Molas e coxins - Elastômeros mais usados

Molas e Coxins de Borracha
Elastômeros mais utilizados
José Valdemir Garbim

www.cenne.com.br Página 1
Conteúdo
INTRODUÇÃO.................................................................................................................3
INFLUÊNCIA DO AMBIENTE .....................................................................................4
Temperatura.................................................................................................................4
Oxigênio.........................................................................................................................4
Ozônio............................................................................................................................4
Produtos Químicos.......................................................................................................4
Borracha Natural “NR”...................................................................................................5
Algumas Características da “NR”..............................................................................5
Exemplos de Aplicação ................................................................................................6
Estireno Butadieno SBR ..................................................................................................6
Algumas Características do “SBR”............................................................................6
Polibutadieno = BR ..........................................................................................................7
Borracha Butílica ou Butil “I IR”...................................................................................7
Algumas Características da “I IR”.............................................................................7
Borracha Etileno Propileno EPDM.................................................................................8
Algumas Características do “EPDM”........................................................................8
Policloropreno – Neoprene = CR (Neoprene Marca DuPont) ......................................9
Algumas Características do “CR”............................................................................10

Exemplos de Aplicação ..............................................................................................10
Polietileno Clorosulfonado = “Hypalon” ( Hypalon – Marca DuPont ) .....................11
Borracha Nitrílica = NBR..............................................................................................11
Algumas Características da NBR .............................................................................11
Exemplos de Aplicação ..............................................................................................12
Poliuretanos = PU ..........................................................................................................12

INTRODUÇÃO
Devido às características peculiares mostradas pela borracha, de não apresentar-se com a
fluidez de um líquido, e nem tampouco a rigidez de um sólido, é despertado na engenharia,
um grande interesse de aplicação deste material.
As propriedades físicas, como; resistência à abrasão, densidade, baixa dureza, constante de
elasticidade, etc., somadas às propriedades químicas extrínsecas, de, resistência ao ozônio,
luz, oxigênio, hidrocarbonetos, etc., dão vazão a um amplo campo de aplicação deste material
em projetos de engenharia, onde, determinados elementos de máquinas seriam impossíveis de
serem construídos se não existissem as borrachas.
Diversas são as famílias de polímeros básicos possíveis de serem usados, de forma a atender
em quase que cem por cento das mais específicas solicitações de trabalho dos elementos de
máquinas construídas com este material.
O comportamento particular da borracha, aparentemente distinto daquele dos materiais
estruturais convencionais de engenharia, dificulta sobremaneira a seleção de uma composição
de borracha adequada para um determinado artefato, pelo projetista, pois, é exigido deste
profissional um conhecimento mais profundo do material borracha. Outro aspecto
complicativo é principalmente a inexistência de manuais práticos com dados relativos às
múltiplas aplicações dos elastômeros, bem como, características técnicas dos mesmos.
Os sistemas de classificação de materiais elastoméricos, tais como: ABNT. EB 362, ASTM D
2000, SAE J 200 e outros, que especificam, normalizam e codificam tais materiais, podem
informar alguns quesitos básicos das borrachas, constituindo-se assim, uma importante fonte
de consulta, tanto para o Projetista, quanto para o Tecnologista de Borracha.
Quando se faz necessário a especificação de um tipo de borracha para atender a aplicação de
um elemento de máquina construído de tal material, um grande entrosamento técnico deve
existir entre o Projetista do elemento de máquina e o Tecnologista de Borracha, pois, toda e
qualquer informação é de fundamental importância.

INFLUÊNCIA DO AMBIENTE
Antes de falarmos especificamente dos tipos de elastômeros usados em molas, coxins e peças
técnicas, é importante frisar de maneira básica e elementar a interferência do ambiente de
trabalho na peça de borracha.
O ambiente de trabalho pode atuar de forma degenerativa sobre o elastômero da peça, cujos
mecanismos, são de natureza física ou química, ou ainda combinados, como mostrado abaixo.
Temperatura
A alta temperatura provoca degradação térmica na borracha, acelerando seu envelhecimento e
provocando o colapso da peça.
A baixa temperatura favorece o enrigecimento da estrutura molecular da borracha,
diminuindo sua mobilidade e sua flexibilidade.
Oxigênio
O oxigênio provoca a oxidação e rompimento das cadeias estruturais das borrachas
insaturadas, comprometendo suas propriedades físicas, contribuindo inclusive para o aumento
da fluência e da relaxação da tensão.
Ozônio
Este causa o fendilhamento orientado na superfície da borracha, normalmente na direção
transversal do eixo de deformação, quando a peça é solicitada à tração.
Produtos Químicos
Diversos são os fenômenos oriundos do ataque de produtos químicos na borracha, podendo
causar desde o inchamento com variação no volume e peso da peça, até a impossibilidade da
aplicação da borracha no projeto.
Convém frisar, porém, que diversos aditivos podem ser incorporados às composições de
borracha, de forma a protegê-la e permitir sua aplicação com certa segurança aos projetos a
que se destinam.

Abaixo, agora, é mostrado alguns tipos comuns e borracha, normalmente usadas na confecção
de peças técnicas em engenharia, permitindo ao Tecnologista de Borracha encontrar a que
melhor se adapte à condição de trabalho exigido.
Borracha Natural “NR”
A “Borracha Natural” é um polímero 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 tensão de
ruptura, no estado goma-pura, porém, cargas reforçantes são adicionadas em suas
composições para melhorar ainda mais suas características mecânicas e químicas.
Algumas Características da “NR”
 Alta tensão de ruptura
 Alto alongamento à ruptura
 Boa adesão à crua
 Alta resiliência
 Alta resistência à fadiga
 Excelente resistência à abrasão
 Alta resistência ao fendimento
 Resistente a alcoóis e glicóis
 Pouco resistente a ácidos, álcalis, solventes e óleos minerais.
 Pouco resistente a solventes clorados.
 Bom isolamento elétrico
 Boa variação da gama de dureza.

Exemplos de Aplicação
Banda de rodagem de pneus, coxins automotivos de alta resistência, revestimento anti-
abrasivo, peças sujeitas a choques e pancadas, artigos isolantes elétricos, etc.
Estireno Butadieno SBR
O “SBR” é um polímero insaturado, em que, a reação de vulcanização se dá por meio de
enxofre ou doadores de enxofre.
Suas propriedades físicas no estado goma-pura não são tão elevadas, necessitando assim, de
cargas reforçantes para melhorar suas características mecânicas.
Algumas Características do “SBR”
 Boa tensão de ruptura (pouco inferior as da “NR”)
 Boa adesão à crua (Inferior à “NR”)
 Boa resiliência
 Alta resistência à fadiga
 Boa resistência à abrasão
 Resistente a álcoois e glicóis
 Pouco resistente a ácidos, álcalis, solventes e fluídos orgânicos.
 Pouco resistente a solventes clorados
 Regular isolamento elétrico
 Boa variação na gama de dureza.
Borracha de uso geral em peças para operação a temperaturas de - 10 a 85 º C, Banda de
rodagem de veículos leves, peças sujeitas a fendilhamento, revestimento abrasivos, etc.

Polibutadieno = BR
O polibutadieno é um polímero insaturado, e, portanto vulcaniza-se por intermédio de
enxofre.
É comum a adição de “BR” à proporção de até 50 phr, em composições de “SBR”, pois, esta
prática melhora sensivelmente as propriedades de resistência a abrasão, baixa temperatura,
bem como características dinâmicas dos “SBRs”.
Normalmente o “BR” sempre esta combinado em composições NR, SBR, CR e NBR como
segundo Polímero.
Borracha Butílica ou Butil “I IR”
A “Borracha Butílica” é obtida a partir da copolimerização do isopreno e do isobutileno,
tendo um baixo grau de insaturação, porém, ainda permite a vulcanização com enxofre, sendo
necessário um sistema de aceleração mais energético que o das borrachas convencionais.
Este tipo de borracha possui uma alta resistência à ruptura no seu estado de goma-pura, e a
adição de cargas neste caso, reduz esta característica.
Algumas Características da “I IR”
 Bom alongamento à ruptura
 Regular adesão à crua
 Baixa resiliência
 Regular resistência à abrasão
 Excelentes características para absorção de choques
 Boa resistência a temperaturas até 170 º C
 Alta resistência a oxigênio, ozônio e intempéries
 Alta resistência a produtos químicos, ácidos e alcalinos

 Alta resistência a óleos vegetais
 Alta resistência a solventes oxigenados e solventes polares
 Excelente impermeabilidade a gases
 Regular isolação elétrica (baixas voltagens)
 Péssima resistência a derivados de petróleo.
Batentes de suspensão de automóveis, impermeabilização de lajes em construção civil,
câmara de ar de automóveis, face interna de pneus sem câmara, mangueiras para vapor,
mangueira para fluídos ácidos ou alcalinos, coxins anti-choque, vibra stops, amortecedores de
vibração para máquinas, revestimentos anti-corrosivos, adesivos, correias transportadoras
para produtos aquecidos, bexiga para vulcanização de pneus, etc.
Borracha Etileno Propileno EPDM
O “EPDM” oferece tensão de ruptura regular em seu estado de goma-pura, necessitando
assim de cargas reforçantes para melhorar suas propriedades mecânicas.
O “EPDM” ainda apresenta uma pequena insaturação o que permite que se promova a reação
de vulcanização através do enxofre.
Algumas Características do “EPDM”
 Boa tensão de ruptura
 Regular alongamento à ruptura
 Má adesão à crua
 Regular deformação permanente à compressão
 Excelente resistência às intempéries

 Excelente resistência à água e ao vapor d´água
 Excelente resistência ao envelhecimento térmico
 Excelente resistência ao oxigênio e ao ozônio
 Boa resistência a ácidos e álcalis em baixa concentração
 Boa resistência a altas temperaturas até 150o
. C.
 Péssima resistência a derivados de petróleo
 Excelentes propriedades de isolamento elétrico
Juntas de vedação para vapor d´água, cilindros e peças de máquinas têxteis, em contato com
ácidos ou álcalis, guarnição para vidros e portas de automóveis, peças que trabalham em
ambientes com alta concentração de ozônio, mangueiras de radiador e de freios automotivos,
etc.
Policloropreno – Neoprene = CR (Neoprene Marca
DuPont)
Neoprene é o nome genérico dado ao policloropreno.
O monômero de cloropreno é na realidade 2-clorobutadieno, isto é, butadieno com um átomo
de cloro no lugar de um dos de hidrogênio.
O policloropreno apresenta uma alta tensão de ruptura, no seu estado goma-pura, porém,
cargas reforçantes são ainda incorporadas às composições deste, sendo que, cargas de
partículas pequenas aumentam o módulo, dureza e resistência à abrasão, porém, o
alongamento e a deformação permanente, pioram.
No policloropreno é conseguido altas tensões de ruptura quando usado cargas de partículas
médias de negro de fumo.

A vulcanização do policloropreno comporta-se distintamente à dos outros elastômeros, pois,
este vulcaniza-se através de óxidos metálicos que reagem ativamente com residual de cloro
disposto de maneira alilica – lábil na estrutura polimérica.
Algumas Características do “CR”
 Ótima adesão a tecidos e metais
 Boa resistência à fadiga por flexão dinâmica
 Boa resistência a intempéries e ao envelhecimento
 Boa resistência a derivados de petróleo
 Boa resistência ao rasgamento
 Boa resistência ao ozônio, água salobra e ácidos diluídos
 Boas propriedades mecânicas até temperatura de 120O
C
 E anti-chama e atóxica.
Mangueiras para bombeiro, juntas e batentes de pontes e viadutos, correias de transmissão e
transportadoras, protetores de pó em automóveis, guarnições de tanques para água salobra,
vedações, retentores e peças que trabalham ao tempo, rolos e cilindros para siderúrgicas, etc.

Polietileno Clorosulfonado = “Hypalon” ( Hypalon –
Marca DuPont )
Há vários tipos de Hypalon, cuja principal diferença entre eles é o teor de cloro e enxofre
contido em suas estruturas moleculares, e viscosidade Mooney.
Compostos de Hypalon são vulcanizados por meio de óxidos metálicos, ou ainda, enxofre,
peróxidos ou resinas epóxi reativas.
Artigos em Hypalons apresentam excelente estabilidade a cores, boa resistência ao
intemperismo, é muito resistente a materiais corrosivos, e, também é resistente a ácidos e
álcalis diluídos.
Estes, são de grande utilização em produtos como: corrimão de escadas rolantes,
impermeabilização de tecidos para confecção de encerados e capas de chuva, barcos e tanques
inflamáveis, cilindros e peças para trabalho em ambientes úmidos e com altas temperaturas,
até 150 º C. e peças técnicas de alta performance.
Borracha Nitrílica = NBR
A Borracha Nitrílica é um copolímero composto por dois monômeros, o Butadieno e a
Acrilonitrila, sendo este último o responsável pela resistência desta borracha aos derivados de
petróleo.
As propriedades mecânicas das NBRs, em seu estado de goma-pura são fracas, necessitando
assim de cargas reforçantes, para melhorar suas qualidades físicas.
O fato das NBRs apresentarem cadeias insaturadas, permitem que a reação de vulcanização
ocorra por meio do enxofre, porém, a solubilidade deste nas borrachas nitrílicas é um tanto
difícil, sendo preferível utilizar-se baixos teores de enxofre.
Algumas Características da NBR
 Boa tensão de ruptura
 Bom alongamento à ruptura

 Boa resistência a baixas temperaturas até – 25o
C
 Boa resistência a altas temperaturas até 90o
C
 Boa adesão à crua
 Boa resistência ao rasgamento
 Regular deformação permanente à compressão
 Regular resiliência
 Boa resistência à água
 Baixa permeabilidade a gases
 Ótimas propriedades anti-estáticas
 Boa aderência a metais e tecidos
 Excelente resistência a derivados de petróleo
 Fraca resistência a álcalis e ácidos diluídos
Mangueiras para óleo, solventes e combustíveis derivados de petróleo; anéis, gaxetas e
retentores para vedação; solados industriais; rolos e cilindros para máquinas gráficas e de
processamento de madeira, revestimento de tanques para combustíveis; adesivos especiais;
artefatos têxteis; peças que entram em contato com alimentos; etc.
Poliuretanos = PU
Uma grande modificação no campo da polimerização é apresentada pela reação dos
Polímeros de Uretano.
Ao invés do processo convencional de polimerização de monômeros, por adição ou
condensação, neste caso é utilizado o método da extensão de cadeias, isto é, são sistemas
capazes de formar grandes macromoléculas a partir de pequenas macromoléculas, portanto,
uma grande variedade de polímeros podem ser sintetizados, variando do rígido ao plástico.
Os Poliuretanos geralmente se apresentam de dois tipos, seja, os Poliésteres e os Polieteres.

A transformação de um Polímero de Poliuretano para um elastômero de Poliuretano, é
provocada por um agente ativo, um di isocianato.
Os Poliuretanos admitem boas tensões de ruptura, altíssimos alongamentos, insuperável
resistência à abrasão, excelente resistência ao impacto e do fendilhamento, alta resistência ao
rasgamento, boa adesão a metais e tecidos, boa resistência a derivados de petróleo, e boa
resistência à água e a produtos químicos.
Normalmente emprega-se peças de poliuretanos em molas para estampos, gaxetas e retentores
de fluidos orgânicos, rolos e raspadores de alta abrasão, peças em contato com oxigênio e
ozônio, porém, com baixa umidade relativa.
Nota: Além das borrachas acima mostradas, muitos outros tipos ainda existem, tais como:
Acrílicas, Polissulfetos, Silicones, Fluorcarbonicas, etc.
Dia a dia novas combinações de compostos de borracha bem como novas aplicações são
desenvolvidas, ampliando cada vez mais o universo de emprego deste tipo de material.
Infelizmente, não há uma única borracha capaz de atender satisfatoriamente a todas as
exigências da engenharia, assim, por exemplo, uma borracha que apresenta superior
resistência ao calor, mostra-se inadequada para aplicação em contato com solventes
agressivos, e, da mesma forma, uma borracha que seja mais resistente a solventes, não possui
grande resistência a abrasão.
Ao lado das características inerentes ao polímero básico, o tipo e qualidade dos ingredientes a
ele misturados, numa composição, desempenham também um importante papel, nas
propriedades finais do artefato, como conseqüência disto, pode o Tecnologista contar com um
número quase ilimitado de formulações feitas com o mesmo polímero básico, e mesmos
ingredientes, o que permite, através de técnicas, algumas até primitivas, desenvolver
composições perfeitamente adequadas para atender os mais exigentes requisitos de um
artefato de borracha na engenharia.

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