CONSELHO REGIONAL DE
QUÍMICA - IV REGIÃO (SP)
Introdução à
Tecnologia da Borracha
Ministrante: Luiz Emiliani Junior
Bacharel em Química com Atribuições Tecnológicas
Modulus Ass. Técnica em Borracha
Contatos: [email protected]
Apoio
São Paulo, 03 de setembro de 2011
Observação: A versão original desta apresentação, com slides coloridos, no formato
PDF, está disponível na seção downloads do site do CRQ-IV (www.crq4.org.br)
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Introdução à tecnologia da borracha
INTRODUÇÃO À TECNOLOGIA
DA BORRACHA
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Introdução à tecnologia da borracha
PROGRAMA
- História da Borracha
- Propriedades Físicas da Borracha
- Elastômeros (Tipos, Propriedades e Aplicação)
- Demais
D
i Insumos
I
de
d um Composto
C
t e suas Funções
F
õ
- Mistura
- Vulcanização
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Introdução à tecnologia da borracha
HISTÓRIA DA BORRACHA
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Introdução à tecnologia da borracha
HISTÓRIA DA BORRACHA
Descobertas
1500
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Introdução à tecnologia da borracha
HISTÓRIA DA BORRACHA
HANCOCK
Mastigador
1815
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Introdução à tecnologia da borracha
HISTÓRIA DA BORRACHA
MACINTOCH
Capas
p impermeabilizantes
p
1815
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Introdução à tecnologia da borracha
DESCOBERTA DA VULCANIZAÇÃO
Ç
Condições de
Temperatura
p
: 140 °C
COMPOSIÇÃO
PHR
TEMPO
Borracha Natural
100
Enxofre
8
5 horas
Óxido de Zinco
5
3 horas
Tiocarbanilida
2
1,5 hora
MBT
1
20 minutos
3
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Introdução à tecnologia da borracha
EXTRAÇÃO
Ç
DO LÁTEX
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Introdução à tecnologia da borracha
EXTRAÇÃO
Ç
DO LÁTEX
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Introdução à tecnologia da borracha
BENEFICIAMENTO
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Introdução à tecnologia da borracha
BENEFICIAMENTO
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Introdução à tecnologia da borracha
BENEFICIAMENTO
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Introdução à tecnologia da borracha
PROCESSAMENTO DA NR
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Introdução à tecnologia da borracha
PROPRIEDADES FÍSICAS
NÃO VULCANIZADO
VULCANIZADO
(PROCESSAMENTO)
(UTILIZAÇÃO)
Plasticidade / Viscosidade (Viscosímetro Mooney)
Dureza
Cura pelo Reômetro
Pegajosidade e Tack
Tensão de Ruptura
Alongamento de Ruptura
Módulo
ó
Deformação por Tração
Resistência ao Rasgo
D
Densidade
id d
Resiliência
Histerese
R i tê i à Ab
Resistência
Abrasão
ã
Deformação Permanente a Compressão
Envelhecimento
Baixa Temperatura
Fadiga Dinâmica
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Introdução à tecnologia da borracha
VULCANIZAÇÃO
Ç
NÃO VULCANIZADO
VULCANIZADO
Fraco
Forte
Plástico
Elástico
Solúvel
Insolúvel
Pegajoso
egajoso
Não
ão Pegajoso
egajoso
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REÔMETRO
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Introdução à tecnologia da borracha
OPERAÇÃO
Ç
GERAL
CILINDRO DE AR
ÊMBULO PNEUM.
MATRIZ SUP.
AQUEC. ELÉTR.
DISCO OSCILANTE
MATRIZ INF.
MEDIDOR ESFORÇO
EIXO DE TORQUE
BRAÇO DE TORQUE
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REÔMETRO
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Introdução à tecnologia da borracha
GRÁFICO REOMÉTRICO
FASE
1
PROCESSO
FASE
2
CURA
TORQUE
FASE
3
PROPRIEDADES
FÍSICAS
TEMPO
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Introdução à tecnologia da borracha
LIMITES DE ESPECIFICAÇÃO
Ç
OUT OF SPEC.
TORQUE
TEMPO
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Introdução à tecnologia da borracha
REOMETRIA
“USO DO REÔMETRO, PARA PESQUISA E
DESENVOLVIMENTO DE NOVOS COMPOSTOS
E PARA ESTABELECER O CONTROLE DE
QUALIDADE NA PRODUÇÃO”
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VISCOSÍMETRO MOONEY
CILINDRO DE AR
ÊMBULO PNEUM.
MATRIZ SUP.
AQUEC. ELÉTR.
DISCO ROTATIVO
MATRIZ INF.
MEDIDOR ESFORÇO
EIXO DE TORQUE
BRAÇO DE TORQUE
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VISCOSÍMETRO MOONEY
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Introdução à tecnologia da borracha
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Introdução à tecnologia da borracha
PROPRIEDADES FÍSICAS DO MATERIAL VULCANIZADO
Dureza
Histerese
Tensão de Ruptura
Resistência à Abrasão
Alongamento de Ruptura
DPC
Módulo
Envelhecimento Térmico
D f
Deformação
ã por T
Tração
ã
B i Temperatura
Baixa
T
t
Resistência ao Rasgo
Resistência ao Ozona
Densidade
Resistência Química
R iliê i
Resiliência
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Introdução à tecnologia da borracha
DURÔMETRO
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Introdução à tecnologia da borracha
PROPRIEDADES FÍSICAS DO MATERIAL VULCANIZADO
DUREZA
É a resistência oposta à força de penetração de um pino de
ponta esférica sob uma carga constante. Este valor é
convertido em graus de dureza na escala Shore A,
A Shore D,
D ou
IRHD. O Durômetro de escala Shore A é utilizado para
composição até 90 pontos e Shore D acima disto.
disto O IRHD é
utilizado mais em pesquisas. (ASTM D 2240 e DIN 1415). Sendo
o Durômetro um dos equipamentos mais acessíveis quanto a
custo, dentre os outros para ensaios físicos, devemos fazer
dele o melhor proveito para que com ele possamos ter mais
um apoio na busca do Controle de Qualidade.
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DINAMÔMETRO
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PROPRIEDADES FÍSICAS DO MATERIAL VULCANIZADO
TENSÃO DE RUPTURA
É a força
ç p
por unidade de área da secção
ç
original
g
do corpo
p de p
prova,,
necessária para rompê-lo, sendo sua unidade de medida PSI, Kgf/cm2
ou MPa (Norma ASTM D 412).
- MPa x 10,21 = Kgf/cm2
- Kgf/cm2 x 14,22 = PSI
ALONGAMENTO
É a deformação do corpo de prova sob um determinado esforço,
esforço cuja
medida é realizada pelo afastamento de 2 traços de referência,
marcados no corpo de prova (25,4 mm) e dado em % da distância
inicial Geralmente o alongamento considerado é o do momento de
inicial.
Ruptura. (Norma ASTM D 412).
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Introdução à tecnologia da borracha
PROPRIEDADES FÍSICAS DO MATERIAL VULCANIZADO
MÓDULO
É a força por unidade de área da secção original do corpo de prova,
necessário para distendê-lo a um determinado Alongamento. Sua
unidade é Kgf/cm2 ou MPa. O Alongamento deve ser especificado no
resultado.
Exemplo 60 Kgf / cm2 ou 5,8 MPa a 300 % (Norma ASTM D 412).
DEFORMAÇÃO POR TRAÇÃO
É a extensão residual após o corpo de prova ter sido estirado a uma
determinada percentagem e deixado
retrair
numa
maneira
especificada.
ifi d
O resultado
lt d é dado
d d em % do
d comprimento
i
t original.
i i l
(Norma ASTM D 412).
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PROPRIEDADES FÍSICAS DO MATERIAL VULCANIZADO
RESISTÊNCIA AO RASGO
É a resistência do composto à Força de Rasgamento. Geralmente
ela é proporcional a Tensão de Ruptura (Norma ASTM D 624). É
expressa em Kgf/cm ou N/mm.
N/mm
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RESILIÔMETRO
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PROPRIEDADES FÍSICAS DO MATERIAL VULCANIZADO
RESILIÊNCIA
É a relação entre a energia liberada na recuperação de uma dada
deformação
f
e a energia necessária
á
para produzir a deformação.
f
É
expressa em % (DIN 53.512).
HISTERESE
É a energia
g
perdida quando da deformação
ç
acima, ou seja,
j 100% à
menos que a % da Resiliência (DIN 53.512).
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ABRASÍMETRO
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PROPRIEDADES FÍSICAS DO MATERIAL VULCANIZADO
RESISTÊNCIA À ABRASÃO
Característica apresentada pelas composições de borracha em
oferecer resistência ao desgaste por friccionamento em serviço.
Não existe correlação entre os testes realizados em Laboratório
e o que realmente acontece em serviço. O desgaste é dado em
% de perda de peso do corpo de prova (DIN 53.516).
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DPC – Compression Set
CARGA APLICADA
CALIBRADA PARA 25% DE DEFLEXÃO
ESPAÇADORES
CORPO DE PROVA
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PROPRIEDADES FÍSICAS DO MATERIAL VULCANIZADO
D.P.C. (COMPRESSION SET)
É a deformação residual apresentada pelo corpo de prova
utilizado, após
p removida a carga
g de compressão.
p
((Norma ASTM
D 395 - Método A ou B). É dada em % .
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ENVELHECIMENTO - ESTUFA
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PROPRIEDADES FÍSICAS DO MATERIAL VULCANIZADO
ENVELHECIMENTO
É a suscetibilidade das composições de borracha a se deteriorarem
quando expostas aos efeitos ambientais. A avaliação é realizada pela
variação das Propriedades Físicas dos corpos de prova, após
submetidos a testes a diversos Tempos e Temperaturas.
Temperaturas
ENVELHECIMENTO TÉRMICO
Pode ser dividido em 4 tipos:
a) Em estufa com ar circulante (Norma ASTM D 573);
b) Método de tubo de ensaio (Norma ASTM D 865);
c) Bombas de oxigênio sob pressão;
d) Bombas de ar sob pressão.
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PROPRIEDADES FÍSICAS DO MATERIAL VULCANIZADO
RESISTÊNCIA QUÍMICA / IMERSÃO EM FLUÍDOS
Em qualquer que seja a aplicação, o composto estará sujeito a contato com Óleo,
Graxa, Solventes, Água,
Á
etc. A Norma ASTM D 471 descreve os métodos de teste para
determinar a resistência dos compostos elastoméricos em presença de Calor e
Carburantes.
Determinação efetuada neste ensaio :
a) Variação em Peso (%);
b) Variação da Dureza (Pontos);
c) Variação de Tensão de Ruptura (%);
d) Variação de Módulo (%);
e) Variação de Alongamento de Ruptura (%);
f) Variação de Volume (%);
Resultados expressos em % sobre o original, exceto a Dureza.
Exemplo : A absorção de umidade é altamente crítica em produtos de isolação elétrica; esta
propriedade é determinada pela imersão do corpo de prova em água destilada por
determinado Tempo e Temperatura, e calculado seu aumento em peso.
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Introdução à tecnologia da borracha
FORMULAÇÃO
Ç
BÁSICA
Elastômero
Plastificantes
Ativadores
Auxiliar de Processo
Peptizantes
Dissecantes
Retardantes
Aceleradores
Antioxidantes
Agentes de Cura
Antiozonantes
Esponjantes
p j
Cargas
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ELASTÔMEROS
Não Resistente à Óleo
Resistente à Óleo
Borracha Natural (NR)
Poli (Acrilonitria Butadieno) (NBR)
Poli (Estireno-Butadieno) (SBR)
Policloropreno (Neoprene) (CR)
Polibutadieno (BR)
Siliconas (MQ)
Poli (Etileno-Propileno-Dieno) (EPDM)
Poli (Isobutileno Isopreno) (IIR)
Borrachas Fluoradas (CFM)
Polietilenoclorossulfonado (CSM)
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TABELA
COMPARAÇÃO DE CARACTERÍSTICAS
ENTRE ALGUMAS BORRACHAS
(Veja anexo 01)
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Introdução à tecnologia da borracha
°C
RESISTÊNCIA À ÓLEO E CALOR
H 250
FPM
VMQ
G 225
F 200
FSi
AEM
E 175
CM
ACM
CSM
ECO
D 150
EPDM
C 125
HNBR
IIR
B 100
A 70
NO REQ
REQ.
A
170
B
NBR
CR
NR/SBR
120
C
100
D
80
E
60
F
40
G
20
H
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10 InchaK mento
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Introdução à tecnologia da borracha
BORRACHA NATURAL (NR)
( )
Natureza Química: Poliisopreno
Estrutura:
CH²
Propriedades:
C
CH CH²
CH³
Aplicação:
- Excelente Resistência Dinâmica
- Pneus
- Excelente Adesividade
- Coxins
- Baixa Resistência ao Calor e Ozona
- Buchas
- Boa Resistênia ao Frio
- Batentes
- Boa Resistência à Abrasão
- Uso Geral
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Introdução à tecnologia da borracha
BORRACHA NATURAL (NR)
( )
Principais Tipos e Suas Características:
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BORRACHA NATURAL (NR)
( )
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Introdução à tecnologia da borracha
°C
RESISTÊNCIA À ÓLEO E CALOR
H 250
FPM
VMQ
G 225
F 200
FSi
AEM
E 175
CM
ACM
CSM
ECO
D 150
EPDM
C 125
HNBR
IIR
B 100
A 70
NO REQ
REQ.
A
170
B
NBR
CR
NR/SBR
120
C
100
D
80
E
60
F
40
G
20
H
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10 InchaK mento
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Introdução à tecnologia da borracha
POLI ((ESTIRENO BUTADIENO)) - ((SBR))
CH² H
Estrutura Butadieno:
CH
C
CH²
Estrutura Estireno:
H
H
C C
H
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Introdução à tecnologia da borracha
POLI ((ESTIRENO BUTADIENO)) - ((SBR))
TIPOS
ML
(1+4 a 100 ºC)
SBR 1500
52
Manchante
SBR 1502
(CL/TL)
52
Não Manchante
SBR 1507
(CL/TL)
35
Não Manchante
SBR 1712
55
37.5
Manchante
SBR 1778
55
37.5
Não Manchante
ÓLEO
ANTIOXIDANTE
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Introdução à tecnologia da borracha
POLI ((ESTIRENO BUTADIENO)) - ((SBR))
Aplicação:
- Calçados (Solado, Viras para Tênis, Sandálias, etc.)
- Perfil (Guarnição, Trafilados em Geral).
- Pneu (Camel Back, Laterais, Carcaças, Protetores, etc.)
- Auto
A t P
Peças (S
(Suportes,
t
B
Buchas,
h
C
Coxins,
i
etc.)
t )
- Anéis para Tubos de PVC,
PVC entre outras aplicações
aplicações.
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Introdução à tecnologia da borracha
°C
RESISTÊNCIA À ÓLEO E CALOR
H 250
FPM
VMQ
G 225
F 200
FSi
AEM
E 175
CM
ACM
CSM
ECO
D 150
EPDM
C 125
HNBR
IIR
B 100
A 70
NO REQ
REQ.
A
170
B
NBR
CR
NR/SBR
120
C
100
D
80
E
60
F
40
G
20
H
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10 InchaK mento
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Introdução à tecnologia da borracha
POLIETILENO PROPILENO DIENO (EPDM)
(
)
Estrutura:
CH ³
CH³
H2 C = CH2
Etileno
+
HC = CH2
Propileno
H2C - CH 2
EPM
- HC - CH 2
CH
CH 2
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EPDM
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POLIETILENO PROPILENO DIENO (EPDM)
(
)
Características:
- Resistência
R i tê i ao Tempo
T
e O³
Aplicação:
- Resistência Térmica
- Perfis Automotivos e Industriais
- Correias Transportadoras
- Boa D.P.C
- Flexibilidade à Baixas Temperaturas
- Mantas Impermeabilizantes
- Mangueiras
- Resistência Química
- Baixo Peso Específico
- Excelentes Propriedades Elétricas
- Isolamento de Fios e Cabos
- Anéis e Juntas de Vedação
- Protetor de Câmara
- Modificador de Impacto para TR
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Introdução à tecnologia da borracha
POLIETILENO PROPILENO DIENO (EPDM)
(
)
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POLIETILENO PROPILENO DIENO (EPDM)
(
)
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Introdução à tecnologia da borracha
°C
RESISTÊNCIA À ÓLEO E CALOR
H 250
FPM
VMQ
G 225
F 200
FSi
AEM
E 175
CM
ACM
CSM
ECO
D 150
EPDM
C 125
HNBR
IIR
B 100
A 70
NO REQ
REQ.
A
170
B
NBR
CR
NR/SBR
120
C
100
D
80
E
60
F
40
G
20
H
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10 InchaK mento
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Introdução à tecnologia da borracha
POLI ((ISOBUTILENO ISOPRENO)) - ((IIR))
Estrutura:
CH³ H
H
CH³
C
C
C
C
CH³ H
H
H
C
C
H
H
m
n
n =
50
m
II R
n = 98
m=2
NR
n=0
m = 100
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X
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Introdução à tecnologia da borracha
POLI ((ISOBUTILENO ISOPRENO)) - ((IIR))
Características:
- Baixa Permeabilidade à Gás
Aplicação:
- Estabilidade Térmica
- Câmara de Ar
- Resistência
R i tê i ao O³ / Intempérie
I t
éi
- Pneu sem Câmara
- Absorção de Energia
- Mangueiras Automotivas
- Resistência à Produtos Químicos
- Boa Resistência Elétrica
- Gaxetas
- Correias Transportadoras
- Tire Curing-Bag
- Revestimento de Tanque
q
- Tampas
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Introdução à tecnologia da borracha
POLI ((ISOBUTILENO ISOPRENO)) - ((IIR))
PERDA DE AR NA CAMARA DURANTE TESTE DE RODAGEM
[Perda de Pressão (Psi)]
Pressão Original
NR
IIR
28,0
28,0
1º Semana
4,0
0,5
2º Semana
8,0
1,0
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1º Mês
16,0
2,0
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POLI ((ISOBUTILENO ISOPRENO)) - ((IIR))
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Introdução à tecnologia da borracha
°C
RESISTÊNCIA À ÓLEO E CALOR
H 250
FPM
VMQ
G 225
F 200
FSi
AEM
E 175
CM
ACM
CSM
ECO
D 150
EPDM
C 125
HNBR
IIR
B 100
A 70
NO REQ
REQ.
A
170
B
NBR
CR
NR/SBR
120
C
100
D
80
E
60
F
40
G
20
H
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Introdução à tecnologia da borracha
POLI ((ACRILONITRILA BUTADIENO)) - ((NBR))
Estrutura:
Características:
H
H
H
H
H
H
C
C
C
C
C
C
H
C
N H
H
- Resistência à Óleo, Solventes e Combustíveis
- Baixa Permeabilidade à Gases
Aplicação:
- Anti-Estática
- Resistência ao Calor
- Baixa Resistência ao Ozona e ao Choque
- Baixa Resistência ao Frio
- Mangueiras
Mang eiras de Comb
Combustíveis
stí eis e Gases
- Anéis, Gaxetas e Retentores
- Revestimento de Cilindro e Tanques
- Artefatos Têxteis
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Introdução à tecnologia da borracha
°C
RESISTÊNCIA À ÓLEO E CALOR
H 250
FPM
VMQ
G 225
F 200
FSi
AEM
E 175
CM
ACM
CSM
ECO
D 150
EPDM
C 125
HNBR
IIR
B 100
A 70
NO REQ
REQ.
A
170
B
NBR
CR
NR/SBR
120
C
100
D
80
E
60
F
40
G
20
H
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10 InchaK mento
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Introdução à tecnologia da borracha
POLICLOROPRENE ((CR)) - NEOPRENE
Estrutura:
Características:
CH² H
C
C
- Resistência à Óleos Minerais Moderada
- Resistência ao Ozona e Intempérie Moderada
p g ç de Chama
- Resistência à Propagação
Cl CH²
Aplicação:
- Boa DPC
- Boa Adesividade
- Apoio de Pontes
- Fios e Cabos
- Cobertura para Mangueiras
- Correias (em “V”, Transportadora e de Transmissão)
- Linha Automotiva
- Resistência à Graxa
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Introdução à tecnologia da borracha
POLICLOROPRENE ((CR)) - NEOPRENE
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Introdução à tecnologia da borracha
POLICLOROPRENE ((CR)) - NEOPRENE
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Introdução à tecnologia da borracha
POLICLOROPRENE ((CR)) - NEOPRENE
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Introdução à tecnologia da borracha
°C
RESISTÊNCIA À ÓLEO E CALOR
H 250
FPM
VMQ
G 225
F 200
FSi
AEM
E 175
CM
ACM
CSM
ECO
D 150
EPDM
C 125
HNBR
IIR
B 100
A 70
NO REQ
REQ.
A
170
B
NBR
CR
NR/SBR
120
C
100
D
80
E
60
F
40
G
20
H
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Introdução à tecnologia da borracha
POLI SILOXANOS ((MQ)) - SILICONE
Estrutura: CH³
CH³
CH³
Si O Si O
C Si
CH³
C
CH³
C
CH³
C
Características:
Aplicação:
- Isolamento de Fios de Aeronaves e
Veículos Espaciais
- Cabos de Ignição - Tubo de Velas
- Aparelhos Eletrônicos, Farmacêuticos,
Cirúrgicos
- Resistência à Alta e Baixa Temperatura (-120°C à 200+ °C)
- DPC Superior a Todos os Elastômeros (- 80°C à 280 °C)
- Propriedades Físicas Modestas
- Excelentes Características de Isolamento
- Resistência ao Ozona e ao Tempo
- Propriedades Fisiológicas (Atóxico)
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Introdução à tecnologia da borracha
POLI SILOXANOS ((MQ)) - SILICONE
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Introdução à tecnologia da borracha
°C
RESISTÊNCIA À ÓLEO E CALOR
H 250
FPM
VMQ
G 225
F 200
FSi
AEM
E 175
CM
ACM
CSM
ECO
D 150
EPDM
C 125
HNBR
IIR
B 100
A 70
NO REQ
REQ.
A
170
B
NBR
CR
NR/SBR
120
C
100
D
80
E
60
F
40
G
20
H
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Introdução à tecnologia da borracha
COPOLIMERO DE VINILIDINA
FLUORETO E HEXAFLUORPROPILENO (CFM)
Estrutura:
CH²
CF²
Características:
CF²
CF
CF³
- Resistência à Altas Temperaturas (280 °C)
- Baixa DPC
- Resistência à Produtos Químicos
p
- Resistência ao Ozona / Intempérie
- Alta Densidade
Aplicação:
- O’Ring para Indústria Aeronáutica
- Indústria Automotiva
- Necessitam de Pós-Cura
- Industria Alimentícia
- Alto Custo
- Petroquímica
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Introdução à tecnologia da borracha
FLUORELASTÔMERO
I dú t i Aeronáutica
Indústria
A
á ti
Indústria Química
Indústria Automotiva
Indústria Petrolífera
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Introdução à tecnologia da borracha
FORMULAÇÃO
Ç
BÁSICA
Elastômero
Plastificantes
Ativadores
Auxiliar de Processo
Peptizantes
Dissecantes
Retardantes
Aceleradores
Antioxidantes
Agentes de Cura
A ti
Antiozonantes
t
E
Esponjantes
j t
Cargas
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Introdução à tecnologia da borracha
ATIVADORES
Ativadores
Aceleradores
Agentes de Cura
Vulcanização
- Mais Comum : Óxido de Zinco + Ácido Esteárico Estearato de Zinco + Aceleradores Sal Complexo -
Enxofre
Sal Complexo
Vulcanização
- Outros Tipos : DEG, ATPEG 4000, TEA
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Introdução à tecnologia da borracha
ÓXIDO DE ZINCO
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Introdução à tecnologia da borracha
RETARDANTES
- Retardam o Início da Vulcanização ( Scorch )
- Evitam a Pré-Vulcanização
- Santogard PVI (Ciclo Hexiltioftalamida)
- TMTD e MBTS para POLICLOROPRENO
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Introdução à tecnologia da borracha
AGENTES DE PROTEÇÃO
Ç
Antioxidantes / Antiozonantes
- Retardam o Envelhecimento do Artefato.
- Quanto maior a insaturação maior a sensibilidade ao
envelhecimento.
lh i
t
CAUSAS
- O2 , O3 , calor intempérie, trabalho dinâmico, luz, sais de
metais pesados
pesados, UV
UV.
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Introdução à tecnologia da borracha
AGENTES DE PROTEÇÃO
Ç
PRINCIPAIS TIPOS
- P-Fenileno
P Fenileno Diamina (PPD)
- 1,2 Dihidroquinolina Polimerizada (TMQ)
- Fenol Estirenado
- Ceras Microcristalinas
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Introdução à tecnologia da borracha
CARGAS
- Função:
- Ajuste de Propriedades Físicas
- Redução de Custos
- Melhor Processamento
Brancas Reforçantes : SiO2
Cargas
g
Negras (Negro de Fumo)
- Tamanho de Partícula
- Estrutura
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Introdução à tecnologia da borracha
SiO2 - BIÓXIDO DE SILÍCIO
Principais Propriedades:
- Elevação da dureza
- Ótima resistência ao rasgo
- Ótima resistência à abrasão
- Eleva a tensão de ruptura e módulo
- Aumenta a DPC
- Difícil
Difí il processabilidade
bilid d > 40 PHR
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Introdução à tecnologia da borracha
NEGRO DE FUMO
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Introdução à tecnologia da borracha
CARGAS NEGRAS - NEGRO DE FUMO
Código ASTM
SAF
N 110
ISAF
N 220
HAF
N 330
FEF
N 550
GPF
N 660
SRF
N 770
MT
N 990
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Introdução à tecnologia da borracha
NEGRO DE FUMO
Propriedades
p
variam de acordo com:
- Tamanho da Partícula
- Estrutura
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Introdução à tecnologia da borracha
NEGRO DE FUMO
PROPRIEDADES TÍPICAS DE ALGUNS
NEGROS DE FUMO
(Veja anexo 02)
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Introdução à tecnologia da borracha
CARGAS BRANCAS
• Alumina Hidratada;
• Óxido de Alumínio;
• Sulfato
S lf t de
d Bário;
Bá i
• Carbonato de Cálcio Natural;
• Carbonato de Magnésio;
• Sulfato de Cálcio;
• Silico Aluminato de Sódio;
• Litopone;
p
;
• Óxido de Magnésio;
• Silicato de Magnésio (Talco);
• Mica;
Mi
• Dióxido de Titânio;
• Cortiça;
• Flocos de Algodão;
• Pó de Vidro;
• Celulose.
CARGAS BRANCAS REFORÇANTES:
• Sílica
Síli Hidratada;
Hid t d
• Silicato de Sódio;
• Óxido de Zinco;
• Carbonatos de Cálcio Partícula Fina (Precipitados);
• Caulim.
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Introdução à tecnologia da borracha
CARGAS BRANCAS
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Introdução à tecnologia da borracha
PLASTIFICANTES
INFLUÊNCIA DO PLASTIFICANTE NAS PROPRIEDADES FÍSICAS DO
PRODUTO VULCANIZADO
- Alteram as propriedades do produto vulcanizado, como:
• Decréscimo da Dureza e Módulo;
• Possível
P
í l aumento
t de
d Resiliência;
R iliê i
• Reduz a Tensão de Ruptura;
• Piora a Abrasão;;
• Decréscimo da Histerese;
• Normalmente piora a D.P.C.;
• Piora Adesão aos Materiais;
• Possibilita maior diluição de Polímero, baixando seu custo;
• Alguns Plastificantes melhoram a Pegajosidade;
• Atuam diretamente na Resistência às baixas temperaturas;
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Introdução à tecnologia da borracha
AUXILIARES DE PROCESSO
- Atuam sobre as Características de Processamento do Composto
- Aumentam a Fluidez do Composto
- Melhoram a Dispersão das Cargas
- Reduzem a Temperatura de Processo
- Não alteram as Propriedades
p
Físicas do Composto
p
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Introdução à tecnologia da borracha
ACELERADORES DE VULCANIZAÇÃO
Reduzem o Tempo de Vulcanização, melhorando
as Propriedades Físicas
Tipos
p
Velocidade
Guanidinas
DPG, DOTG
Lento
Ditiocarbamatos
ZMDC, ZEDC, ZBDC
Ultra Rápido
Thiurans
TMTD, TMTM, TETD
Rápido
Thiazois
MBT, MBTS
Moderado
Sulfenaminas CBS, MBS, DCBS
Rápido de Ação
Retardada
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Introdução à tecnologia da borracha
ACELERADORES DE VULCANIZAÇÃO
Ç
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Introdução à tecnologia da borracha
AGENTES DE CURA
- Substâncias responsáveis por promover as ligações
cruzadas entre as moléculas do elastômero
- Enxofre
- Doadores de Enxofre
- Peróxidos
- Outros
O t
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Introdução à tecnologia da borracha
MISTURA
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Introdução à tecnologia da borracha
MISTURA
Cilindro Aberto:
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Introdução à tecnologia da borracha
MISTURA
Cilindro Aberto:
H
Vs
VL
Variáveis:
- Temperatura
T
t
- Tempo
- Ordem de Adição
- Volume da Batelada
- Matéria Prima
GRAU DE CISALHAMENTO
 =
VL - Vs
H
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Introdução à tecnologia da borracha
Bambury:
MISTURA
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Introdução à tecnologia da borracha
Rotores:
MISTURA
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Introdução à tecnologia da borracha
BAMBURY X CILINDRO
- Permite controle de todas as fases
- Processa mistura sob pressão
p
- Maior produtividade
- Repetibilidade
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Introdução à tecnologia da borracha
VULCANIZAÇÃO
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Introdução à tecnologia da borracha
VULCANIZAÇÃO
Ç
Compressão:
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Introdução à tecnologia da borracha
VULCANIZAÇÃO
Ç
Transferência:
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Introdução à tecnologia da borracha
TRANSFERÊNCIA
- Maior Produtividade que Compressão
- Peças muito pequenas e complicadas
- Rebarbagem eliminada
- Maior precisão nas peças
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Introdução à tecnologia da borracha
VULCANIZAÇÃO
Ç
Injeção:
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Introdução à tecnologia da borracha
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Introdução à tecnologia da borracha
INJEÇÃO
Ç
- CARACTERÍSTICAS
- Alta produtividade
- Mínimo de mão
mão-de-obra
de obra
- Exige moldes especiais (Peças acabadas)
- Equipamento caro
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Introdução à tecnologia da borracha
VULCANIZAÇÃO
Ç
Contínua:
- Túnel de Ar Quente
- Micro
Mi
Ondas
O d
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Introdução à tecnologia da borracha
VULCANIZAÇÃO
Ç
Extrusora:
Conselho Regional de Química IV Região (SP) – Apoio: Caixa Econômica Federal
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Introdução à tecnologia da borracha
VULCANIZAÇÃO
Ç
Auto Clave:
Conselho Regional de Química IV Região (SP) – Apoio: Caixa Econômica Federal
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Introdução à tecnologia da borracha
Agradeço a participação de todos.
Luiz Emiliani Junior
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Peso Específico
Velocidade de Cura
Absorção de Cargas
Resistência as Intempéries
Resistência ao Envelhecimento pelo Calor
Resistência ao Vapor
Resistência a Ácidos
Resistência a Bases
Resistência a Óleos
Resistência ao Etileno Glicol
Deformação por Compressão Á 100 ºC
Resistência a Baixas Temperaturas
Resistência à Abrasão
Resistência ao Rasgo
Características Dinâmicas
Características Elétricas
Permeabilidade aos Gases
Resistência à Chama
Poder de Pega
Adesividade
 Excelente
 Bom
CARACTERÍSTICAS
Borracha Natural
Etileno Propileno
0,86
0,92
Rápida -Lenta
Rápida





































Regular
NR
EPDM
Polibutadieno
0,94
0,91
Rápida
Rápida





































Ruim
Estireno Butadieno
NBR
0,98
Rápida


















Borracha Nitrílica
1,23
Rápida



















Péssimo
Cloroprene
TIPOS DE BORRACHA
SBR
BR
CR
IIR
A 01
0,92
Lenta


















Borracha Butilica
COMPARAÇÃO DE CARACTERÍSTICAS – ENTRE ALGUMAS BORRACHAS
PROPRIEDADES TÍPICAS DE ALGUNS NEGROS DE FUMO
A 02