ELASTOTEC_VAMAC.pdf

ELASTOTEC INDSTRIA E COMRCIO DE ARTEFATOS DE BORRACHA LTDA Rua Pereira da Fonseca, 449 Bairro den CEP 18103-043 Sorocaba SP PABX (15) 3235.2122 FAX (15) 3235.2138

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VAMAC

ELASTMEROS DE

ETILENO

ACRILATO DE METILA

Caractersticas Compostos Processamento e Aplicaes



NDICE

- Elastmero de Elileno Metil Acrilato; - Histrico; - Constituio polimrica do Vamac; - Propriedades gerias do Vamac vulcanizado; - Classificao do polmero de Vamac; - Classificao do polmero de Vamac vulcanizado; - Condies e indicaes de uso; - Influncia da temperatura; - Resistncia a fluidos; - Resistncia ao intempersmo; - Resistncia a baixas temperaturas; - Resistncia deformao permanente compresso; - Resistncia flexo De Matia; - Resistncia inflamabilidade; - Propriedades de amortecimento de vibraes; - Grades de Vamac e suas propriedades principais; - Tabela n- 1 Grades de Vamac; - Caractersticas das grades de Vamac; - Vamac D e DLS; - Vamac G e GLS; - Vamac HG e HVG; - Compostos com Vamac; - Antidegradantes; - Cargas para compostos com Vamac; - Plastificantes para compostos com Vamac; - Sistemas de cura para compostos com Vamac; - Tabela orientativa de alguns sistemas de cura para compostos com Vamac; - Ps Cura dos artefatos em Vamac; - Processamento de compostos em Vamac; - Procedimento de mistura em Banbury; - Procedimento de mistura em Misturador Aberto; - Conformao por extruso; - Conformao por calandragem; - Conformao por moldagem; - Adeso de compostos com Vamac a substratos; - Formulaes de referncia com Vamac; - Tabela n- 3 Formulaes de referncia; - Concluso; - Anexo 1 Vamac; Guia de resistncia qumica; - Bibliografia.



Elastmeros de Etileno Acrilato de Metila VAMAC

Histrico

Esforos tecnolgicos, oriundos de necessidades especiais sobre materiais elastomricos que apresentasse resistncia a altas temperaturas, prximas quelas oferecidas pelas borrachas de Silicone combinando com a resistncia a derivados de petrleo mostrada pelas borrachas Butatieno-Acrilonitrila, ou Policloropreno, e ainda, que tivesse custos apreciveis e competitivos, que motivou os pesquisadores de DuPont Elastomers a desenvolver o VAMAC. VAMAC a marca registrada pela DuPont Elastomers, de uma famlia de polmeros elastomricos base de Etileno + Acrilato de Metila. Este material foi introduzido no mercado em 1975, exatamente para cobrir a lacuna, at ento existente, de uma famlia de borrachas que oferecesse alta resistncia a fluidos apolares, basicamente os derivados de petrleo, e suportasse temperatura de trabalho at 170C, ainda, que fosse de fcil processabilidade de mistura e conformao.

Constituio Polimrica do VAMAC

Basicamente o VAMAC um elastmero constitudo de um dipolmero de Eltileno- Metil-Acrilato. Diversas grades podem assim ser produzidas, variando as propores entre os monmeros constituintes. Estes dipolmeros apresentam cadeias estruturais, (espinha dorsal principal), totalmente saturadas, portanto a cura, ( vulcanizao ) somente ocorre atravs de sistema peroxdicos. Buscando alternativas de sistema de cura, adicionou-se estrutura dipolimrica um terceiro monmero carboxilado, formando ento um terpolmero contendo radicais reativos com determinadas aminas, desta maneira, conseguindo-se um sistema de cura alternativo, seja, por meio de guanidinas mais aminas. A combinao estrutural do VAMAC apresenta um copolmero no cristalino, de base etilnica, o que proporciona muito boas propriedades de resistncia flexo em baixas temperaturas, enquanto que o acrilato de metila tende a aumentar a polaridade, do copolmero, o que resulta em superior resistncia a derivados de petrleo. Ainda, tendo o VAMAC estrutura polimrica totalmente saturada, isto proporciona excelente resistncia ao oznio, oxignio, intemperismo, etc... A fig. 1 mostra esquemticamente combinao polimrica estrutural do terpolmero VAMAC. ETILENO METIL MONMERO ACRILATO SITIO DE CURA

- ( - CH2 CH2 - )x - ( - CH CH2 - )y - ( - R - )z l l C = O C = O l l OCH3 OH

Fig. 1

Esquema Estrutural da Cadeia Polimrica do VAMAC Terpolmero

PROPRIEDADES GERAIS DO VAMAC VULCANIZADO

Classificao do Polmero de VAMAC.



Conforme as normalizaes ASTM D 1418, para designao de nomenclatura de borrachas e ltices, o coplmero de VAMAC classificado como AEM ( Copolymers of ethyl or other acrylates and etilene ).

Classificao do Polmero de VAMAC vulcanizado Conforme as normalizaes ASTM D 2000 Standard Classification System for Rubber Products in Automotive Applications, artefatos produzidos em VAMAC classificam-se como categoria EE, seja, atendem condies de resistncia temperaturas at 175C ( Mtodo de testes D 865; 70 horas @ 175C ), e resistncia ao leo apresentando inchamento inferior a 80%, ( Mtodo de teste D 471, leo n- 3, 70 horas @ 150C ).

CONDIES E INDICAES DE USO

Influncia da Temperatura

Como vemos, as especificaes normalizadas indicam exposio dos artefatos em VAMAC, perfeitamente vulcanizados s condies de altas temperaturas e imerso em leo por curto perodo de tempo, seja, 70 horas. Como para todos os materiais elastomricos, o efeito envelhecimento trmico atua significativamente, seja, a exposio em altas temperaturas por perodos contnuos de tempo, provoca perdas de propriedades numa relao inversa tempo x temperatura. No VAMAC, observa-se um aumento na densidade de cross-link com subseqente enrijecimento antes de verificar-se qualquer sinal de reverso. Ensaios mostraram que as propriedades tcnicas dos artefatos em VAMAC praticamente no se alteraram aps 18 meses exposto temperatura de 120C, igualmente observou-se que o bons resultados permaneceram aps 6 semanas 170C. A aplicao de artefatos em VAMAC temperatura entre 190 a 200C, em servios contnuos, poder ser tolerada, porm a vida til da pea sobremaneira diminuda, sendo medida em dias, no mais em meses ou semanas.

Resistncia a Fludos

Compostos em VAMAC apresentam muito boas propriedades de resistncia a leos e lubrificantes, hidrulicas e graxas, base hidrocarbnicas, melhores resultados sero obtidos se indicado grades de VAMAC contendo mais elevados nveis de Metil-Acrilato. leos altamente aromticos similares ao ASTM n- 3 podero apresentar inchamento um pouco maior, comparado as outras categorias destes derivados de petrleo. Artefatos de VAMAC apresentam boa resistncia a fluidos refrigerantes de motor base gua + etileno glicol, porm outros pacotes aditivos como anti-espumantes, antioxidantes, etc... Normalmente contidos nesses flidos refrigerantes podero causar a deteriorao da pea, principalmente no VAMAC terpolmero, ocorrendo enrijecimento e colapso do artefato. Peas em VAMAC no so indicadas para trabalho em contato com fluidos de origem no mineral, como leos de freio, fluidos steres, cetonas e os demais produtos com caractersticas polares. A resistncia gasolina e nafta pobre, a aplicao em leo diesel e querosene so tolerveis, desde que no em contato contnuo, (ver Anexo 1, no final desta literatura ). Indicao de uso do VAMAC Evitar o uso do Vanac - leos lubrificantes, - Gasolina, - Fluidos de transmisso automtica, - leos Aromticos, - leo Diesel ( respingos ), - Acetonas, - gua at 100C, - steres, - Fluidos refrigerantes ( depende dos aditivos ), - lcoois, - Diversos leos hidrulicos minerais. - Qumicos concentrados.



Resistncia ao Intemperismo

Pesquisadores da Dupont desenvolveram testes de intemperismo em compostos de VAMAC, na Flrida EUA, em que os corpos de prova foram submetidos luz solar, gua, oxignio e oznio, durante trs anos mostrando mnimo efeito sobre as propriedades tcnicas do material. Tambm, condies muito mais agressivas de ensaios de oznio foram realizados, (7 dias concentrao de 10000 partes de oznio por cem milhes de partes de ar ), no apresentaram trincas nos corpos de prova testados.

Resistncia a Baixas Temperaturas. Corpos de prova produzidos partir de compostos em VAMAC com baixo teor de Metil-Acrilato, sem plastificantes e dureza mdia, submetidos a testes de flexo em temperatura de 40C ( conforme ensaios normalizados pela ASTM ), apresentaram muito bons resultados, mantendo suas caractersticas elastomricas. A resistncia baixas temperaturas podero ainda ser melhoradas com a adio de plastificantes steres como DOS, ou DOA, podendo-se conseguir resultados de at 15 Mpa de mdulo torcional -40C. A escolha de grades de VAMAC contendo elevados teores de Metil-Acrilato oferece melhores resultados de resistncia a derivados de petrleo, porm, sua performance de resistncia flexo em baixas temperaturas torna-se prejudicada, mesmo em compostos devidamente plastificados.

Resistncia Deformao Permanente Compresso DPC

Compostos em VAMAC terpolmero, curados por Guanidinas + Aminas ( DOTG + DIAK n- 1 ), e devidamente ps curados, oferecem excelentes propriedades de resistncia Deformao Permanente Compresso, atingindo-se valores prximos a 20% em ensaios de 70 horas 150C. (Ensaios ASTM D 395 Mtodo B ). Vale enfatizar que a ps cura imprescindvel para se obter bons resultados de DPC. Compostos de VAMAC curados por perxidos oferecem pobres resultados de resistncia DPC, mesmo depois de ps curados.

Resistncia Flexo De Matia

Compostos em VAMAC com moderados teores de cargas, sem ps cura e estado de cura no to elevado, tende a apresentar os melhores resultados de resistncia flexo podendo ultrapassar a 350.000 ciclos. Os compostos ps curados mostram caractersticas inversamente proporcional entre resistncia DPC e resistncia flexo, muito embora, em testes realizados observou-se que compostos em VANAC terpolmero curados por Guanidinas + Aminas e devidamente ps curados, submetidos a ensaios de resistncia flexo em flexmetro De Matia apresentaram resultados que excederam a 250.000 clclos temperatura de 100C, combinando resistncia DPC prximo a 20% ( 70 horas 150C ). VAMAC dipolmero, curados por perxidos no so indicados para artigos submetidos a trabalhos que exijam resistncia flexo.

Resistncia Inflamabilidade

Os polmeros VAMAC no apresentam boa resistncia inflamabilidade, porm, a decomposio por queima no libera gases corrosivos, muito embora na fumaa existam monxido e dixido de carbono. Melhores caractersticas de resistncia inflamabilidade em compostos com VAMAC podem ser conseguidas com a adio ao composto de ingredientes halgenos como o Decabromodifenilxido combinado com Trixido de Antimnio, porm, estes materiais reduzem a resistncia ao envelhecimento trmico, e ainda, em caso de queima, os gases liberados so halgenos e txicos. Uma alternativa interessante para melhorar a resistncia inflamabilidade dos compostos em VAMAC a adio de Alumina Trihidratada, ao composto, o que oferece boas propriedades anti-chama e caso ocorra queima, os gases liberados no so corrosivos nem txicos e o volume de fumaa gerado pequeno. O Hidrxido de Magnsio, como ingrediente anti-chama, somente poder ser usado em compostos de VAMAC dipolimero.



Propriedades de Amortecimento de Vibraes

Polmeros de VAMAC apresentam alta capacidade de amortecimento de vibraes em ampla faixa de temperaturas, entre -30C a 160C. Normalmente compostos com VAMAC no so altamente estendidos em cargas, devido o polmero apresentar baixa voscosidade Mooney, comparativamente a outras famlias de borracha, assim sendo, moderados teores de cargas combinados com plastificantes steres, torna ainda mais consistentes os resultados de amortecimento a vibraes nas variadas condies de temperatura de trabalho, do artefato. Outro fator importante a considerar que algumas vezes o artefato dever apresentar muito boas propriedades de amortecimento vibrao e ainda, resistncia a derivados de petrleo, o que conduz quase que obrigatoriamente a escolha do VAMAC como o material mais indicado.

GRADES DE VAMAC E SUAS CARACTERSTICAS PRINCIPAIS

A Tabela n- 1 apresenta as grades de VAMAC comercializados e suas principais caractersticas tcnicas.

Tabela n- 1 Grades de VAMAC

Nome Comercial

DuPont

Estrutura

Teor de Metil

Acrilato

Viscosidade Mooney

ML 1 + 4 @ 100C

Sistema de

Cura

VAMAC D

Dipolmero E / MA

Normal

22

Perxido

VAMAC DLS

Dipolmero E / MA

Alto

22

Perxido

VAMAC G

Terpolmero E / MA / CS

Normal

16

Guanidina +

Amina

VAMAC GLS


Alto

16

Guanidina +

Amina

VAMAC HG


Normal

35

Guanidina +

Amina

VAMAC HVG


Normal

26

Guanidina +

Amina

Legenda:- E / MA = Etileno / Metil Acrilato E / MA / CS = Etileno / Metil Acrilato / Sitio de Cura Guanidina = DOTG = Diorthotolyl Guanidina ou DPG = Diphenyl Guanidina Amina = DIAK # 1 = Hexamethylenediamine Carbamate

CARACTERSTICAS DOS GRADES DE VAMAC

VAMAC D e DLS

VAMAC D e DLS so dipolmeros de Etileno + Metil-Acrilato, cujo sistema de cura se d unicamente por meio de perxidos orgnicos.



Embora estes grades de VAMAC sejam limitadas a somente este sistema de cura, a grande vantagem que o artefato vulcanizado apresenta melhora significativa na resistncia ao ataque de diversos produtos qumicos de base aminas, muitas vezes presentes em fluidos de refrigerao automotiva. O sistema de cura peroxdico ainda oferece, tima segurana de processamento, armazenamento de composto por tempo maior, melhor scorch, cura rpida, muito boa resistncia Deformao Permanente Compresso, mesmo sem o tratamento de ps cura. A resistncia a leos derivados de petrleo e a capacidade do artefato vulcanizado manter-se flexvel em baixas temperaturas determinada pelo teor de Metil-Acrilato combinado na estrutura do polmero de VAMAC, sendo que uma caracterstica e inversamente proporcional a outra. O VAMAC DLS, (em que as letras LS significam Low Swell, seja; baixo inchamento em leos derivados de petrleo), contm em sua estrutura alto teor de Metil-Acrilato, portanto melhor resistncia a fluidos apolares, porm, menor resistncia flexo em baixas temperaturas. O VAMAC D contm mdio teor de Metil-Acrilato, oferece melhores propriedades de resistncia flexo em baixas temperaturas e menor resistncia a fluidos apolares, se comparado com o VAMAC DLS. Nota:- Se a propriedade de baixa Deformao Permanente Compresso, for requisito mandatrio de especificao, os melhores resultados so encontrados empregando-se grades de VAMAC terpolimero vulcanizados por Guanidinas + Aminas e com o devido tratamento de ps cura.

VAMAC G e GLS

VAMAC G um terpolmero de Etileno + Metil-Acrilato + Monnero Sitio de Cura. Contm mdio teor de Metil Acrilato, cujo terceiro monmero que propicia a cura por Guanidina + Amina. VAMAC G, oferece resistncia a derivados de petrleo similar quela mostrada pelo VAMAC D, e igualmente tambm so sua propriedades de resistncia a flexo em baixas temperaturas. O VAMAC GLS um terpolmero similar ao VAMAC G, porm contendo alto teor de Metil-Acrilato em sua estrutura polimrica o que oferece melhores resultados de resistncia a derivados de petrleo, porm, inferior resistncia a baixas temperaturas. VAMAC G e GLS apresentam baixa viscosidade Mooney, ( 16 - ML 1 + 4 @ 100C ), o que proporciona a produo de compostos ricos em polmero, seja, com menores teores de cargas. Muito embora sejam os grades VAMAC G e GLS, terpolmeros, o que proporciona a vulcanizao por Guanidinas + Aminas, estes materiais tambm oferecem excelentes caractersticas de cura por meio de perxidos. imprescindvel o tratamento de ps cura em todos os artefatos produzidos com estes grades de VAMAC, para atingir as propriedades tcnicas desejadas.

VAMAC HG e HVG VAMAC HG um terpolmero de Etileno + Metil-Acrilato + Monmero Sitio de Cura que permite vulcanizao por meio de Guanidina + Amina, o polmero apresenta mais alta viscosidade Mooney, ( 35 ML 1 + 4 @ 100C ) desta famlia de elastmeros, contm mdio teor de Metil-Acrilato oferecendo resistncia a fluidos apolares e a baixas temperaturas igual aos grades D e G, j vistos acima. A designao HG significa polmero de VAMAC com alto green strength. VAMAC HVG tambm um terpolmero de viscosidade Mooney ligeiramente mais baixa que o grade HG, (26 ML 1 + 4 @ 100C ). Compostos produzidos com este polmero combinam as boas propriedades tcnicas do tipo HG com melhores caractersticas de extrudabilidade para mangueiras ou artefatos moldados por injeo



de mdia a baixas durezas. A designao HVG significa polmero de VAMAC de alto green strength e mais alta viscosidade. A estrutura polimrica do VAMAC HVG similar quela do VAMAC G, porm o primeiro apresenta cadeias de peso molecular mais elevado, assim, mais alta viscosidade Mooney, desta forma consegue-se produzir compostos contendo maiores teores de cargas e viscosidade final, (do composto ) tambm mais elevada, o que garante melhor processabilidade de moldagem por compresso e extruso. Estudos mostraram que possvel produzir compostos a partir do VAMAC HVG com at 30% de viscosidade mais elevada que os compostos com VAMAC HG, ainda oferecem melhor estabilidade de estocagem. Comparativamente a estabilidade dos compostos com VAMAC HVG similar quela obtidas dos compostos com VAMAC G e melhor que a dos compostos com VAMAC HG.

COMPOSTOS COM VAMAC

Compostos com VAMAC seguem os mesmos princpios e tecnologias usados para outros tipos de borracha, seja; partindo da escolha correta dos grade de polmero a ser empregado, uso de antidegradantes, auxiliares de processamento, cargas, plastificantes e agentes de cura.

Escolha do Grade de VAMAC

Dependendo das propriedades de resistncia qumica, resistncia a altas ou baixas temperaturas, propriedades mecnicas e sistemas de processamento de conformao, do artefato vulcanizado podem escolher o grade mais adequado de VAMAC a ser indicado. A Tabela n- 1 mostra resumidamente os grades disponveis e no texto so apresentadas suas caractersticas fundamentais.

Antidegradantes

Em todos os compostos de VAMAC terpolmeros indispensvel a adio de pelo menos 2 phr de um antioxidante da famlia das Difenilaminas, recomenda-se o Naugard 445 ( fornecimento da Chentura ). Para compostos baseados em VAMAC dipolmeros, somente 1 phr de Naugard 445 suficiente. Ingredientes antiozonantes no so necessrios parta os compostos em VAMAC.

Cargas para Compostos de VAMAC

Negro de Fumo o tipo de carga preferida para compostos de VAMAC. Negro de fumo no afeta as propriedades de resistncia ao envelhecimento pelo calor e oferece melhores resultados na resistncia Deformao Permanente Compresso e a flexo dinmica. Os grades de Negro de Fumo N 762, N 683 e N 550, so os mais comumente usados nos compostos, pois, apresentam bom poder reforante sem emprego de elevados teores de plastificantes. Grades de Negro de Fumo de alto poder reforante como o N 110 e N 220 tambm podem ser empregados, porm em teores menores e em compostos sem plastificantes, pois, a disperso destes tipos de carga, devido ao pequeno tamanho de partculas, mostra-se mais dificultosa e o uso de plastificantes diminui o cisalhamento do polmero o que compromete a incorporao ao composto. Negro de Fumo N 990 oferecem baixo poder reforante ao composto, podendo ser usado mais como carga de enchimento. As cargas minerais, quando necessrias, podero ser empregadas, porm, devero ser cuidadosamente selecionadas. A Slica Pirognica at teores de 20 phr oferece ao composto de VAMAC um alto poder reforante e apresenta pouca influncia nas propriedades de resistncia ao envelhecimento trmico.



Carbonato de Clcio Precipitado normalmente usado em compostos de VAMAC em teores mais elevados (at 80 phr) oferecendo mdio poder reforante com muito pequena influncia nas propriedades de resistncia ao envelhecimento trmico. Informaes vlidas tambm para o Sulfato de Brio. Em compostos de VAMAC que exija alguma melhora como retardante inflamabilidade pode ser usada a Alumina Trihidratada, como carga, porm, tende a reduzir as propriedades de resistncia ao envelhecimento. Este tipo de carga ainda poder provocar alteraes nas propriedades mecnicas dos artefatos, pois, tende a produzir ligaes inicas em forma de cross-link nos grades de VAMAC terpolmero. Outros tipos de cargas que apresentem xidos metlicos ativos, devem ser evitados ou em caso de pigmentos corantes, (como xido de cromo at 5 phr, xido de ferro at 3 phr, dixido de titnio at 5 phr ) somente mnimos teores, como assinalado, podem ser empregados. Trixido de Antimnio em mnimos teores, (5 phr ) ainda so tolerados, bem como ingredientes contendo estearatos metlicos, pois, tendem a diminuir a resistncia ao envelhecimento trmico. Melhor evitar o uso de Caulins e Slicas Preciptadas.

Plastificantes para Compostos de VAMAC

Cuidado importante dever tambm ser considerado na escolha de Plastificantes para compostos de VAMAC. A seleo de Plastificantes de baixa volatilidade e estabilidade em elevadas temperaturas de trabalho, dos artefatos, so os indicados, o que complementa a performance de resistncia ao envelhecimento trmico requerido. Basicamente a escolha do Plastificante restringe-se aos tipos polisteres que apresenta efetivo desempenho a temperaturas acima de 180C, porm, infelizmente esta classe de Plastificantes no so indicados para condies em que os artefatos devero apresentar tambm resistncia flexo em baixas temperaturas. Um Plastificante de mdia volatilidade e de interessante indicao o DOS ( di octil sebacato ), este oferece aos artefatos excelentes resultados de flexibilidade a temperaturas at -50C, e estabilidade a altas temperaturas at 135C. Em peas automotivas algumas vezes costuma-se combinar plastificantes polieters com poliesters para conseguir bons resultados de trabalho desde 40C at 175C.

Sistemas de Cura para Compostos de VAMAC

Como j mencionados acima, muitos artigos produzidos com VAMAC terpolmero so curados atravs da combinao de Guanidinas e Aminas primrias. Reticulaes, (cross-links), permanentes so formados a partir de radicais carboxlicos contidos na espinha dorsal da cadeia polimrica do VAMAC, o que oferece excelente estado de cura e timas propriedades fsicas aos artefatos vulcanizados. Sistema de cura peroxdicos, normalmente indicado para cura de VAMAC dipolmero, tambm pode ser usado em compostos de VAMAC terpolmero, particularmente na fabricao de revestimento em fios e cabos eltricos. Sistemas de cura por perxido no so recomendados para produo de artefatos moldados, pois, apresenta baixa resistncia ao rasgamento a quente e poder tender a grudar mais intensamente no molde. A propriedade de resistncia Deformao Permanente Compresso de artefatos em VAMAC curados por perxidos tende a ser pobre, comparativamente mostrada pelos artigos curados por Guanidinas / Aminas. Os grades de VAMAC dipolmeros somente podem ser curados por perxidos apresentando poucos problemas na desmoldagem.



A Tabela n- 2 apresentam algumas sugestes de sistemas de cura para compostos em VAMAC.

Tabela n- 2 Orientao de Alguns Sistemas de Cura para Compostos de VAMAC

Aplicao / Propriedade

Sistema de Cura Qtde phr

Obs:

Melhor resistncia Deformao Permanente Compresso

DOTG DIAK N- 1

4 1,5

Com Ps cura

Melhor resistncia Flexo DPG DIAK N- 1

4 1,25

Com Ps cura

Artefato de espessura de parede muito fina Armeen 2C DIAK N- 1

6 1,25

Com Ps cura

Para revestimento de Fios e Cabos vulcanizados em tnel de vapor

Perkadox 14 / 40 HVA - 2

7,5 2

Sem Ps cura

Artefatos de VAMAC dipolmeros para peas moldadas

DiCup 40 C HVA - 2

8 2

Sem Ps cura

Fabricao de Mangueiras extrusadas Varox DBPH 50 TAC

5 2

Sem Ps cura

DOTG = Diorthotolyl Guanidine Diversos produtores; DIAK N-1 = Hexamethylene Diamine - Marca Registrada DuPont; Armeen 2C = Amina Secundria Marca Registrada Akzo; Perkadox 14 / 40 = Bis Perxido de Benzeno Marca Registrada Akzo; DiCup 40C = Perxido de Dicumila Marca Registrada Hercules; HVA 2 = N,N Phenylene Dimaleimide Marca Registrada DuPont; TAC = Trialil Cianurato Diversos Fabricantes.

Ps Cura dos Artefatos em VAMAC

Os resultados timos de propriedades tcnicas dos artefatos em VAMAC, (principalmente os grades terpolmeros curados por Guanidinas + Aminas), somente so conseguidos depois do tratamento de ps cura. O tratamento de ps cura oferece aos artefatos em VAMAC melhor estabilidade de cross-link proporcionando melhores mdulos, menor Deformao Permanente Compresso e resistncia ao envelhecimento trmico. Diversas combinaes de Tempo / Temperatura podem ser empregadas para promover o tratamento de ps cura, porm, melhores resultados so apresentados quando os artefatos so submetidos durante 4 horas a 175C.

Processamento de Compostos em VAMAC

A baixa viscosidade e baixo green strength dos polmeros de VAMAC so os principais aspectos que determinam os controles das operaes de processamento. importante que o processamento de mistura em Misturador Aberto ou em Banbury seja em temperaturas mais baixas, que as utilizadas para outros tipos de elastmeros, tambm, aos compostos devem ser considerados eficientes auxiliares de processo para reduzir a adeso do composto nos rolos ou rotores das maquinas de mistura. Como auxiliares de processo, a combinao de 2 phr e estearina com 0,5 phr de octadecilamina ( Armeen 18 D ) e 1 phr de Allkil Fosfato ( Vanfre Vam ) apresentam excelentes resultados como anti aderente para os compostos de VAMAC. Compostos que sero curados por perxidos, ( VAMAC dipolmero ) ou para artigos de cores claras, o teor de Alkil Fosfato dever ser reduzido para 0,5 phr, para evitar perdas na tenso de ruptura e mdulos.



Procedimento de Mistura em Banbury

- Limpar o Banbury de resduos de outras misturas usando Borracha Nitrlica; - Calcular o peso total do composto usando fator de enchimento de 70%; - Abrir totalmente o sistema de refrigerao da Cmara e Rotores; - Rotores devero girar em baixa rotao, - Melhor processar a mistura pelo sistema UPSIDE DOWN; - Alimentar a mquina com as cargas, antioxidante e os auxiliares de processo; - Baixar o pilo e misturar por 30 segundos e recuar o pilo; - Adicionar o polmero, baixar o pilo e misturar por mais 4 minutos; - Recuar o pilo, adicionar os agentes de cura; - Baixar o pilo e misturar por mais 30 segundos; - Descarregar o composto observando temperatura inferior a 100C; - Em Misturador Aberto, homogeneizar e laminar em mantas; - Resfriar as mantas e enviar para os processos de conformao das peas.

Procedimento de Mistura em Misturador Aberto

- Utilizar Misturador Aberto perfeitamente limpo; - Abrir totalmente o sistema de resfriamento dos rolos; - Calibrar abertura entre rolos de aproximadamente 5 mm; - Alimentar com o polmero para plastificao (mastigao ), - Adicionar conjuntamente com o polmero os auxiliares de processo; - Tendo formado a banda sobre o rolo, adicionar as cargas lentamente, observando que a abertura entre os rolos devero ser aumentada gradualmente; - Concluda a adio das cargas, homogeneizar perfeitamente o composto; - Aps, adicionar os agentes de cura incorporando-os e homogeneizando-os perfeitamente; - Laminar em mantas e enviar para os processos de conformao subseqentes, Obs.:- importante manter, durante todo o processamento de mistura a temperatura entre 40 a 50C.

Conformao por Extruso

Compostos de VAMAC apresentam baixo nervo e baixa viscosidade o que oferece fcil conformao de perfis por extruso, porm, tende a ter pouca resistncia ao colapso, assim, compostos mais carregados e de viscosidade mais elevada produzir melhores resultados. A escolha dos grades de VAMAC HG ou HVG so preferidos, e compostos carregados com Slica Pirognica bem como Negro de Fumo tipo N 550 oferecem resultados superiores de processamento. Melhor evitar o emprego de plastificantes, ou usa-los em mnimas quantidades. A calibragem da extrusora com a gradiente de temperatura de aproximadamente 30C na boca de alimentao, 65C ao longo do canho e rosca e 75C na matriz, conduzem a um ponto de partida razovel, para o incio dos ajustes da mquina.

Conformao por Calandragem

No so muito comuns, lenis produzidos em VAMAC, porm, so perfeitamente passveis de serem produzidos. Alguns cuidados devero ser observados principalmente devido ao baixo green strength deste tipo de polmero, assim, torna-se quase sempre necessrio utilizar tecidos, como suportes. Os trs aditivos auxiliares de processamento, como j mencionados acima, so indispensveis, na composio, pois, tendem a promover o devido descolamento do lenol, dos rolos da calandra, ainda, a temperatura dos rolos da calandra devero ser mantidos bastante resfriados, inferior a 35C.

Conformao por Moldagem

Compostos com VAMAC podero ser moldados usando os sistemas comuns, empregado a outros tipos de elastmeros seja; compresso, transferncia ou injeo.



Compostos para moldagem por compresso, se forem de viscosidade Mooney mais elevada, (comparativamente aos compostos para moldagem por injeo ou transferncia ), apresentam melhores resultados, pois, a tendncia de falhas por causa de reteno de ar, ou bolhas, menor. Tambm, moldes cuidadosamente projetados, observando as sadas de ar, preferencialmente ao lado oposto posio de alimentao, reduzem probabilidade de defeitos, nas peas. Alimentar o molde com volumes pr formados, dos compostos indicado. Em sistemas de moldagem por injeo, um composto com mais elevado green strength processa melhor. As temperaturas na rosca de admiso, (alimentao ), bem como, na cmara de injeo devero ser mantidas entre 40 a 60C, enquanto a temperatura no molde, para vulcanizao dever ser entre 185 a 195C. A superfcie das cavidades do molde dever ser extremamente polida, de preferncia aplicar revestimento em cromo duro, tambm, compostos perfeitamente balanceados com os devidos auxiliares de processamento, oferece melhores resultados. A caracterstica de alta polaridade do VAMAC provoca maior possibilidade de grudar o composto no molde e assim aumentar a sujidade, orienta-se o emprego de desmoldante semi permanente e regular limpeza do molde, de preferncia por meio de compostos polimricos designados para tal funo.

Adeso de VAMAC a Substratos

Compostos de VAMAC apresentam fcil adeso a substratos metlicos, principalmente ao ao carbono. Os cuidados com a limpeza e desengraxe, bem como, o emprego de promotores de adeso, so indispensveis. Os grades de VAMAC dipolmeros, curados por perxidos, apresentam dificuldade um pouco maior de aderir aos substratos, comparativamente aos grades terpolmeros. A adeso de compostos de VAMAC em fibras txteis requerem que o tecido seja pr tratado por meio diping com soluo a base de NBR carboxilada + silanos e ainda, algumas vezes, sobre esta dipagem, aplica-se uma fina camada de soluo base policloropreno.



FORMULAES DE REFERENCIA COM VAMAC

A Tabela n- 3 apresenta algumas formulaes de referncia que oferecem orientaes como ponto de partida para desenvolvimentos de projetos de artefatos com VAMAC

Tabela n- 3 - Formulaes de Referncia

Matrias Primas F. 1 phr

F. 2 phr

F. 3 phr

F. 4 phr

F. 5 phr

F. 6 phr

F. 7 phr

VAMAC D 100 0 0 0 0 0 0 VAMAC DLS 0 100 0 0 0 0 0 VAMAC G 0 0 100 0 0 0 100 VAMAC GLS 0 0 0 100 0 0 0 VAMAC HG 0 0 0 0 100 0 0 VAMAC HVG 0 0 0 0 0 100 0

Naugard 445 1 1 2 2 2 2 2 Estearina 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 2 Armeen 18 D 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 1 Vanfre VAM 0,5 0,5 1 1 1 1 1

Negro de Fumo N 762 65 65 0 0 80 80 0 Negro de Fumo N 550 0 0 60 60 0 0 0 Dixido de Titnio 0 0 0 0 0 0 5 Pigmento Corante 0 0 0 0 0 0 ? Alumina Tri - Hidratada 0 0 0 0 0 0 140 Slica Pirognica 0 0 0 0 0 0 10 Vinil Silano A - 172 0 0 0 0 0 0 1 Plastificante Tri Octil - Fosfato 0 0 0 0 0 0 10

DiCup 40C 8 8 0 0 0 0 0 HVA - 2 2 2 0 0 0 0 0 DOTG 0 0 4 4 4 4 4 DIAK N- 1 0 0 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

Condies de Vulcanizao

- Formulaes F.1 e F.2 Vulcanizao T90 + 5 minutos @ 177C; sem Ps Cura. - Formulaes F.3; F.4; F.5; F.6 e F.7 Vulcanizao T90 + 5 minutos @ 175C com Ps Cura 4 horas @ 175C

Propriedades F.1 F.2 F.3 F.4 F.5 F.6 F.7 Dureza ( Shore A ) 70 65 65 65 58 63 70 Mdulo a 100% ( Mpa ) 4,6 3,0 5,0 3,2 4,8 6,0 - Tenso de Ruptura ( Mpa ) 12,5 11 14,5 11,2 14 16 - Alongamento Ruptura ( % ) 220 320 295 300 240 250 - D. P. C. 70h @ 150C ( % ) 12 16 20 14 20 16 - Incham. leo ASTM 1 70h @ 150C (%) 5 1 - 2,3 - - - Incham. leo ASTM 2 70h @ 150C (%) 26 10 - 11 - - -

Nota:- Dados apenas referenciais, colhidos em laboratrio.



Concluso

As informaes aqui contidas so oriundas de diversas literaturas tcnicas e estudos de casos realizados por tcnicos da DuPont, para variadas condies e indicao do emprego de artefatos elastomricos que buscam a atender regular resistncia qumica a derivados de petrleo em temperaturas mais elevadas que aquelas atingidas pelas borrachas convencionais como a NBR ou CR, cobrindo assim esta lacuna, muitas vezes apresentada, principalmente em aplicaes para fins automotivos.

ANEXO 1 - VAMAC GUIA DE RESISTNCIA QUMICA

NOTA:- Para os ensaios foi empregado VAMAC com mdio teor de Metil Acrilato.

PRODUTO QUMICO CONDIES DE ENSAIO VARIAO VOLUME %

gua + anticongelante 50 / 50% 168 horas @ 100C + 7 gua + anticongelante 50 / 50 % 336 horas @ 100C + 6 gua + anticongelante 50 / 50% 504 horas @ 100C + 7 gua + Etileno Glicol 50 / 50 % 168 horas @ 100C 0 gua Destilada 168 horas @ 100C +8 cido Actico 20% 168 horas @ 24C + 3 cido Actico Glacial 70 horas @ 24C + 113 cido Actico Glacial 168 horas @ 24C + 115 cido Hidroclordrico 20% 70 horas @ 24C 0 cido Hidroclordrico 20% 168 horas @ 24C - 1 cido Hidroclordrico Concentrado 70 horas @ 24C + 6 cido Ntrico 30% 168 horas @ 24C + 3 cido Sulfrico 20% 168 horas @ 24C - 2 cido Sulfrico Concentrado 70 horas @ 24C + 206 Acetona 168 horas @ 24C + 106 lcool n-Butil 168 horas @ 24C + 35 lcool Etlico 95% 168 horas @ 24C + 40 lcool Metlico 168 horas @ 24C + 16 Ciclohexano 168 horas @ 24C + 186 Cellosolve Acetato 168 horas @ 24C + 235 Dibutil Ftalato ( DBP ) 70 horas @ 24C + 50 ter Etlico 168 horas @ 24C + 90 Etileno Glicol 804 horas @ 100C + 12 Fuel A ( referencia ASTM ) 168 horas @ 24C + 26 Fuel B ( referencia ASTM ) 168 horas @ 24C + 82 Fuel C ( referencia ASTM ) 168 horas @ 24C + 130 Fluido de Freio Delco Suprema # 11 70 horas @ 150C +102 Formaldeido 37% 70 horas @ 24C + 2 Gasolina sem chumbo 87 octanas 70 horas @ 24C + 65 Gasolina sem chumbo 87 octanas 168 horas @ 24C + 68 Gasolina sem chumbo 168 horas @ 24C + 100 Graxa base Clcio 24 horas @ 121C + 29 Graxa base Ltio 24 horas @ 121C + 11 Kerosene 168 horas @ 24C + 31 Metil Isopropil Acetona 168 horas @ 24C + 148 Metil Tercio Butil Eter 70 horas @ 24C + 118 Metileno Clorado 168 horas @ 24C + 175 leo ASTM # 1 70 horas @ 150C + 5 leo ASTM # 1 70 horas @ 177C + 4 leo ASTM # 2 70 horas @ 150C + 35 leo ASTM # 2 70 horas @ 177C + 29 leo ASTM # 3 70 horas @ 100C + 39 leo ASTM # 3 70 horas @ 150C + 50 leo ASTM # 3 168 horas @ 150C + 60



leo ASTM # 3 70 horas @ 177C + 56 leo Parafnico 70 horas @ 24C 0 leo Mobil 5 W / 30 504 horas @ 150C + 23 leo de Transmisso Automtica 168 horas @ 150C + 16 Tolueno 168 horas @ 24C + 212



Bibliografia: - New developments in Ethylene / acrylic elastomers by Theresa M.Dobel and Jerald R.Harrel, of the E.I.Du

Pont de Nemours & Co. Inc. Brochure based on Paper n- 28 presented at a meetng of the Americam Chemical Society Rubber Division. Bulletin H 34755 - 1975

- Introducing Vamac Ethylene Acrylic Elastomers, by W R.Abell , Bulletin EA 000.1, Du Pont Company. - Vamac Ethylene Acrylic Elastomer, A new class of Elastomer, by J.F.Hagman; R.E.Fuller; W.K. Witsiepe,

and R.N.Greene. E.I. du Pont de Nemours & Co. Wilminton, Del May 1976. Bulletin EA 0002. - A guide to evaluating Vamac Ethylene Acrylic Elastomer; Properties, Performances, Applications. Du Pont

Company. - Vamac Ethylene Acrylic Elastomer. A survey of properties, compounding and processing. Du Pont

Polymmers bulletin H 34753. - Vamac Ethylene Acrylic Elastomer; Release Agente fopr Compounding or Vamac, by J.F.Hagman and N..

Brodoway, bulletin EA 400.2 ( R 1 ). - Vamac Ethylene Acrylic Elastomer, Bonding Systems for Vamac, by J.F.Hagman, bulletin EA 450.2, Du

Pont Company. - Vamac Ethylene Acrylic Elastomer, Low Temperature Performance, by J.F.Hagman; Bulletin E.A. 520.1,

Du Pont Company. - Flame retardance in mineral filled compounding of Vamac, by R.J.Boyce, bulletin EA 520.2, Du Pont

Company. - Vamac Ethylene Acrylic Elastomer; Processing Vamac; Processing Manual E A 400.1 ( 1 ) , Bullletin H

48545 - Vamac Ethylene Acrylic Elastomer, Processing Vamac by J.F. Hagman, bulletin EA 400.1 - Vamac Ethylene Acrylic Elastomer. Doc. Vamac HVG data scheet, v.1, 20 April 2001, E.I. du Pont de

Nemours and Company. - Fluid Resistance of Vamac, by J.F.Hagman, bulletin EA 510.1 ( R 1 ) , Du Pont Company. - Fluid Resistance of Vamac by W.M.Stahl, August 1988, Bulletin EA 510.1 ( R 2 ) - Vamac LS a new Vamac Terpolymer with enhanced oil resistance. Bulletin H 50287; rev. 7 / 1985. - Vamac D and Vamac DLS, a new family of Vamac dipolymers with enhanced cure caracteristics. Bulletin H

50285; rev. 7 / 1985.

por: V. J. Garbim

High Performances Elastomers Specialist

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