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Molas e Coxins de Borracha

Elastmeros mais utilizados

Jos Valdemir Garbim

www.cenne.com.br Pgina 1

Contedo

INTRODUO ................................................................................................................. 3

INFLUNCIA DO AMBIENTE ..................................................................................... 4

Temperatura ................................................................................................................. 4

Oxignio......................................................................................................................... 4

Oznio ............................................................................................................................ 4

Produtos Qumicos ....................................................................................................... 4

Borracha Natural NR ................................................................................................... 5

Algumas Caractersticas da NR .............................................................................. 5

Exemplos de Aplicao ................................................................................................ 6

Estireno Butadieno SBR .................................................................................................. 6

Algumas Caractersticas do SBR ............................................................................ 6


Polibutadieno = BR .......................................................................................................... 7

Borracha Butlica ou Butil I IR ................................................................................... 7

Algumas Caractersticas da I IR ............................................................................. 7


Borracha Etileno Propileno EPDM ................................................................................. 8

Algumas Caractersticas do EPDM ........................................................................ 8


Policloropreno Neoprene = CR (Neoprene Marca DuPont) ...................................... 9

Algumas Caractersticas do CR ............................................................................ 10


Exemplos de Aplicao .............................................................................................. 10

Polietileno Clorosulfonado = Hypalon ( Hypalon Marca DuPont ) ..................... 11

Borracha Nitrlica = NBR .............................................................................................. 11

Algumas Caractersticas da NBR ............................................................................. 11

Exemplos de Aplicao .............................................................................................. 12

Poliuretanos = PU .......................................................................................................... 12


INTRODUO

Devido s caractersticas peculiares mostradas pela borracha, de no apresentar-se com a

fluidez de um lquido, e nem tampouco a rigidez de um slido, despertado na engenharia,

um grande interesse de aplicao deste material.

As propriedades fsicas, como; resistncia abraso, densidade, baixa dureza, constante de

elasticidade, etc., somadas s propriedades qumicas extrnsecas, de, resistncia ao oznio,

luz, oxignio, hidrocarbonetos, etc., do vazo a um amplo campo de aplicao deste material

em projetos de engenharia, onde, determinados elementos de mquinas seriam impossveis de

serem construdos se no existissem as borrachas.

Diversas so as famlias de polmeros bsicos possveis de serem usados, de forma a atender

em quase que cem por cento das mais especficas solicitaes de trabalho dos elementos de

mquinas construdas com este material.

O comportamento particular da borracha, aparentemente distinto daquele dos materiais

estruturais convencionais de engenharia, dificulta sobremaneira a seleo de uma composio

de borracha adequada para um determinado artefato, pelo projetista, pois, exigido deste

profissional um conhecimento mais profundo do material borracha. Outro aspecto

complicativo principalmente a inexistncia de manuais prticos com dados relativos s

mltiplas aplicaes dos elastmeros, bem como, caractersticas tcnicas dos mesmos.

Os sistemas de classificao de materiais elastomricos, tais como: ABNT. EB 362, ASTM D

2000, SAE J 200 e outros, que especificam, normalizam e codificam tais materiais, podem

informar alguns quesitos bsicos das borrachas, constituindo-se assim, uma importante fonte

de consulta, tanto para o Projetista, quanto para o Tecnologista de Borracha.

Quando se faz necessrio a especificao de um tipo de borracha para atender a aplicao de

um elemento de mquina construdo de tal material, um grande entrosamento tcnico deve

existir entre o Projetista do elemento de mquina e o Tecnologista de Borracha, pois, toda e

qualquer informao de fundamental importncia.


INFLUNCIA DO AMBIENTE

Antes de falarmos especificamente dos tipos de elastmeros usados em molas, coxins e peas

tcnicas, importante frisar de maneira bsica e elementar a interferncia do ambiente de

trabalho na pea de borracha.

O ambiente de trabalho pode atuar de forma degenerativa sobre o elastmero da pea, cujos

mecanismos, so de natureza fsica ou qumica, ou ainda combinados, como mostrado abaixo.

Temperatura

A alta temperatura provoca degradao trmica na borracha, acelerando seu envelhecimento e

provocando o colapso da pea.

A baixa temperatura favorece o enrigecimento da estrutura molecular da borracha,

diminuindo sua mobilidade e sua flexibilidade.

Oxignio

O oxignio provoca a oxidao e rompimento das cadeias estruturais das borrachas

insaturadas, comprometendo suas propriedades fsicas, contribuindo inclusive para o aumento

da fluncia e da relaxao da tenso.

Oznio

Este causa o fendilhamento orientado na superfcie da borracha, normalmente na direo

transversal do eixo de deformao, quando a pea solicitada trao.

Produtos Qumicos

Diversos so os fenmenos oriundos do ataque de produtos qumicos na borracha, podendo

causar desde o inchamento com variao no volume e peso da pea, at a impossibilidade da

aplicao da borracha no projeto.

Convm frisar, porm, que diversos aditivos podem ser incorporados s composies de

borracha, de forma a proteg-la e permitir sua aplicao com certa segurana aos projetos a

que se destinam.


Abaixo, agora, mostrado alguns tipos comuns e borracha, normalmente usadas na confeco

de peas tcnicas em engenharia, permitindo ao Tecnologista de Borracha encontrar a que

melhor se adapte condio de trabalho exigido.

Borracha Natural NR

A Borracha Natural um polmero insaturado e, portanto, vulcaniza-se por meio de

enxofre, ou ingredientes doadores de enxofre.

A Borracha Natural cristaliza-se sob estiramento, resultando assim, numa alta tenso de

ruptura, no estado goma-pura, porm, cargas reforantes so adicionadas em suas

composies para melhorar ainda mais suas caractersticas mecnicas e qumicas.

Algumas Caractersticas da NR

Alta tenso de ruptura

Alto alongamento ruptura

Boa adeso crua

Alta resilincia

Alta resistncia fadiga

Excelente resistncia abraso

Alta resistncia ao fendimento

Resistente a alcois e glicis

Pouco resistente a cidos, lcalis, solventes e leos minerais.

Pouco resistente a solventes clorados.

Bom isolamento eltrico

Boa variao da gama de dureza.


Exemplos de Aplicao

Banda de rodagem de pneus, coxins automotivos de alta resistncia, revestimento anti-

abrasivo, peas sujeitas a choques e pancadas, artigos isolantes eltricos, etc.

Estireno Butadieno SBR

O SBR um polmero insaturado, em que, a reao de vulcanizao se d por meio de

enxofre ou doadores de enxofre.

Suas propriedades fsicas no estado goma-pura no so to elevadas, necessitando assim, de

cargas reforantes para melhorar suas caractersticas mecnicas.

Algumas Caractersticas do SBR

Boa tenso de ruptura (pouco inferior as da NR)


Boa adeso crua (Inferior NR)

Boa resilincia

Alta resistncia fadiga

Boa resistncia abraso

Resistente a lcoois e glicis

Pouco resistente a cidos, lcalis, solventes e fludos orgnicos.

Pouco resistente a solventes clorados

Regular isolamento eltrico

Boa variao na gama de dureza.

Exemplos de Aplicao

Borracha de uso geral em peas para operao a temperaturas de - 10 a 85 C, Banda de

rodagem de veculos leves, peas sujeitas a fendilhamento, revestimento abrasivos, etc.


Polibutadieno = BR

O polibutadieno um polmero insaturado, e, portanto vulcaniza-se por intermdio de

enxofre.

comum a adio de BR proporo de at 50 phr, em composies de SBR, pois, esta

prtica melhora sensivelmente as propriedades de resistncia a abraso, baixa temperatura,

bem como caractersticas dinmicas dos SBRs.

Normalmente o BR sempre esta combinado em composies NR, SBR, CR e NBR como

segundo Polmero.

Borracha Butlica ou Butil I IR

A Borracha Butlica obtida a partir da copolimerizao do isopreno e do isobutileno,

tendo um baixo grau de insaturao, porm, ainda permite a vulcanizao com enxofre, sendo

necessrio um sistema de acelerao mais energtico que o das borrachas convencionais.

Este tipo de borracha possui uma alta resistncia ruptura no seu estado de goma-pura, e a

adio de cargas neste caso, reduz esta caracterstica.

Algumas Caractersticas da I IR


Bom alongamento ruptura

Regular adeso crua

Baixa resilincia

Regular resistncia abraso

Excelentes caractersticas para absoro de choques

Boa resistncia a temperaturas at 170 C

Alta resistncia a oxignio, oznio e intempries

Alta resistncia a produtos qumicos, cidos e alcalinos


Alta resistncia a leos vegetais

Alta resistncia a solventes oxigenados e solventes polares

Excelente impermeabilidade a gases

Regular isolao eltrica (baixas voltagens)

Pssima resistncia a derivados de petrleo.

Exemplos de Aplicao

Batentes de suspenso de automveis, impermeabilizao de lajes em construo civil,

cmara de ar de automveis, face interna de pneus sem cmara, mangueiras para vapor,

mangueira para fludos cidos ou alcalinos, coxins anti-choque, vibra stops, amortecedores de

vibrao para mquinas, revestimentos anti-corrosivos, adesivos, correias transportadoras

para produtos aquecidos, bexiga para vulcanizao de pneus, etc.

Borracha Etileno Propileno EPDM

O EPDM oferece tenso de ruptura regular em seu estado de goma-pura, necessitando

assim de cargas reforantes para melhorar suas propriedades mecnicas.

O EPDM ainda apresenta uma pequena insaturao o que permite que se promova a reao

de vulcanizao atravs do enxofre.

Algumas Caractersticas do EPDM

Boa tenso de ruptura

Regular alongamento ruptura

M adeso crua

Boa resilincia

Regular deformao permanente compresso

Excelente resistncia s intempries


Excelente resistncia gua e ao vapor dgua

Excelente resistncia ao envelhecimento trmico

Excelente resistncia ao oxignio e ao oznio

Boa resistncia a cidos e lcalis em baixa concentrao

Boa resistncia a altas temperaturas at 150o. C.

Pssima resistncia a derivados de petrleo

Excelentes propriedades de isolamento eltrico

Exemplos de Aplicao

Juntas de vedao para vapor dgua, cilindros e peas de mquinas txteis, em contato com

cidos ou lcalis, guarnio para vidros e portas de automveis, peas que trabalham em

ambientes com alta concentrao de oznio, mangueiras de radiador e de freios automotivos,

etc.

Policloropreno Neoprene = CR (Neoprene Marca

DuPont)

Neoprene o nome genrico dado ao policloropreno.

O monmero de cloropreno na realidade 2-clorobutadieno, isto , butadieno com um tomo

de cloro no lugar de um dos de hidrognio.

O policloropreno apresenta uma alta tenso de ruptura, no seu estado goma-pura, porm,

cargas reforantes so ainda incorporadas s composies deste, sendo que, cargas de

partculas pequenas aumentam o mdulo, dureza e resistncia abraso, porm, o

alongamento e a deformao permanente, pioram.

No policloropreno conseguido altas tenses de ruptura quando usado cargas de partculas

mdias de negro de fumo.


A vulcanizao do policloropreno comporta-se distintamente dos outros elastmeros, pois,

este vulcaniza-se atravs de xidos metlicos que reagem ativamente com residual de cloro

disposto de maneira alilica lbil na estrutura polimrica.

Algumas Caractersticas do CR



tima adeso a tecidos e metais

Boa resilincia

Boa resistncia fadiga por flexo dinmica

Boa resistncia a intempries e ao envelhecimento

Boa resistncia a derivados de petrleo

Boa resistncia ao rasgamento

Boa resistncia ao oznio, gua salobra e cidos diludos

Boas propriedades mecnicas at temperatura de 120O C

E anti-chama e atxica.

Exemplos de Aplicao

Mangueiras para bombeiro, juntas e batentes de pontes e viadutos, correias de transmisso e

transportadoras, protetores de p em automveis, guarnies de tanques para gua salobra,

vedaes, retentores e peas que trabalham ao tempo, rolos e cilindros para siderrgicas, etc.


Polietileno Clorosulfonado = Hypalon ( Hypalon

Marca DuPont )

H vrios tipos de Hypalon, cuja principal diferena entre eles o teor de cloro e enxofre

contido em suas estruturas moleculares, e viscosidade Mooney.

Compostos de Hypalon so vulcanizados por meio de xidos metlicos, ou ainda, enxofre,

perxidos ou resinas epxi reativas.

Artigos em Hypalons apresentam excelente estabilidade a cores, boa resistncia ao

intemperismo, muito resistente a materiais corrosivos, e, tambm resistente a cidos e

lcalis diludos.

Estes, so de grande utilizao em produtos como: corrimo de escadas rolantes,

impermeabilizao de tecidos para confeco de encerados e capas de chuva, barcos e tanques

inflamveis, cilindros e peas para trabalho em ambientes midos e com altas temperaturas,

at 150 C. e peas tcnicas de alta performance.

Borracha Nitrlica = NBR

A Borracha Nitrlica um copolmero composto por dois monmeros, o Butadieno e a

Acrilonitrila, sendo este ltimo o responsvel pela resistncia desta borracha aos derivados de

petrleo.

As propriedades mecnicas das NBRs, em seu estado de goma-pura so fracas, necessitando

assim de cargas reforantes, para melhorar suas qualidades fsicas.

O fato das NBRs apresentarem cadeias insaturadas, permitem que a reao de vulcanizao

ocorra por meio do enxofre, porm, a solubilidade deste nas borrachas nitrlicas um tanto

difcil, sendo prefervel utilizar-se baixos teores de enxofre.

Algumas Caractersticas da NBR

Boa tenso de ruptura

Bom alongamento ruptura


Boa resistncia a baixas temperaturas at 25o C

Boa resistncia a altas temperaturas at 90o C

Boa adeso crua

Boa resistncia ao rasgamento

Regular deformao permanente compresso

Regular resilincia

Boa resistncia gua

Baixa permeabilidade a gases

timas propriedades anti-estticas

Boa aderncia a metais e tecidos

Excelente resistncia a derivados de petrleo

Fraca resistncia a lcalis e cidos diludos

Exemplos de Aplicao

Mangueiras para leo, solventes e combustveis derivados de petrleo; anis, gaxetas e

retentores para vedao; solados industriais; rolos e cilindros para mquinas grficas e de

processamento de madeira, revestimento de tanques para combustveis; adesivos especiais;

artefatos txteis; peas que entram em contato com alimentos; etc.

Poliuretanos = PU

Uma grande modificao no campo da polimerizao apresentada pela reao dos

Polmeros de Uretano.

Ao invs do processo convencional de polimerizao de monmeros, por adio ou

condensao, neste caso utilizado o mtodo da extenso de cadeias, isto , so sistemas

capazes de formar grandes macromolculas a partir de pequenas macromolculas, portanto,

uma grande variedade de polmeros podem ser sintetizados, variando do rgido ao plstico.

Os Poliuretanos geralmente se apresentam de dois tipos, seja, os Polisteres e os Polieteres.


A transformao de um Polmero de Poliuretano para um elastmero de Poliuretano,

provocada por um agente ativo, um di isocianato.

Os Poliuretanos admitem boas tenses de ruptura, altssimos alongamentos, insupervel

resistncia abraso, excelente resistncia ao impacto e do fendilhamento, alta resistncia ao

rasgamento, boa adeso a metais e tecidos, boa resistncia a derivados de petrleo, e boa

resistncia gua e a produtos qumicos.

Normalmente emprega-se peas de poliuretanos em molas para estampos, gaxetas e retentores

de fluidos orgnicos, rolos e raspadores de alta abraso, peas em contato com oxignio e

oznio, porm, com baixa umidade relativa.

Nota: Alm das borrachas acima mostradas, muitos outros tipos ainda existem, tais como:

Acrlicas, Polissulfetos, Silicones, Fluorcarbonicas, etc.

Dia a dia novas combinaes de compostos de borracha bem como novas aplicaes so

desenvolvidas, ampliando cada vez mais o universo de emprego deste tipo de material.

Infelizmente, no h uma nica borracha capaz de atender satisfatoriamente a todas as

exigncias da engenharia, assim, por exemplo, uma borracha que apresenta superior

resistncia ao calor, mostra-se inadequada para aplicao em contato com solventes

agressivos, e, da mesma forma, uma borracha que seja mais resistente a solventes, no possui

grande resistncia a abraso.

Ao lado das caractersticas inerentes ao polmero bsico, o tipo e qualidade dos ingredientes a

ele misturados, numa composio, desempenham tambm um importante papel, nas

propriedades finais do artefato, como conseqncia disto, pode o Tecnologista contar com um

nmero quase ilimitado de formulaes feitas com o mesmo polmero bsico, e mesmos

ingredientes, o que permite, atravs de tcnicas, algumas at primitivas, desenvolver

composies perfeitamente adequadas para atender os mais exigentes requisitos de um

artefato de borracha na engenharia.

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