiurame) e muitos outros indicados para borracha natural e, especialmente para o fabrico de tetinas de biberão e chupetas

Durante alguns anos foi usado para o fabrico de tetinas de biberão um sistema de vulcanização que exigia um elevado controlo da temperatura e do tempo de vulcanização e que era constituído por:

Enxofre , ZDMC (dimetil ditiocarbamato de zinco), o N,N´dissulfureto de dimetil difenil thiurame e o N-pentametileno ditiocarbamato de zinco

Para além dos sistemas acabados de referir existem alguns sistemas de vulcanização muito específicos para formulações destinadas a revestimentos especiais de rolos e aos quais, por motivos óbvios, não me refiro.


APLICAÇÕES

A borracha de poliisopreno é sobretudo utilizada no fabrico de pneus, correias transportadoras, revestimentos de rolos, apoios e outros absorvedores de choques, solas, tubos e mangueiras, artigos médicos como luvas, rolhas para produtos farmacêuticos e, ainda, artigos para contacto com produtos alimentares, artigos de uso domésticos, adesivos, tintas e revestimentos. A borracha de poliisopreno também é usada para o fabrico de tetinas de biberão e chupetas, embora, actualmente grande parte destes artigos seja produzida utilizando borracha de silicone. A borracha de poliisopreno não pode ser usada, tal como a borracha natural, em temperaturas superiores a 80ºC, em contacto com óleos, em contacto com solventes ou ácidos e bases concentrados. A borracha de poliisopreno líquida, pode ser usada como plastificante reactivo, e na produção, por exemplo, de pneus, correias transportadoras, tubos, solas e lubrificantes.



REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] - NAGDI, KHAIRI, Manualle della Gomma, Tecniche Nuove, 1987.
[2] - HOFMANN W. , Rubber Technology Handbook, Hanser, New York, 1989.


LINKS ÚTEIS

» Cariflex IR
» Zeon Chemical LP (Nipol IR 2200 e 2200 L)
» Goodyear Chemical (Natsyn 2200)
» Kraton (Kraton D IR 307, Kraton D IR 310 e Kraton D IR 401)
» Rhenocure L (Grupo Rhein - Chemie - Lanxess)
» Rhenocre ZP (Grupo Rhein - Chemie - Lanxess)


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