CENTRO PAULA SOUZA ETEC DE TIQUATIRA TÉCNICO EM QUÍMICA
ELASTOMEROS DE USO INDUSTRIAL
SÃO PAULO 2013
Luana Brito nº 22 Suzana Melo nº 31 Victor Hugo Pereira nº33 Vinicius Amancio nº34
ELASTOMEROS DE USO INDUSTRIAL
Trabalho apresentado a ETEC de Tiquatira na matéria de Química dos Polímeros, como parte dos requisitos para a obtenção do grau técnico.
Orientador Professor Juarez Denadai
SÃO PAULO 2013
1.0.
INTRODUÇÃO
Elastômeros são polímeros, que na temperatura ambiente podem ser alongados até duas ou mais vezes seu comprimento e retornam rapidamente ao seu comprimento original ao se retirar a pressão. Possuem, portanto, a propriedade da elasticidade. Comumente são conhecidos como borrachas. Os termos polímero, elastômero e borracha são definidos, de acordo com a “Norma
ISO
1382:1996
-
Rubber
Vocabulary”
como:
Polímero - Substância composta por moléculas caracterizadas pela repetição múltipla de uma ou de várias espécies de átomos ou de grupos de átomos ligados entre si em quantidade suficiente para conferir um conjunto de propriedades que não variam de uma forma marcada por adição ou remoção de
uma
ou
de
algumas
unidades
constitutivas;
Elastômero - Material macromolecular que recupera rapidamente a sua forma e dimensões
iniciais,
após
cessar
a
aplicação
de
uma
tensão;
Borracha - Elastômero que já está ou pode ser modificado para um estado no qual é essencialmente insolúvel, se bem que susceptível de aumentar de volume num solvente em ebulição, tal como benzeno, metiletilcetona e etanoltolueno azeotrópico, e que, no seu estado modificado, não pode ser reprocessado para uma forma permanente por aplicação de calor e pressão moderada. Para visualizar mais facilmente o que é esse material, podemos fazer as seguintes
considerações
iniciais
sobre
ele:
• Existem apenas dois tipos de borracha: a natural e a sintética; • Apresentam-se em dois estados: como borracha crua ou vulcanizada; • Apresentam-se sob duas características estruturais típicas: cadeias saturadas
e
cadeias
insaturadas;
• Três são os principais agentes que provocam a mudança de estado das
borrachas:
o
enxofre,
os
peróxidos
e
os
óxidos
metálicos;
• Sua constituição estrutural básica é formada f ormada por carbono e hidrogênio.
2.0.
APLICAÇÃO DOS POLÍMEROS NA INDÚSTRIA
Os elastômeros são usados na indústria de mineração, pneus para patins e skates, na fabricação de moldes, gaxetas, vedações, aplicações para a indústria de mineração, na produção de peças com dureza elevada e boas propriedades mecânicas. É usado também na produção de moldes para fundição de peças flexíveis de poliéster, gesso, etc. Na obtenção de peças com alta dureza, mas com alguma flexibilidade, tais como moldes para moldagem de poliuretano. Como foram grandes os investimentos requeridos para o desenvolvimento das diversas variedades, a tecnologia para a produção foi bastante concentrada em tradicionais empresas de porte global, como DuPont, Bayer, Shell, Basf, Goodyear, Firestone, Michelin, EniChem, Dow, Exxon e Texas Co.
PRINCIPAIS ELASTOMEROS
Borracha Natural (NR)
Alta estereoregularidade
Cis-1,4-unidades são predominantes
Tensão induz à cristalização resultando em propriedades únicas tais como tensão de ruptura elevada
Trans-1,4-unidades são predominantes (não usada)
Características
Polímero duro e plástico
Era chamado de „balata‟ -Usado em cobertura de bolas de golfe anos
atrás
Alta cristalinidade
Excelente resistência
Alta tensão & resistência ao rasgamento
Excelente pegajosidade antes da vulcanização
Baixo preço ( dependente do mercado & clima político)
Resistência ao calor e intempéries pode pode ser melhorada através da formulação
Baixa resistência a óleos
Variação característica da taxa de cura
Aplicação Pneus
Produtos industriais (correias de transmissão, guarnições, revestimento de tecidos)
Produtos de engenharia engenharia (apoio de pontes, molas, suspensões para auto)
Solados
Látex (luvas, revestimento de carpetes, balões)
Adesivos
Elásticos
Polibutadieno (BR)
Características
Oferece a mais alta resistencia resistencia entre todos os polímeros
Flexibilidade à baixas temperatura de até –80°C
Quase sempre usado em misturas devido ao seu:
difícil processamento
tensão de ruptura inferior
Melhora a resistência à abrasão
Melhora a resistência à quebra por flexão
Resistência ao calor e a intempéries podem podem ser melhoradas através da da formulação
Baixa resistência à óleos
Aplicação
Mistura com outros elastômeros para melhorar propriedades propriedades de flexibilidade à baixa temperatura, resistência à abrasão, etc.
Pneus
Correias de transmissão
Coxins
Centro de bolas de golfe
Neoprene (CR)
Caracteristicas
Resistência moderada à combustíveis & óleos
Resistência à chama
Boa resistência resistência ao calor e à intempéries, podendo serem melhorada melhorada através da formulação
Boa resistência química
Boas propriedades físicas
Baixa flexibilidade flexibilidade à temperatura, podendo podendo ser melhorada através da da formulação
Baixa resistência à combustíveis aromáticos & oxigenados
Aplicação
Mangueira de combustível para Automóveis
Correias em “V”
Mangueiras hidráulicas
Selo de tubulações
Revestimento de tecidos
Adesivos
Coberturas de fios e cabos
O-rings
Silicone
Características
Boa estabilidade térmica (> 175 °C)
Excelente flexibilidade à baixa temperatura(-120 °C)
Excelente resistência à intempéries
Excelente propriedades de isolação elétrica
Fácil de processar
Não recomendado o uso uso com com óleo, óleo, gasolina, gasolina, ácidos e alcali alcali
Caro
Aplicação
Anéis e retentores
Cobertura de fios e cabos
Cabo de velas
Tubos
Revestimento de tecidos/calandrados
Aeroespacial
Eletrodomésticos
Aditivos para calafetagem
Nitrílica (NBR)
Características
Grande tipos de variedades
Excelente resistência à óleos e combustíveis
Resistência à temperatura de até 125°C
Fraca resistência à solventes polares
Boa performa em relação ao custo.
Aplicação
Indústria do Petróleo (vedações, juntas, selos de válvulas)
Indústria Automotiva (vedações, mangueiras, diafragmas)
Mangueiras
Produtos Industriais (gaxetas, o-rings,etc)
Adesivos
Juntas para tanques de combustível
ISOPRENO SINTÉTICO
Denominação ASTM: IR;
Poli-isopreno (“Borracha natural Sintética”);
Frequentemente reconhecida como NipolIR® e Natsyn®;
Obtida pela polimerização por solução solução do monômero de isopreno isopreno em em solvente com um catalisador de alumínio;
A estrutura da unidade polimérica é a mesma mesma da borracha natural;
Densidade do polímero, g/cm3: 0,92.
CARACTERÍSTICAS
Similares à NR;
Processamento mais fácil;
Menor peso molecular;
Variação da Viscosidade Mooney mais restrita;
Superior uniformidade e cor;
Cura menos variável;
Sem contaminações;
Resistência ao calor e intempéries intempéries pode ser melhorada através da formulação;
Baixa resistência a óleos.
APLICAÇÕES Pneus;
Suspensões para motores;
Buchas;
Solados;
Produtos farmacêuticos;
Anéis para tubulações;
Elásticos.
SBR POLIMERIZADO EM SOLUÇÃO
Denominação ASTM: SBR;
Estireno-ButadienoRubber;
Algumas vezes referido como S-SBR;
Produzido pela polimerização polimerização do monômero monômero de de estireno e do butadieno em um solvente com catalisador;
Densidade do polímero, g/cm3: 0,93. CARACTERÍSTICAS
Distribuição de peso molecular estreita;
Relação de estireno/butadieno varia de 0% -90%;
Distribuição monomérica randômica ou blocada;
Relações Trans/Cis/ Vinil pode variar amplamente;
Polímero de alta pureza;
Baixa sensibilidade à água;
Pequena faixa de processamento.
SBR POLIMERIZADO EM EMULSÃO
Denominação ASTM: SBR
Estireno-ButadienoRubber;
Algumas vezes referido como E-SBR;
Produzido pela polimerização polimerização do monômero monômero de de estireno e do butadieno em um sistema a base de água;
Densidade do polímero, g/cm3: 0,93. CARACTERÍSTICAS
Ampla distribuição de peso molecular;
A relação Estireno/Butadieno varia de 5% -87.5%;
Polímero ramificado ramificado ou linear linear dependendo dependendo da; temperatura temperatura ou de ajustes da formulação;
A distribuição dos monômeros é randômica;
As taxas de Trans/Cis/ Vinil são fixas.
Contém quantidade considerável de componentes não-polímero (sabões &coagulantes,etc..)
Alta sensibilidade à água;
Ampla faixa de processamento. processamento. OUTRAS CARACTERÍSTICAS
Bastante versátil em processamento e aplicações;
Baixo custo em relação à maioria das borrachas;
Boa faixa de propriedades;
Flexibilidade à baixa temperatura;
Resistência ao calor e intempéries intempéries podendo ser melhoradas através da formulação;
Não recomendado utilizar em contato com óleos.
APLICAÇÕES Pneus;
Solados;
Autopartes;
Mangueiras (uso geral, ar, água);
Correias (transportadora);
Adesivos;
Selos para bombas;
Sapatas para tanques;
Misturas com NBR, CR, CR, NR, NR, BR para modificar propriedades e custos. custos.
WEBGRAFIA
http://www.alunosonline.com.br/quimica/a-classe-polimeros-doselastomeros.html http://www.quiminet.com/articulos/los-elastomeros-y-sus-principalesaplicaciones-en-la-industria-2668514.htm http://www.fasb.com.br/media/Minicurso%20%20Formula%C3%A7%C3%B5es%20de%20com %20Formula%C3%A7%C3 %B5es%20de%20compostos%20de%2 postos%20de%20borracha% 0borracha% 20-%20Elastomeros%20Flexsys.pdf
