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 o tú o et rg é en i rso sbl d d sus uo( )
          e i      tr        id         )    e
1
Intr odução
       São materiais, em sua maioria, derivados de petróleo que facilitam o
processamento da borracha, seja melhorando a viscosidade ou impossibilitando a
degradação do material depois de processado.


Agentes de Pega


Resinas Hidr ocar bônicas
       Resina hidrocarbônica aromática de petróleo, obtida através da copolimerização
de uma fração de resinificáveis, estireno, indeno e seus metil derivados.

       A copolimerização ocorre na presença de catalisadores do tipo Friedel-Crafts,
seguida de neutralização e lavagem com água. A partir daí, a resina é purificada,
ganhando seu formato final de pastilhas entre 1.5 a 3 cm.

       Em geral aumentam a resistência a fadiga, rasgo e a abrasão; atua também como
auxiliar de processo, de dispersão, aumentam a flexibilidade, melhoram a incorporação
de cargas, aumentam também a adesão entre diferentes substratos da borracha como
plástico, metal, fibra de vidro; auxiliam a calandragem, moldagem (compressão,
transferência e injeção) e extrusão.

       Melhoram ainda a absorção de matérias-primas nos compostos, a dispersão
destes, além de uma de suas principais características que é aumentar a pegajosidade do
composto cru.

       Devido à sua capacidade de abaixar a viscosidade do polímero base, diminui de
forma parcial a quebra das macromoléculas, auxiliando a distensão das cadeias,
funcionando como auxiliar de fluxo.


       Utilizado genericamente na faixa de 1.0 a 25.0 phr, conforme a quantidade
utilizada, proporcionará diferentes propriedades.
2
         Devido às suas propriedades, as resinas hidrocarbônicas são amplamente
utilizadas nas indústrias de pneus, camel back, mangueiras, correias, calçados, pisos,
artigos técnicos como anéis, vedações, revestimentos e auto peças em geral.

         Trata-se de um material compatível com uma gama muito grande de elastômeros
como SBR, NR, IR, CR, EPDM, BR, IIR, FKM; além de ser utilizada também em
polímeros termoplásticos como EVA, PVC, CPE, resinas em geral.




Resina de Br eu
         O breu é extraído do pinho, por diversas maneiras, sendo as mais utilizadas a
sangria da planta (processo semelhante ao látex), por sacrifício total da planta e extração
com vapor das substancias resinosas.

         A resina coletada por exudação, contém cerca de 20% de terebentina, 70% de
materiais resinosos e 10% de água, sendo a separação efetuada por destilação.

         Material sólido com características vítreas, normalmente apresentado num tom
levemente amarelado. Constituído basicamente de ácido abiético ou rosínico, neo-
abiético e dextropimárico. É insolúvel em água, sendo solúvel em álcool, éter, acetona.
Quando exposto ao ar tem a característica de oxidar.

         Sua principal utilização é como contra - tipo da resina hidrocarbônica, por
apresentam propriedades próximas, sendo porém de propriedades inferiores e de menor
custo.

         É compatível com os elastômeros em geral, onde facilita o processo de mistura,
proporcionando maior pegajosidade no composto cru, além de interferir também na
viscosidade do mesmo. Apresenta a característica de retardar um pouco a aceleração,
sendo necessário um pequeno reajuste na mesma.

         Devido às suas propriedades semelhantes as da resinas hidrocarbônicas são
amplamente utilizadas nas indústrias de pneus, camel back, mangueiras, correias,
calçados, pisos, artigos técnicos como anéis, vedações, revestimentos e auto peças em
geral.
3
       Trata-se de um material compatível com uma gama muito grande de elastômeros
como SBR, NR, IR, CR, EPDM, BR, IIR, FKM.

       Os ésteres de breu são muito utilizados na fabricação de adesivos, apresentando
boas características de envelhecimento.




Asfalto
       Resíduo da refinação do petróleo e constituído basicamente de produtos
naftênicos, o asfalto apresenta largo emprego na indústria de borracha.

       Após devido tratamento, apresenta-se na forma sólida (asfalto oxidado) rígida,
de cor preta e muito brilhante. Quando submetido ao calor o material funde e comporta-
se como líquido de alta viscosidade apresentando então uma elasticidade.

       Trata-se de um material compatível com a maioria dos elastômeros, sobretudo
com SBR e devido ao seu baixo preço, comportamento como plastificante e excelente
processabilidade além de promover nos produtos vulcanizados um alto grau de brilho.

       Tem uso muito amplo principalmente em composições para pisos, tapetes e
produtos do gênero. Em produtos prensados suas principais características é a de fazer
com que o composto flua melhor no ferramental, aumentado a fluidez do composto, e
obter peças de cor preta brilhante.

       Em composições para extrudados, geralmente não apresenta problemas desde
que corretamente dosados, facilitando a extrusão e diminuindo a geração de calor
durante o processo.

       As ferramentas (matrizes), onde são moldados artefatos onde as composições
apresentam asfalto, com o tempo ficam opacas, sendo que a limpeza deve ser feita com
solvente halogenado (clorofórmio, tricloroetileno).

       O asfalto é um material muito sensível à oxidação principalmente quando em
contato com intemperismo.
4
Agentes de Pr oteção - Anti-Chama
       Como a maioria dos produtos orgânicos, os polímeros são em maior ou menor
grau inflamáveis. Isto se dá porque durante o aquecimento há a liberação de pequenas
moléculas que atuam como combustíveis em presença do fogo.

       Em algumas aplicações, é essencial se evitar a combustão ou reduzir a
probabilidade dela ocorrer durante a fase de iniciação do fogo assim como a velocidade
de propagação da chama.

       Alguns polímeros halogenados são chamados auto-extinguíveis e apresentam as
características descritas acima. Nos demais polímeros esta propriedades é obtida através
da adição de agentes anti-chama.

       Em cada aplicação se requer um efeito retardante adequado, mas deve-se
enfatizar que a eficiência destes materiais depende do período de tempo e intensidade
do fogo. Em um estudo realizado, um incêndio mostrou que polímeros com retardantes
de chama em relação aos polímeros sem o aditivo apresentaram:

       - tempos de escape 15 vezes mais longos.

       - 67% menos de geração de monóxido de carbono

       - 75% menos em termos de geração de calor.

       Utilizados em aplicações onde é exigido maior nível de segurança, os anti-
chamas devem apresentar as propriedades como fornecimento de efeito durável com
baixas quantidades adicionadas, fácil incorporação, não apresentar efeitos corrosivos
nos equipamentos de produção, não afetar de modo negativo as propriedades mecânicas
da composição, não apresentar toxicidade e gerar pouca fumaça.

       A natureza química desses materiais e função é largamente diferenciada, assim
sendo e de maneira simples poderíamos classificá-los na seguinte ordem:

       Seus principais tipos são:

- Mater iais Halogenados: funcionam abstraindo oxigênio e, portanto retardando a
combustão. Muitos polímeros como o policloropreno, PVC e o polietileno
clorossulfonado já seriam por si só retardantes de chama, mas a adição de plastificantes
5
retira esta capacidade, e na composição e com sinergismo retomam esta capacidade na
presença de trióxido de antimônio. Contudo o desenvolvimento de fumaça tóxica barra
seu emprego para materiais usados em ambientes fechados, onde a sufocação poderia
levar à morte das pessoas antes mesmo do desenvolvimento de altas temperaturas. São
as parafinas cloradas, alguns plastificantes e resinas.

       Como visto, durante a combustão há a decomposição da cadeia do polímero, e os
radicais livres são gerados e se combinam com o oxigênio do ar, em reação de cadeia
exotérmica. Para a combustão contínua é preciso gases combustíveis e oxigênio em
quantidade suficiente. Se os radicais livres forem bloqueados a combustão será
interrompida ou retardada. É desta forma que atua os materiais halogenados, conforme
as reações que seguem:

       HO º + CO ==> CO2 + H º (a) reação de propagação (exotérmica)

       H º + O2 ==> HO º + O º (b) reação de propagação

       O º + HX ==> HO º + X º (c) transferência de cadeia

       HO º + HX º ==> H2O + X º (d) terminação

       A reação em cadeia é interrompida quando o radical HO º, que é altamente
reativo, é substituído pelos menos reativo X º. Em reação com o próprio combustível o
retardante de chama pode ser regenerado: X º + RH ==> R º + HX (e).

       Os materiais halogenados também atuam pela redução da exotermia, uma vez
que a quebra da ligação C-X é de natureza endotérmica, absorvendo a energia e
contribuindo para a redução da temperatura do material. A velocidade de combustão
diminui de acordo com a sequencia: CH4 > CH3Cl > CH2Cl2 > CHCl3 > CCl4

A eficiência do halogênio segue a or dem: I > Br > Cl > F. Porém apenas os clorados
e os bromados apresentam efeito significativo, lembrando que as ligações R-F e R-I são
muito fortes, não se dissociando para formar radicais livres.

Par afina Clorada: plastificantes líquidos, levemente colorido, cuja viscosidade
aumenta com a grau de cloração. Em torno de 70% de cloração, se tornam sólidas.

       Material inerte em contato com produtos químicos, sendo estáveis à
6
temperaturas inferiores a 135ºC. Acima desta temperatura passam a liberar ácido
clorídrico.

       Seu poder ignífugo aumenta a medida que se aumentar o teor de cloro.
Utilizados em composições de SBR, NBR e CR.

       Muito utilizada em composições onde se necessita propriedades antichama, pois
devido a presença do halogênio cloro, torna o artefato autoextinguível.

- Mater iais Resfr iador es: normalmente liberam água durante a combustão e portanto
não tem os inconvenientes citados acima. São as aluminas hidratadas e o hidróxido de
magnésio, que apesar de não terem custos muito elevados devem ser usados em
proporções bastante altas, para obtenção das retardâncias de chama serem obtidas.

- Supr essor es de Fumaça: diferentemente dos materiais anteriores tende a fazer com
que a queima dos polímeros se efetue com muito baixa evolução de fumaças tóxicas ou
não.

       Nesta categoria estão incluídos os boratos, o octomobilidato de amônio, a
melamina e outros materiais de uso ainda pouco difundido.


Agentes de Pr oteção - Anti-Ozonante


Ação do ozônio no polímer o
       O ozônio é conhecido por sua reatividade com ligações duplas formando
ozonidas Estas são instáveis e se hidrolisam.

       A ozonólise da borracha foi estudada por Pummerer e Harries. A reação se
efetua com borracha crua intumescida ou dissolvida em solvente insensível ao ozônio
como o clorofórmio e acetato de etila. Faz-se então borbulhar uma corrente de oxigênio,
contendo uma certa quantidade de ozônio. A ozonida é obtida evaporando o solvente.

       É de ressaltar que o artefato não sujeito a tensões é quase que imune ao ozônio,
mesmo sob efeito da luz. Se apresentar algum ponto de tensão, logo aparecerá o
fendilhamento, sendo este tanto mais numeroso quanto maior a tensão que estiver
7
exposta o artefato.

          O aumento da temperatura determina número de fendas, diminuindo sua largura
e profundidade, aumentando a velocidade do fendilhamento.

          A luz solar age visivelmente sobre a viscosidade de soluções de borracha crua,
ocasionando na ausência de oxigênio, a despolimerização. Ao contrário, se a borracha
pura conter enxofre, a luz promove um início de vulcanização. Para a borracha
vulcanizada, a deterioração esta relacionada aos modos de exposição. Da maneira que,
borrachas carregadas com negro de fumo, resistem melhor ao envelhecimento pela luz
em relação aos compostos coloridos, pois os negros de fumo as composições são mais
opacas e o poder de penetração da luz é muito menor.

          Já o efeito do ozônio nas composições não depende de incidência da radiação
solar. Na atmosfera, a ocorrência de ozônio é de 0.05 a 0.60 ppm.O fendilhamento é
explicado pela formação de ozonida de borracha que fica sem elasticidade formando um
filme frágil que uma vez rompido coloca o ozônio em contato com outro ponto
suscetível a nova formação de ozonida, deste modo seguindo-se até o surgimento das
fendas.

          Os principais tipos de antiozonantes:

- Cer as antiozonantes: oferecem maior grau de proteção em serviço estático, devido à
sua característica de migrar para a superfície da peça, formando deste modo uma
barreira contra o ataque do ozônio. Deve-se observar se a proteção dinâmica não será
afetada de forma acentuada; - Par afenilenodiamina: trata-se do tipo mais comum e
mais completo na indústria da borracha, principalmente contra o ozônio, oxigênio,
fadiga dinâmica, calor e íons metálicos, possuem um custo superior aos demais
materiais, sendo divididos em:

- Tipo Dialquil: mais eficientes contra o ataque do ozônio, sobretudo em condições
estáticas ainda que na ausência das ceras protetoras. Apresentam a característica de
diminuírem o tempo de scorch. São sensíveis à reações secundárias, não sendo muito
eficientes em serviço dinâmico; - Tipo Alquil-ar il: trata-se de um dos mais completos,
oferecendo proteção superior em condições dinâmicas e quando combinado com ceras,
oferece excelentes resultados em condições estáticas, não apresentando ainda problemas
8
de afloramento. Proporciona ainda maior segurança no tempo de scorch e é indicado
para artefatos de longa vida útil em climas quentes. Também é utilizado como
estabilizador na fabricação de elastômeros sintéticos, com excelentes propriedades; -

- Tipo Di-ar il: são menos ativos que os demais antiozonantes, sendo utilizado uma
dosagem maior, podendo apresentar ainda problemas de afloramento.

       Vale mencionar que a combinação de um ou mais antioxidante em conjunto com
antiozonante (s), oferecem um maior campo de proteção em ambientes ainda mais
agressivos. Existem os derivados da Parafenilenodiamina (PPD), que melhoram a
resistência ao ataque de ozônio dos produtos acabados. Certos tipos de ceras costumam
migrar para a superfície e bloqueando a ação da luz que catalisa a reação de proteção ao
ozônio.

       Parafinas e Ceras microcristalinas, são usadas com esta finalidade em conjunção
com antiozonante adequado, a combinação fornece resistência em condições tanto
estáticas quanto dinâmicas.




Agentes de Pr oteção – Intr odução
       Visto que os elastômeros são utilizados para a fabricação de uma gama muito
extensa de produtos que ficarão expostos às mais diversas condições de trabalho, deve-
se prever o desempenho destes artefatos e suas variações mais significativas.

       Com o objetivo de diminuir os efeitos provocados por tais agentes sobre os
artefatos, existem disponíveis no mercado, produtos eficiente para tal proteção para
determinadas condições de trabalho sendo de forma geral abrangente ou mais
específica, não existindo deste modo um agente de proteção universal. Distribuídos em
várias categorias seguem: antiozonantes, antioxidantes, antichama, antiestáticos,
absorvedores de ultravioleta, estabilizantes, fungicidas, inibidores.

       Os agentes de proteção determinam as propriedades de resistência ao
envelhecimento de uma matéria-prima, ou produto de borracha, mas é preciso lembrar
que estas mesmas propriedades muitas vezes são inerentes ao polímero usado e ao
sistema de cura empregado. Mesmo assim, outros materiais existem e se destacam por
9
melhorar ainda mais estas características, são chamados de agentes de proteção.

         Entre eles os principais são os antioxidantes e os antiozonantes, dentre os quais,
tem por finalidade evitar a degradação do composto por ação da luz solar, luz
ultravioleta, exposição ao tempo, temperatura, oxigênio, ozônio, fatores que provocam
alterações nas borrachas.

         Os artefatos podem ser tornarem duros, quebradiços, a apresentarem rachaduras,
devido a oxidação por ligações cruzadas. Portanto estes agentes são utilizados para
conferirem aos artefatos maior durabilidade.

         Vários são os tipos, cada um possuindo um efeito protetor específico contra
determinado agente de deterioração, devendo em alguns casos ser utilizado uma
combinação de antioxidantes ou antiozonantes entre si ou ainda a mistura de ambos.

         Nas borrachas sintéticas, já vem adicionados a matéria-prima, mas na
composição normal, necessita-se melhorar as propriedades do artigo final sendo
necessário adicionar agentes de proteção capazes de atender as modernas especificações
de mercados, cada vez mais exigentes.


Agentes de Pr oteção - Anti-Oxidante
         Um dos maiores problemas dos artefatos, após o decorrer do tempo, é o aumento
significativo de sua dureza. Este fato é atribuído ao envelhecimento do elastômero, ou
seja, é a consequência de sucessivas reações de oxidação na cadeia polimérica.

         O envelhecimento é notado das mais diferentes formas, através de variações na
dureza, mudança de coloração, queda nas propriedades físicas, aparecimento de fendas
(rachaduras) nos artefatos entre outras. O oxigênio absorvido ao longo do processo de
envelhecimento, pode atuar de diversas maneiras, seja pela degradação das
macromoléculas manifestada pelo amolecimento em presença de calor, seja pelo
enrijecimento e fragilidade à frio.

         O envelhecimento à temperatura, sendo ela baixa ou alta é atribuído ao oxigênio,
no caso a temperaturas mais elevadas é conhecido também como envelhecimento ao
calor.
10
Ação do oxigênio – envelhecimento
        O oxigênio pode atuar de forma agressiva sobre a borracha com maior
intensidade quando em presença de alguns metais que catalisam as reações de oxidação,
como o cobre, ferro, manganês, cobalto e o níquel.

        O envelhecimento pode ocorrer sob intenso calor, em meios com elevada
umidade e ou em situações em que ambos fatores se combinam: ação do vapor de água.

        Já o envelhecimento provocado pelo ozônio, é tanto mais intenso quanto maior
for o grau de insaturação do polímero e maior a concentração de ozônio. A reação
inicial produz a ozonida que se decompõe cidindo a cadeia, despolimerizando o
material, afetando as propriedades físico-mecânicas, interferindo no desempenho do
artefato.

        O envelhecimento provocado pela ação de radiações de diferentes comprimentos
de onda é mais atuante em materiais ricos em cadeias com ligações duplas.

        Outro envelhecimento muito conhecido é provocado pelo esforço mecânico,
também conhecido como fadiga. Deste modo, o artefato pode apresentar fadiga por
tração, vibração, flexão. O envelhecimento é favorecido pelo aumento no teor de
enxofre, e por esta razão deve se manter uma correta quantidade na formulação. Para
eliminar este inconveniente, pode se proceder à vulcanização por meios de doadores de
enxofre que propiciam uma melhora significativa nas propriedades de envelhecimento,
ou ainda se fazer uso dos peróxidos orgânicos com propriedades ainda melhores.



Fenômeno da Oxidação
        Segundo Ch. Dufraise, a oxidação da borracha apresenta diferenças
fundamentais da que ocorre com as substâncias simples.

        O caráter autocatalítico do fenômeno da oxidação consiste de um período de
auto-oxidação durante o qual o fenômeno se acelera bruscamente. A esses dois autores é
atribuída a descoberta do efeito antioxigênio que consiste na inibição ou catálise
negativa da auto-oxidação. Esta descoberta alavancou a aplicação dos antioxidantes.

        C. Paquot estudou as estruturas prováveis de peróxidos etilênicos e E.H. Farmer
11
e seus colaboradores publicaram uma série de trabalhos sobre oxidação em polímeros.

       Van Rossem e outros autores procuraram mostrar a ação dos catalisadores pró-
oxigenio, tais como sais de cobre, manganês, ferro, cobalto e níquel, assim como a
influência das radiações, calor e trabalho mecânico sobre a oxidação.




Oxidação na Bor r acha
       As antigas teorias sobre o mecanismo da borracha baseavam-se na idéia proposta
por Bach e depois por Engler segundo a qual, o oxigênio molecular se fixaria na ligação
dupla para dar um peróxido oxidado. Farmer e seus colaboradores, propuseram um
mecanismo constituído de três fases: iniciação, propagação (se daria pelo ataque
efetuado pelo complexo ativado sobre uma molécula virgem), e desativação (se
processaria com a formação de hidroperóxidos não radicálicos).




Tipos de Anti-Oxidantes
       Os principais tipos de antioxidantes são:

- Fenóis: os antioxidantes deste tipo proporcionam moderada proteção a baixo custo.
São materiais voláteis e não muito eficazes à alta temperatura, sendo muito utilizados
em látex e artefatos mecânicos. Nesta classe encontram-se o tipo bis-fenóis, sendo este
mais resistentes oferecendo maior proteção sendo assim maior seu custo;

- Hidr oquinonas: usado principalmente para reter a pegajosidade de adesivos e laminas
finas de borracha não vulcanizada. Encontra-se também os tipos Di-hidr oquinona
polimer izada, sendo este um dos mais importantes dado seu grande poder de proteção,
principalmente contra o efeito negativo dos pró-oxidantes de metais pesados como
cobre, manganês e níquel. Bom desempenho a altas temperaturas;

- Fosfitos: considerados especiais, são utilizados como estabilizadores na fabricação de
borracha sintética, para evitar a formação de gel durante a polimerização e
armazenamento, pois o gel formado interfere sobretudo na tensão de ruptura, resistência
à flexão além de aumentar a viscosidade Mooney;

- Der ivados de difenilaminas: oferecem propriedades semelhantes aos das di-
12
hidroquinonas polimerizadas, porém com maior tendência à descoloração e
manchamento. Em compostos de policloropreno apresentam menor efeito sobre o
scorch, estabilidade no armazenamento e maior proteção ao envelhecimento.




Agentes de Pr oteção Especiais
       Agentes de proteção denominados especiais têm por finalidade funções
específicas de promover maior estabilidade ao material durante o serviço ou
processamento. Os agentes anti-estáticos, por exemplo, aceleram a dissipação de cargas
elétricas estáticas na superfície do produto, enquanto que os anti-ultravioletas inibem ou
retardam a degradação resultante desta radiação, a mais prejudicial para os polímeros.

       Estes agentes possuem uma aplicação própria, enquanto que outros materiais
como anti-oxidantes, anti-ozonantes por exemplo, possuem uma aplicação mais
abrangente a todos os polímeros e são de uso mais difundido.

       As propriedades dos polímeros se modificam no decorrer do tempo como
resultado de algumas modificações estruturais como cisão da cadeia, reações de
reticulação, alterações na estrutura química e a degradação ou eliminação dos agentes
de proteção presentes.

       De acordo com a causa, estas degradações podem ser classificadas como segue:

             Causas Físicas                               Causas Químicas

                 Tér mica                                      Oxidação

                Mecânica                                       Hidr ólise

              Fotoquímica                                     Ozonólise

        Radiação de alta ener gia                           Acidólise, etc
13
Anti-estáticos
       Os polímeros assim como os artefatos de borracha geralmente acumulam cargas
elétricas estáticas superficiais, causando alguns inconvenientes como acúmulo de poeira
afetando a aparência como o desempenho, choque elétrico, danos eletrostáticos entre
outros. Para evitar estes inconvenientes, é empregado o uso de agentes anti-estáticos,
que alteram as propriedades elétricas do material, reduzindo a resistência elétrica de sua
superfície a um valor que permite rápida dissipação de carga eletrostática.

       Eletricidade estática denota um grupo de fenômenos associados com a
acumulação de cargas estáticas, em contraste com o fenômeno relacionado com o
transporte rápido de cargas que ocorre nos materiais metálicos.

       A eliminação das cargas estáticas se dá pelo aumento da condutividade elétrica
superficial ou da condutividade volumétrica. O ideal é que a dissipação seja mais rápida
do que a geração de cargas, de modo que não haja acumulação. Os principais fatores
que determinam a difusão de agentes anti-estáticos são a solubilidade do aditivo no
polímero, estrutura e peso molecular do aditivo (a ação antiestática aumenta com a
diminuição do tamanho molecular do aditivo), grau de cristalinidade e orientação
molecular do polímero, temperatura vítrea do polímero.

       A tabela abaixo mostra a correlação entre a resistividade superficial e o período
de meia vida, que significa o tempo em que a voltagem na superfície decai para metade
de seu valor inicial.

    Resistividade Super ficial       Tempo de meia vida           Ação anti-estática
              (ohms)                          (seg)

               < 109                            0                     Excelente

             109 a 1010                         1                     Muito boa

            1010 a 1011                      02 a 60                  Satisfatória

            1011 a 1012                        10                      Regular

               > 1012                         > 60                   Insuficiente
14
       As concentrações necessárias para fornecer proteção adequada, diferem de
acordo com o polímero utilizado. As diferenças existentes são relacionadas com a
estrutura morfológica, propriedades elétricas e temperatura vítrea. Além disso, os
agentes anti-estáticos são materiais de características higroscópicas, assim pode ocorrer
problemas de processamento.

       Na escolha de um agente anti-estático deve-se levar em consideração fatores
como higroscopicidade, distribuição de umidade na superfície, habilidade de suprir íons
móveis, facilidade de migração e estabilidade térmica. Alguns agentes, podem ter outros
efeitos como deslizantes, lubrificante, dispersante e até desmoldante.




Absor vedor es de UV
       Estes aditivos atuam absorvendo preferencialmente a radiação na faixa do
ultravioleta, não permitindo que o polímero ou suas impurezas o façam. Cada polímero
de acordo com sua constituição química apresenta maior sensibilidade a um
determinado comprimento de onda, onde o estabilizador de ultravioleta pode ser
específico para cada material, para absorver preferencialmente radiação na faixa mais
prejudicial a um determinado polímero. É comum a utilização de misturas de
absorvedores, com a finalidade de obter um aditivo com uma faixa mais abrangente de
aplicação.

       As principais classes dos absorvedores, são as benzofenonas e as benzotriazolas.
A radiação é absorvida e convertida em calor,onde nesta reação, a molécula do
absorvedor não é consumida durante a exposição.




Bloqueador es de UV
       Os bloqueadores de radiação ultravioleta atuam basicamente na superfície do
material e não têm necessariamente atividades químicas para retardar a fotooxidação.
Estes tipos de aditivos refletem ou absorvem radiação UV na superfície do produto,
impedindo a transmissão para o interior do artefato.
15
       A degradação, portanto fica restrita às camadas superficiais e as conseqüências
para o comportamento mecânico são menores. Alguns exemplos são os negros de fumo,
cargas minerais como talco, dióxido de titânio e outros. Muitas vezes, pigmentos e
cargas podem acelerar a fotodegradação por conter impurezas como íons metálicos ou
grupos cromóforos.

       Estes materiais apresentam emprego muito pequeno na indústria de borracha,
porém exclusivos em alguns setores. De certa forma são desconhecidos pela maioria da
indústria, por apresentarem emprego mais do que exclusivo. Entre eles:




Odorantes
       São produtos adicionados aos compostos de borracha durante a mistura, para
melhorar ou inibir o odor da mesma, ou ainda em alguns casos conferindo odor
característico. Também são conhecidos como desodorantes; apresentam pouco emprego,
sendo alguns deles na forma de essências.



Fungicidas
       São adicionados para proteger contra o desenvolvimento de microorganismos,
que podem provocar alguma reação alérgica, quando do artefato em contato direto com
a pele. Usados especialmente em composições destinados à artefatos cirúrgicos, capa de
chuva impregnação de tecidos, misturas de látex. Em geral são materiais a base de
fenóis e compostos de enxofre.

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Auxiliares no processamento da borracha - Parte 1

  • 1. A x irs e rcsa no aa u iae d Poesme t p r l an úta a orc a Id sr d B r h i a e urs dt o I o t a iv s o i V l mi oé abm a e r s G ri d J Ocne d d s at o d i e aep na i a e e e ( a tr s o tú o et rg é en i rso sbl d d sus uo( ) e i tr id ) e
  • 2. 1 Intr odução São materiais, em sua maioria, derivados de petróleo que facilitam o processamento da borracha, seja melhorando a viscosidade ou impossibilitando a degradação do material depois de processado. Agentes de Pega Resinas Hidr ocar bônicas Resina hidrocarbônica aromática de petróleo, obtida através da copolimerização de uma fração de resinificáveis, estireno, indeno e seus metil derivados. A copolimerização ocorre na presença de catalisadores do tipo Friedel-Crafts, seguida de neutralização e lavagem com água. A partir daí, a resina é purificada, ganhando seu formato final de pastilhas entre 1.5 a 3 cm. Em geral aumentam a resistência a fadiga, rasgo e a abrasão; atua também como auxiliar de processo, de dispersão, aumentam a flexibilidade, melhoram a incorporação de cargas, aumentam também a adesão entre diferentes substratos da borracha como plástico, metal, fibra de vidro; auxiliam a calandragem, moldagem (compressão, transferência e injeção) e extrusão. Melhoram ainda a absorção de matérias-primas nos compostos, a dispersão destes, além de uma de suas principais características que é aumentar a pegajosidade do composto cru. Devido à sua capacidade de abaixar a viscosidade do polímero base, diminui de forma parcial a quebra das macromoléculas, auxiliando a distensão das cadeias, funcionando como auxiliar de fluxo. Utilizado genericamente na faixa de 1.0 a 25.0 phr, conforme a quantidade utilizada, proporcionará diferentes propriedades.
  • 3. 2 Devido às suas propriedades, as resinas hidrocarbônicas são amplamente utilizadas nas indústrias de pneus, camel back, mangueiras, correias, calçados, pisos, artigos técnicos como anéis, vedações, revestimentos e auto peças em geral. Trata-se de um material compatível com uma gama muito grande de elastômeros como SBR, NR, IR, CR, EPDM, BR, IIR, FKM; além de ser utilizada também em polímeros termoplásticos como EVA, PVC, CPE, resinas em geral. Resina de Br eu O breu é extraído do pinho, por diversas maneiras, sendo as mais utilizadas a sangria da planta (processo semelhante ao látex), por sacrifício total da planta e extração com vapor das substancias resinosas. A resina coletada por exudação, contém cerca de 20% de terebentina, 70% de materiais resinosos e 10% de água, sendo a separação efetuada por destilação. Material sólido com características vítreas, normalmente apresentado num tom levemente amarelado. Constituído basicamente de ácido abiético ou rosínico, neo- abiético e dextropimárico. É insolúvel em água, sendo solúvel em álcool, éter, acetona. Quando exposto ao ar tem a característica de oxidar. Sua principal utilização é como contra - tipo da resina hidrocarbônica, por apresentam propriedades próximas, sendo porém de propriedades inferiores e de menor custo. É compatível com os elastômeros em geral, onde facilita o processo de mistura, proporcionando maior pegajosidade no composto cru, além de interferir também na viscosidade do mesmo. Apresenta a característica de retardar um pouco a aceleração, sendo necessário um pequeno reajuste na mesma. Devido às suas propriedades semelhantes as da resinas hidrocarbônicas são amplamente utilizadas nas indústrias de pneus, camel back, mangueiras, correias, calçados, pisos, artigos técnicos como anéis, vedações, revestimentos e auto peças em geral.
  • 4. 3 Trata-se de um material compatível com uma gama muito grande de elastômeros como SBR, NR, IR, CR, EPDM, BR, IIR, FKM. Os ésteres de breu são muito utilizados na fabricação de adesivos, apresentando boas características de envelhecimento. Asfalto Resíduo da refinação do petróleo e constituído basicamente de produtos naftênicos, o asfalto apresenta largo emprego na indústria de borracha. Após devido tratamento, apresenta-se na forma sólida (asfalto oxidado) rígida, de cor preta e muito brilhante. Quando submetido ao calor o material funde e comporta- se como líquido de alta viscosidade apresentando então uma elasticidade. Trata-se de um material compatível com a maioria dos elastômeros, sobretudo com SBR e devido ao seu baixo preço, comportamento como plastificante e excelente processabilidade além de promover nos produtos vulcanizados um alto grau de brilho. Tem uso muito amplo principalmente em composições para pisos, tapetes e produtos do gênero. Em produtos prensados suas principais características é a de fazer com que o composto flua melhor no ferramental, aumentado a fluidez do composto, e obter peças de cor preta brilhante. Em composições para extrudados, geralmente não apresenta problemas desde que corretamente dosados, facilitando a extrusão e diminuindo a geração de calor durante o processo. As ferramentas (matrizes), onde são moldados artefatos onde as composições apresentam asfalto, com o tempo ficam opacas, sendo que a limpeza deve ser feita com solvente halogenado (clorofórmio, tricloroetileno). O asfalto é um material muito sensível à oxidação principalmente quando em contato com intemperismo.
  • 5. 4 Agentes de Pr oteção - Anti-Chama Como a maioria dos produtos orgânicos, os polímeros são em maior ou menor grau inflamáveis. Isto se dá porque durante o aquecimento há a liberação de pequenas moléculas que atuam como combustíveis em presença do fogo. Em algumas aplicações, é essencial se evitar a combustão ou reduzir a probabilidade dela ocorrer durante a fase de iniciação do fogo assim como a velocidade de propagação da chama. Alguns polímeros halogenados são chamados auto-extinguíveis e apresentam as características descritas acima. Nos demais polímeros esta propriedades é obtida através da adição de agentes anti-chama. Em cada aplicação se requer um efeito retardante adequado, mas deve-se enfatizar que a eficiência destes materiais depende do período de tempo e intensidade do fogo. Em um estudo realizado, um incêndio mostrou que polímeros com retardantes de chama em relação aos polímeros sem o aditivo apresentaram: - tempos de escape 15 vezes mais longos. - 67% menos de geração de monóxido de carbono - 75% menos em termos de geração de calor. Utilizados em aplicações onde é exigido maior nível de segurança, os anti- chamas devem apresentar as propriedades como fornecimento de efeito durável com baixas quantidades adicionadas, fácil incorporação, não apresentar efeitos corrosivos nos equipamentos de produção, não afetar de modo negativo as propriedades mecânicas da composição, não apresentar toxicidade e gerar pouca fumaça. A natureza química desses materiais e função é largamente diferenciada, assim sendo e de maneira simples poderíamos classificá-los na seguinte ordem: Seus principais tipos são: - Mater iais Halogenados: funcionam abstraindo oxigênio e, portanto retardando a combustão. Muitos polímeros como o policloropreno, PVC e o polietileno clorossulfonado já seriam por si só retardantes de chama, mas a adição de plastificantes
  • 6. 5 retira esta capacidade, e na composição e com sinergismo retomam esta capacidade na presença de trióxido de antimônio. Contudo o desenvolvimento de fumaça tóxica barra seu emprego para materiais usados em ambientes fechados, onde a sufocação poderia levar à morte das pessoas antes mesmo do desenvolvimento de altas temperaturas. São as parafinas cloradas, alguns plastificantes e resinas. Como visto, durante a combustão há a decomposição da cadeia do polímero, e os radicais livres são gerados e se combinam com o oxigênio do ar, em reação de cadeia exotérmica. Para a combustão contínua é preciso gases combustíveis e oxigênio em quantidade suficiente. Se os radicais livres forem bloqueados a combustão será interrompida ou retardada. É desta forma que atua os materiais halogenados, conforme as reações que seguem: HO º + CO ==> CO2 + H º (a) reação de propagação (exotérmica) H º + O2 ==> HO º + O º (b) reação de propagação O º + HX ==> HO º + X º (c) transferência de cadeia HO º + HX º ==> H2O + X º (d) terminação A reação em cadeia é interrompida quando o radical HO º, que é altamente reativo, é substituído pelos menos reativo X º. Em reação com o próprio combustível o retardante de chama pode ser regenerado: X º + RH ==> R º + HX (e). Os materiais halogenados também atuam pela redução da exotermia, uma vez que a quebra da ligação C-X é de natureza endotérmica, absorvendo a energia e contribuindo para a redução da temperatura do material. A velocidade de combustão diminui de acordo com a sequencia: CH4 > CH3Cl > CH2Cl2 > CHCl3 > CCl4 A eficiência do halogênio segue a or dem: I > Br > Cl > F. Porém apenas os clorados e os bromados apresentam efeito significativo, lembrando que as ligações R-F e R-I são muito fortes, não se dissociando para formar radicais livres. Par afina Clorada: plastificantes líquidos, levemente colorido, cuja viscosidade aumenta com a grau de cloração. Em torno de 70% de cloração, se tornam sólidas. Material inerte em contato com produtos químicos, sendo estáveis à
  • 7. 6 temperaturas inferiores a 135ºC. Acima desta temperatura passam a liberar ácido clorídrico. Seu poder ignífugo aumenta a medida que se aumentar o teor de cloro. Utilizados em composições de SBR, NBR e CR. Muito utilizada em composições onde se necessita propriedades antichama, pois devido a presença do halogênio cloro, torna o artefato autoextinguível. - Mater iais Resfr iador es: normalmente liberam água durante a combustão e portanto não tem os inconvenientes citados acima. São as aluminas hidratadas e o hidróxido de magnésio, que apesar de não terem custos muito elevados devem ser usados em proporções bastante altas, para obtenção das retardâncias de chama serem obtidas. - Supr essor es de Fumaça: diferentemente dos materiais anteriores tende a fazer com que a queima dos polímeros se efetue com muito baixa evolução de fumaças tóxicas ou não. Nesta categoria estão incluídos os boratos, o octomobilidato de amônio, a melamina e outros materiais de uso ainda pouco difundido. Agentes de Pr oteção - Anti-Ozonante Ação do ozônio no polímer o O ozônio é conhecido por sua reatividade com ligações duplas formando ozonidas Estas são instáveis e se hidrolisam. A ozonólise da borracha foi estudada por Pummerer e Harries. A reação se efetua com borracha crua intumescida ou dissolvida em solvente insensível ao ozônio como o clorofórmio e acetato de etila. Faz-se então borbulhar uma corrente de oxigênio, contendo uma certa quantidade de ozônio. A ozonida é obtida evaporando o solvente. É de ressaltar que o artefato não sujeito a tensões é quase que imune ao ozônio, mesmo sob efeito da luz. Se apresentar algum ponto de tensão, logo aparecerá o fendilhamento, sendo este tanto mais numeroso quanto maior a tensão que estiver
  • 8. 7 exposta o artefato. O aumento da temperatura determina número de fendas, diminuindo sua largura e profundidade, aumentando a velocidade do fendilhamento. A luz solar age visivelmente sobre a viscosidade de soluções de borracha crua, ocasionando na ausência de oxigênio, a despolimerização. Ao contrário, se a borracha pura conter enxofre, a luz promove um início de vulcanização. Para a borracha vulcanizada, a deterioração esta relacionada aos modos de exposição. Da maneira que, borrachas carregadas com negro de fumo, resistem melhor ao envelhecimento pela luz em relação aos compostos coloridos, pois os negros de fumo as composições são mais opacas e o poder de penetração da luz é muito menor. Já o efeito do ozônio nas composições não depende de incidência da radiação solar. Na atmosfera, a ocorrência de ozônio é de 0.05 a 0.60 ppm.O fendilhamento é explicado pela formação de ozonida de borracha que fica sem elasticidade formando um filme frágil que uma vez rompido coloca o ozônio em contato com outro ponto suscetível a nova formação de ozonida, deste modo seguindo-se até o surgimento das fendas. Os principais tipos de antiozonantes: - Cer as antiozonantes: oferecem maior grau de proteção em serviço estático, devido à sua característica de migrar para a superfície da peça, formando deste modo uma barreira contra o ataque do ozônio. Deve-se observar se a proteção dinâmica não será afetada de forma acentuada; - Par afenilenodiamina: trata-se do tipo mais comum e mais completo na indústria da borracha, principalmente contra o ozônio, oxigênio, fadiga dinâmica, calor e íons metálicos, possuem um custo superior aos demais materiais, sendo divididos em: - Tipo Dialquil: mais eficientes contra o ataque do ozônio, sobretudo em condições estáticas ainda que na ausência das ceras protetoras. Apresentam a característica de diminuírem o tempo de scorch. São sensíveis à reações secundárias, não sendo muito eficientes em serviço dinâmico; - Tipo Alquil-ar il: trata-se de um dos mais completos, oferecendo proteção superior em condições dinâmicas e quando combinado com ceras, oferece excelentes resultados em condições estáticas, não apresentando ainda problemas
  • 9. 8 de afloramento. Proporciona ainda maior segurança no tempo de scorch e é indicado para artefatos de longa vida útil em climas quentes. Também é utilizado como estabilizador na fabricação de elastômeros sintéticos, com excelentes propriedades; - - Tipo Di-ar il: são menos ativos que os demais antiozonantes, sendo utilizado uma dosagem maior, podendo apresentar ainda problemas de afloramento. Vale mencionar que a combinação de um ou mais antioxidante em conjunto com antiozonante (s), oferecem um maior campo de proteção em ambientes ainda mais agressivos. Existem os derivados da Parafenilenodiamina (PPD), que melhoram a resistência ao ataque de ozônio dos produtos acabados. Certos tipos de ceras costumam migrar para a superfície e bloqueando a ação da luz que catalisa a reação de proteção ao ozônio. Parafinas e Ceras microcristalinas, são usadas com esta finalidade em conjunção com antiozonante adequado, a combinação fornece resistência em condições tanto estáticas quanto dinâmicas. Agentes de Pr oteção – Intr odução Visto que os elastômeros são utilizados para a fabricação de uma gama muito extensa de produtos que ficarão expostos às mais diversas condições de trabalho, deve- se prever o desempenho destes artefatos e suas variações mais significativas. Com o objetivo de diminuir os efeitos provocados por tais agentes sobre os artefatos, existem disponíveis no mercado, produtos eficiente para tal proteção para determinadas condições de trabalho sendo de forma geral abrangente ou mais específica, não existindo deste modo um agente de proteção universal. Distribuídos em várias categorias seguem: antiozonantes, antioxidantes, antichama, antiestáticos, absorvedores de ultravioleta, estabilizantes, fungicidas, inibidores. Os agentes de proteção determinam as propriedades de resistência ao envelhecimento de uma matéria-prima, ou produto de borracha, mas é preciso lembrar que estas mesmas propriedades muitas vezes são inerentes ao polímero usado e ao sistema de cura empregado. Mesmo assim, outros materiais existem e se destacam por
  • 10. 9 melhorar ainda mais estas características, são chamados de agentes de proteção. Entre eles os principais são os antioxidantes e os antiozonantes, dentre os quais, tem por finalidade evitar a degradação do composto por ação da luz solar, luz ultravioleta, exposição ao tempo, temperatura, oxigênio, ozônio, fatores que provocam alterações nas borrachas. Os artefatos podem ser tornarem duros, quebradiços, a apresentarem rachaduras, devido a oxidação por ligações cruzadas. Portanto estes agentes são utilizados para conferirem aos artefatos maior durabilidade. Vários são os tipos, cada um possuindo um efeito protetor específico contra determinado agente de deterioração, devendo em alguns casos ser utilizado uma combinação de antioxidantes ou antiozonantes entre si ou ainda a mistura de ambos. Nas borrachas sintéticas, já vem adicionados a matéria-prima, mas na composição normal, necessita-se melhorar as propriedades do artigo final sendo necessário adicionar agentes de proteção capazes de atender as modernas especificações de mercados, cada vez mais exigentes. Agentes de Pr oteção - Anti-Oxidante Um dos maiores problemas dos artefatos, após o decorrer do tempo, é o aumento significativo de sua dureza. Este fato é atribuído ao envelhecimento do elastômero, ou seja, é a consequência de sucessivas reações de oxidação na cadeia polimérica. O envelhecimento é notado das mais diferentes formas, através de variações na dureza, mudança de coloração, queda nas propriedades físicas, aparecimento de fendas (rachaduras) nos artefatos entre outras. O oxigênio absorvido ao longo do processo de envelhecimento, pode atuar de diversas maneiras, seja pela degradação das macromoléculas manifestada pelo amolecimento em presença de calor, seja pelo enrijecimento e fragilidade à frio. O envelhecimento à temperatura, sendo ela baixa ou alta é atribuído ao oxigênio, no caso a temperaturas mais elevadas é conhecido também como envelhecimento ao calor.
  • 11. 10 Ação do oxigênio – envelhecimento O oxigênio pode atuar de forma agressiva sobre a borracha com maior intensidade quando em presença de alguns metais que catalisam as reações de oxidação, como o cobre, ferro, manganês, cobalto e o níquel. O envelhecimento pode ocorrer sob intenso calor, em meios com elevada umidade e ou em situações em que ambos fatores se combinam: ação do vapor de água. Já o envelhecimento provocado pelo ozônio, é tanto mais intenso quanto maior for o grau de insaturação do polímero e maior a concentração de ozônio. A reação inicial produz a ozonida que se decompõe cidindo a cadeia, despolimerizando o material, afetando as propriedades físico-mecânicas, interferindo no desempenho do artefato. O envelhecimento provocado pela ação de radiações de diferentes comprimentos de onda é mais atuante em materiais ricos em cadeias com ligações duplas. Outro envelhecimento muito conhecido é provocado pelo esforço mecânico, também conhecido como fadiga. Deste modo, o artefato pode apresentar fadiga por tração, vibração, flexão. O envelhecimento é favorecido pelo aumento no teor de enxofre, e por esta razão deve se manter uma correta quantidade na formulação. Para eliminar este inconveniente, pode se proceder à vulcanização por meios de doadores de enxofre que propiciam uma melhora significativa nas propriedades de envelhecimento, ou ainda se fazer uso dos peróxidos orgânicos com propriedades ainda melhores. Fenômeno da Oxidação Segundo Ch. Dufraise, a oxidação da borracha apresenta diferenças fundamentais da que ocorre com as substâncias simples. O caráter autocatalítico do fenômeno da oxidação consiste de um período de auto-oxidação durante o qual o fenômeno se acelera bruscamente. A esses dois autores é atribuída a descoberta do efeito antioxigênio que consiste na inibição ou catálise negativa da auto-oxidação. Esta descoberta alavancou a aplicação dos antioxidantes. C. Paquot estudou as estruturas prováveis de peróxidos etilênicos e E.H. Farmer
  • 12. 11 e seus colaboradores publicaram uma série de trabalhos sobre oxidação em polímeros. Van Rossem e outros autores procuraram mostrar a ação dos catalisadores pró- oxigenio, tais como sais de cobre, manganês, ferro, cobalto e níquel, assim como a influência das radiações, calor e trabalho mecânico sobre a oxidação. Oxidação na Bor r acha As antigas teorias sobre o mecanismo da borracha baseavam-se na idéia proposta por Bach e depois por Engler segundo a qual, o oxigênio molecular se fixaria na ligação dupla para dar um peróxido oxidado. Farmer e seus colaboradores, propuseram um mecanismo constituído de três fases: iniciação, propagação (se daria pelo ataque efetuado pelo complexo ativado sobre uma molécula virgem), e desativação (se processaria com a formação de hidroperóxidos não radicálicos). Tipos de Anti-Oxidantes Os principais tipos de antioxidantes são: - Fenóis: os antioxidantes deste tipo proporcionam moderada proteção a baixo custo. São materiais voláteis e não muito eficazes à alta temperatura, sendo muito utilizados em látex e artefatos mecânicos. Nesta classe encontram-se o tipo bis-fenóis, sendo este mais resistentes oferecendo maior proteção sendo assim maior seu custo; - Hidr oquinonas: usado principalmente para reter a pegajosidade de adesivos e laminas finas de borracha não vulcanizada. Encontra-se também os tipos Di-hidr oquinona polimer izada, sendo este um dos mais importantes dado seu grande poder de proteção, principalmente contra o efeito negativo dos pró-oxidantes de metais pesados como cobre, manganês e níquel. Bom desempenho a altas temperaturas; - Fosfitos: considerados especiais, são utilizados como estabilizadores na fabricação de borracha sintética, para evitar a formação de gel durante a polimerização e armazenamento, pois o gel formado interfere sobretudo na tensão de ruptura, resistência à flexão além de aumentar a viscosidade Mooney; - Der ivados de difenilaminas: oferecem propriedades semelhantes aos das di-
  • 13. 12 hidroquinonas polimerizadas, porém com maior tendência à descoloração e manchamento. Em compostos de policloropreno apresentam menor efeito sobre o scorch, estabilidade no armazenamento e maior proteção ao envelhecimento. Agentes de Pr oteção Especiais Agentes de proteção denominados especiais têm por finalidade funções específicas de promover maior estabilidade ao material durante o serviço ou processamento. Os agentes anti-estáticos, por exemplo, aceleram a dissipação de cargas elétricas estáticas na superfície do produto, enquanto que os anti-ultravioletas inibem ou retardam a degradação resultante desta radiação, a mais prejudicial para os polímeros. Estes agentes possuem uma aplicação própria, enquanto que outros materiais como anti-oxidantes, anti-ozonantes por exemplo, possuem uma aplicação mais abrangente a todos os polímeros e são de uso mais difundido. As propriedades dos polímeros se modificam no decorrer do tempo como resultado de algumas modificações estruturais como cisão da cadeia, reações de reticulação, alterações na estrutura química e a degradação ou eliminação dos agentes de proteção presentes. De acordo com a causa, estas degradações podem ser classificadas como segue: Causas Físicas Causas Químicas Tér mica Oxidação Mecânica Hidr ólise Fotoquímica Ozonólise Radiação de alta ener gia Acidólise, etc
  • 14. 13 Anti-estáticos Os polímeros assim como os artefatos de borracha geralmente acumulam cargas elétricas estáticas superficiais, causando alguns inconvenientes como acúmulo de poeira afetando a aparência como o desempenho, choque elétrico, danos eletrostáticos entre outros. Para evitar estes inconvenientes, é empregado o uso de agentes anti-estáticos, que alteram as propriedades elétricas do material, reduzindo a resistência elétrica de sua superfície a um valor que permite rápida dissipação de carga eletrostática. Eletricidade estática denota um grupo de fenômenos associados com a acumulação de cargas estáticas, em contraste com o fenômeno relacionado com o transporte rápido de cargas que ocorre nos materiais metálicos. A eliminação das cargas estáticas se dá pelo aumento da condutividade elétrica superficial ou da condutividade volumétrica. O ideal é que a dissipação seja mais rápida do que a geração de cargas, de modo que não haja acumulação. Os principais fatores que determinam a difusão de agentes anti-estáticos são a solubilidade do aditivo no polímero, estrutura e peso molecular do aditivo (a ação antiestática aumenta com a diminuição do tamanho molecular do aditivo), grau de cristalinidade e orientação molecular do polímero, temperatura vítrea do polímero. A tabela abaixo mostra a correlação entre a resistividade superficial e o período de meia vida, que significa o tempo em que a voltagem na superfície decai para metade de seu valor inicial. Resistividade Super ficial Tempo de meia vida Ação anti-estática (ohms) (seg) < 109 0 Excelente 109 a 1010 1 Muito boa 1010 a 1011 02 a 60 Satisfatória 1011 a 1012 10 Regular > 1012 > 60 Insuficiente
  • 15. 14 As concentrações necessárias para fornecer proteção adequada, diferem de acordo com o polímero utilizado. As diferenças existentes são relacionadas com a estrutura morfológica, propriedades elétricas e temperatura vítrea. Além disso, os agentes anti-estáticos são materiais de características higroscópicas, assim pode ocorrer problemas de processamento. Na escolha de um agente anti-estático deve-se levar em consideração fatores como higroscopicidade, distribuição de umidade na superfície, habilidade de suprir íons móveis, facilidade de migração e estabilidade térmica. Alguns agentes, podem ter outros efeitos como deslizantes, lubrificante, dispersante e até desmoldante. Absor vedor es de UV Estes aditivos atuam absorvendo preferencialmente a radiação na faixa do ultravioleta, não permitindo que o polímero ou suas impurezas o façam. Cada polímero de acordo com sua constituição química apresenta maior sensibilidade a um determinado comprimento de onda, onde o estabilizador de ultravioleta pode ser específico para cada material, para absorver preferencialmente radiação na faixa mais prejudicial a um determinado polímero. É comum a utilização de misturas de absorvedores, com a finalidade de obter um aditivo com uma faixa mais abrangente de aplicação. As principais classes dos absorvedores, são as benzofenonas e as benzotriazolas. A radiação é absorvida e convertida em calor,onde nesta reação, a molécula do absorvedor não é consumida durante a exposição. Bloqueador es de UV Os bloqueadores de radiação ultravioleta atuam basicamente na superfície do material e não têm necessariamente atividades químicas para retardar a fotooxidação. Estes tipos de aditivos refletem ou absorvem radiação UV na superfície do produto, impedindo a transmissão para o interior do artefato.
  • 16. 15 A degradação, portanto fica restrita às camadas superficiais e as conseqüências para o comportamento mecânico são menores. Alguns exemplos são os negros de fumo, cargas minerais como talco, dióxido de titânio e outros. Muitas vezes, pigmentos e cargas podem acelerar a fotodegradação por conter impurezas como íons metálicos ou grupos cromóforos. Estes materiais apresentam emprego muito pequeno na indústria de borracha, porém exclusivos em alguns setores. De certa forma são desconhecidos pela maioria da indústria, por apresentarem emprego mais do que exclusivo. Entre eles: Odorantes São produtos adicionados aos compostos de borracha durante a mistura, para melhorar ou inibir o odor da mesma, ou ainda em alguns casos conferindo odor característico. Também são conhecidos como desodorantes; apresentam pouco emprego, sendo alguns deles na forma de essências. Fungicidas São adicionados para proteger contra o desenvolvimento de microorganismos, que podem provocar alguma reação alérgica, quando do artefato em contato direto com a pele. Usados especialmente em composições destinados à artefatos cirúrgicos, capa de chuva impregnação de tecidos, misturas de látex. Em geral são materiais a base de fenóis e compostos de enxofre.