ELASTMEROS E SUAS APLICAES

NBR

CR PU

MQ

Setembro de 2007

I - BORRACHA NITRLICA A borracha nitrlica um copolmero de butadieno e acrilonitrila, cuja frmula molecular :

Os nomes comerciais mais comuns so: Buna N; Perbunan N; Chemigum. 1) Propriedades A borracha nitrlica distingue-se pela sua excelente estabilidade qumica, notadamente pela sua resistncia a leos e solventes, sendo utilizada em mangueiras para leos e solventes, juntas, gaxetas, retentores, revestimentos interno de tanques industriais etc, como veremos no quadro demonstrativo de suas aplicaes. ainda empregada na fabricao de adesivos e em plastificantes para plsticos acrlicos e resinas ABS. Os ltices nitrlicos so extremamente tenazes e resistentes. So utilizados onde se requer alta resistncia a leos, graxas e solventes, tendo grande aplicao na indstria de papel, couro artificial e no acabamento e impermeabilizao de couro natural. Porm as vrias propriedades das borrachas nitrlicas esto diretamente relacionadas proporo de acrilonitrila, que pode variar de 20 a 50% (mais comum 33%). A incorporao da Acrilonitrila confere um carter polar NBR. A maioria dos lubrificantes e combustveis apolares, da advm suas propriedades de resistncia a leos e solventes.

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O quadro abaixo indica a influncia de acordo com o seu teor: INFLUNCIA DO CONTEDO DE ACRILONITRILA NAS PROPRIEDADES BAIXO TEOR ALTO TEOR Processamento mais fcil Melhora a resistncia leos Melhora a compatibilidade com plsticos polares Melhora a resistncia abraso e dureza Melhora a resistncia trao Maior inchamento em solventes aromticos Melhora as propriedades a baixas temperaturas Melhora a resilincia

Entre as principais propriedades da NBR, pode-se destacar: Excelente resistncia abraso (alto teor); Boa DPC; Boa resistncia ao envelhecimento (100oC); Boa adeso a metais; Resistncia a gasolina, leos e gases apolares; Baixa resistncia ao oznio; Baixa resistncia chama. 2 Aplicaes O quadro abaixa relaciona algumas aplicaes da borracha nitrlica com as caractersticas necessrias de desempenho para aquela aplicao:

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Aplicaes Mangueira para conduo de leos, solventes e combustveis Mangueiras para conduo de gases Anis, gaxetas e retentores Revestimento de cilindros e tanques Solados industriais Artefatos txteis Adesivos especiais Capas de mangueiras com boa resistncia ao oznio 3 - Nitrlica Carboxilada - XNBR

Caractersticas necessrias Resistncia a leos e combustveis Resistncia a abraso Baixa permeabilidade aos gases Resistncia a leos, ao calor e a abraso Resistncia a solventes e a abraso Resistncia a leos e a abraso Resistncia a abraso Resistncia a leos e ao calor Resistncia ao oznio e a abraso (NBR + PVC)

So na verdade ntrilicas normais, na qual introduziu-se radicais de cido carboxlico. Os polmeros no mercado possuem de 1 a 7% do cido, o qual adicionado no processo de polimerizao. A modificao da NBR tradicional com a insero de grupamentos cidos, melhora a performance dessa NBR apresentando as seguintes vantagens: melhores propriedades de trao, maior temperatura de servio (trabalho contnuo), timo balano dureza/densidade, alternativa de performance NBR em condies de aplicao mais severas e amplo leque de aplicaes em artefatos tcnicos. Seus usos e aplicaes so: correias de transmisso, calados de elevada resistncia a abraso, anis de vedao, cilindros de impresso, descascadores de arroz, artefatos para indstria petrolfera e peas tcnicas diversas. 4 - Nitrlica Hidrogenada Tambm so na realidade nitrlicas convencionais, na qual ocorreu uma saturao das duplas com hidrognio; suas propriedades esto entre a nitrlica convencional e o fluorelastomero. As nitrlicas hidrogenadas ( HNBR ), foram desenvolvidas para atender especificaes de alto desempenho ( automotivas, petrolferas, e aeroespacial ); suporta combustveis e temperaturas at 175C, em leos e outros agressores ambientais. A resistncia da HNBR, caracterizada pelo seu grau de hidrogenizao, entre 90 a 99.5%, pelo teor de acrilonitrila ( ACN ) e viscosidade Mooney. Divididas entre dois tipos: reticuladas com perxidos orgnicos e parcialmente hidrogenadas, aceleradas com enxofre. Seu processamento 4

semelhante nitrlica convencional. Suas principais propriedades alta resistncia ao calor, boas propriedades mecnicas, excelente resistncia qumica, baixa permeabilidade combustveis. Entre suas aplicaes temos: retentores, diafragmas, cobertura de mangueira, artefatos prensados, correias sincronizadas. 5 - NBR com PVC As borrachas nitrlicas (NBR) possuem excelente resistncia ao ataque de solventes, leos e combustveis. Entretanto, outros tipos de borrachas apresentam uma melhor resistncia ao ataque do oznio do que a NBR. Visando melhorar essa aparente deficincia, os fabricantes de borracha nitrlica desenvolveram misturas desse elastmero com poli(cloreto de vinila) (NBR/PVC). Suas principais aplicaes so na indstria automotiva, isolamento de fios e cabos, solados de segurana, lenis de impermeabilizao, correias transportadoras, gaxetas e rolos de impresso. O PVC quando misturado corretamente NBR, empresta ao blend, sua principal caracterstica, que a boa resistncia ao oznio. As exigncias do mercado, vem requisitando, cada vez mais, uma maior resistncia ao oznio desses polmeros. Como soluo para essa nova solicitao, novos blends de NBR/PVC, com maiores teores da resina que os 30% normalmente utilizados, so uma das solues para essa nova exigncia.

POLICLOROPRENO CR

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As borrachas de policloropreno so obtidas pela polimerizao do cloropreno, (2-cloro-1,3 butadieno) e so conhecidas pelo nome popular de Neoprene, marca registada da empresa DuPont para este tipo de borracha. Se o cloropreno for polimerizado sem qualquer aditivo de modificao, o produto obtido to duro e insolvel que impossvel de processar, tendo, portanto, que se decompor a cadeia do polmero para permitir pontos de clivagem. Os dois mtodos usados para obter a processibilidade so: o processo tipo tiurame ou modificado com enxofre

o processo modificado sem enxofre, modificao por mercaptano

A cor (light mbar, branco suave, cinzento prateado), a densidade e a viscosidade dependem do tipo de policloropreno. A viscosidade (ML, 1+4 a 100 C) do policloropreno, matria-prima, pode variar de cerca de 34 a 130 unidades. O policloropreno foi originalmente introduzido no mercado pela DuPont com o nome de Duprene como uma borracha sinttica com boa resistncia ao leo e ao ozono. Posteriormente, a DuPont apresentou novos tipos de CR com melhores caractersticas de laborao e vulcanizao, sob o nome de Neoprene. Embora a resistncia ao leo das borrachas ento existentes tenha sido melhorada com o aparecimento das borrachas nitrlicas e a resistncia ao ozono com o aparecimento das borrachas EPT (terpolmero de etileno e propileno), a borracha de policloropreno continuou a ser bastante usada devido boa combinao de propriedades e processibilidade apresentada. A DuPont foi durante vrias dcadas o primeiro e nico produtor da borracha de policloropreno. Introduziu no mercado uma grande variedade de diferentes tipos para satisfazer as diferentes necessidades da indstria. 6

1 - Propriedades do Polmero Os vulcanizados obtidos com base em borracha de policloropreno apresentam boa resistncia intemprie, ao oznio, ao envelhecimento e aos agentes qumicos. Apresentam, ainda, boas caractersticas mecnicas e uma boa elasticidade a temperaturas baixas da ordem dos -40 C, para alm de serem muito pouco inflamveis e apresentarem uma boa resistncia a temperaturas da ordem dos 100 C ou, por breves perodos, de 120 C. A permeabilidade ao gs muito inferior da NR, IR e SBR aproximando-se da permeabilidade das borrachas de acrilonitrila e butadieno (NBR). No tocante resistncia qumica, os vulcanizados de policloropreno apresentam uma boa resistncia qumica aos leos parafnicos, uma mdia resistncia qumica aos leos naftnicos e hidrocarbonetos alifticos e uma fraca resistncia aos hidrocarbonetos aromticos, hidrocarbonetos clorados e solventes polares.

2 - Famlias do Policloropreno A primeira diviso das borrachas de Neoprene foi feita considerando o grupo destinado ao fabrico de adesivos e o grupo para aplicao geral na indstria, subdividido este ltimo em trs famlias, a famlia G, a famlia W e a famlia T. Dentro da famlia G, os graus mais tpicos so o Neoprene GN com pouca estabilidade enquanto matria-prima pelo que no aguenta muito tempo de stock nessa situao, o Neoprene GNA e o Neoprene GT, estes com melhor resistncia cristalizao, embora pequena. Os Neoprenes da famlia W possuem melhor estabilidade de armazenagem e maior resistncia cristalizao, fruto da modificao com mercaptano sofrida durante a sua produo, ou seja, durante a polimerizao. Tm tambm uma distribuio mais uniforme do peso molecular e necessitam normalmente de aceleradores orgnicos para que a vulcanizao seja razoavelmente rpida. Os graus mais tpicos na famlia W, so o Neoprene W, o Neoprene WHV e o Neoprene WK. O Neoprene WRT o mais resistente cristalizao. Na famlia T, podemos citar o Neoprene TW e o Neoprene TRT, ambos semelhantes ao Neoprene tipo W e contendo uma fraco de polmero gel para melhorar o seu comportamento. So 7

resistentes cristalizao e necessitam de aceleradores orgnicos. Apresentam muito pouco nervo e uma baixa contraco. Para mais fcil comparao, podemos resumir as caractersticas da borracha (matria-prima) e dos vulcanizados obtidos de cada uma das famlias anteriormente referidas, tipo G, tipo W e tipo T, na tabela seguinte.

TIPOS G Estabilidade de armazenamento limitada Peptizvel em vrios graus Vulcanizao rpida mas processamento seguro No necessita de aceleradores

TIPOS W Excelente estabilidade de armazenagem No peptizvel

TIPOS T Excelente estabilidade de armazenagem Muito pouco nervo A melhor performance de extruso e calandragem

Vulcanizados Melhor resistncia ao rasgamento Melhor resistncia flexo Melhor Compression Set Melhor resistncia ao envelhecimento por aquecimentoFonte: Portal da Indstria de Borracha

Propriedades semelhantes ao tipo W

Melhor resilincia

3 - Aplicaes Dadas suas caractersticas especiais, os policloroprenos tm larga faixa de aplicaes, podendo tanto ser usado como nico elastmero, ou com outros como SBR, NR, NBR. Com EPDM e Butlica altamente incompatvel. Abaixo, so citadas as principais aplicaes do elatmero: Roupas e luvas industriais; Revestimento de tanques industriais; Mangueiras; Adesivos; Correias transportadoras; 8

Revestimento de cabos submarinos; Revestimentos de cabos e isolao de fios; Artefatos em contato com a gua do mar.

III - SILICONE MQ

Nomes Comerciais: Silicone; e Silastic. 1 - Variaes de tipos de Silicone: Dimetilpolisiloxano com grupos vinlicos (VMQ); Dimetilpolisiloxano com grupos Fenil (PMQ); ou Fuoralkilpolisiloxano com grupos vinlicos (FVMQ). 2 - Propriedades: Suportando temperaturas que podem variar de 65C a 400C, o silicone usado em inmeros segmentos industriais sem perder suas caractersticas de permeabilidade, elasticidade e brilho. Quando incinerado, no provoca reaes qumicas que possam gerar gases e poluir a atmosfera.

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Uma das caractersticas do silicone sua longevidade e compatibilidade com os meios de aplicao. Por ser inerte, no traz malefcios para o meio ambiente, no contamina o solo, nem a gua nem o ar. No existe na literatura especializada nenhum registro de que o silicone tenha causado algum tipo de problema para o meio ambiente. Alm dessas propriedades, tambm no h registro de que tenha provocado algum tipo de reao alrgica no ser humano. Com essas caractersticas, o silicone pode ser manipulado com segurana, sem o risco de provocar poluio ou danos sade humana. Muitos tipos de silicone so reciclveis e outros so de simples disposio, sem agresso ao meio ambiente. As borrachas de silicone, vulcanizam ao adicionar um endurecedor lquido ou pastoso borracha de silicone e os moldes assim obtidos apresentam uma ligeira contrao linear (