Substituição do policloropreno
Autor(a): Luiz Emiliani Jr.
O Policloropreno (popular Neoprene) é uma das famílias de elastômeros de alta performance, muitas vezes insuperável, sendo, portanto, um dos elastômeros especiais mais utilizados.
Grande parte dos transformadores de borracha utiliza o Policloropreno devido à combinação de suas propriedades decorrentes de sua estrutura química.
As principais são:
resistência à alta temperatura (100°C);
baixa deformação permanente por compressão;
ótima resistência mecânica;
boa resistência aos óleos minerais;
boa resistência à chama;
boa resistência ao Ozona.
Estes mesmos transformadores tiveram no ano de 2006 um aumento significativo em seus custos em razão da alta do Policloropreno, deixando seus artefatos com preços proibitivos.
Levando-se em conta que, em muitos casos, a escolha do Policloropreno está vinculada com a sua resistência ao Ozona, desenvolvemos este trabalho com o objetivo de apresentar uma alternativa mais econômica, porém com a mesma performance quanto a esta resistência (proteção Freezon).
Na prática, quando nos deparamos com a necessidade de um artefato que tenha resistência ao Ozona, temos duas alternativas:
1. Optamos por um elastômero com cadeia saturada, ou pouco insaturada, obtendo-se assim uma resistência natural, devido à estrutura do elastômero. Por exemplo: Policloropreno, EPDM, Silicone, entre outros.
Lembrando que a reação do Ozona ocorre exatamente nas duplas ligações, de acordo com a Figura 1.
2. Optamos por um elastômero insaturado, que nos atende em outras propriedades necessárias, porém, não resiste ao Ozona. Por exemplo: Borracha natural, SBR, BR, Nitrílica.
Neste momento o formulador lança mão de um sistema de proteção antiozonante, utilizando ceras microcristalinas (antiozonante físico) e para- fenileno diaminas (antiozonantes químicos) com o objetivo de promover uma proteção antiozonante. Infelizmente esta proteção é parcial e, em situações mais rigorosas de ensaios em câmara de Ozona com concentração de Ozona: 100 PPCM e com alongamento de 20%, ocorrerá fendilhamento.
Nesta situação voltamos à opção nº 1, selecionando um elastômero que possui uma proteção natural devido à sua estrutura, por exemplo, o Policloropreno, retornando, assim, à estaca zero, ou seja, o alto custo.
Neste trabalho utilizamos um sistema diferenciado (proteção Freezon) tanto de proteção como de aplicação de agentes protetores, saindo do processo convencional e obtendo resultados inéditos, como segue na tabela abaixo.
Aplicação do antiozonante Ceratan 1L67A na
superfície do artefato (8)
Ensaio de Ozona
50 PPCM 40ºC 72h
ASTM D 1171
Sem fendas
Sem fendas
Sem fendas
100 PPCM 40ºC 72h ASTM
D 1149 20% alongamento
(vide as fotos abaixo)
Sem fendas
Fendilhou
Sem fendas
Obs.: Todos os compostos foram formulados, com ativadores aceleradores, cargas e etc. Porém nosso estudo focou somente o sistema de proteção.(1) – NR - Borracha Natural; (2) – SBR - Estireno / Butadieno; (3) – BR - Polibutadieno; (4) – PHR - Partes por 100 de borracha; (5) e (6) IPPD / 6 PPD - Tipos de Aminas; (7) – Ceratan 72 - Combinação de Ésteres e Ceras; (8) – Graxos combinados com Aminas complexas
Conclusão
Até determinadas condições de concentração de Ozona é possível obter bons resultados de proteção com o sistema convencional, utilizando blendas de borrachas, como a Natural / SBR / BR, que são ótimas para desempenho dinâmico, deformação permanente, resiliência e etc.
Porém, quando a solicitação é mais rigorosa como a citada (100 PPCM), o sistema convencional não resiste, enquanto o resultado obtido pela “Proteção Freezon” surge como inédito.
Referências
“Functions and Mechanisms of Antidegradants to Prevent Polymer Degradation”. By Russell A. Mazzeo, Norman A. Boisseau, Sung W. Hong. Ph.D.
Bacharel em Química com Atribuições Tecnológicas, Luiz Emiliani Júnior é diretor da Modulus Assessoria Técnica em Borracha Ltda., de São Caetano do Sul/SP. Contatos podem ser feitos pelo e-mail: modulus@modulusconsultoria.com.br.
Matéria Anterior
