Este documento discute a borracha butílica (IIR), incluindo sua história, processamento, características e propriedades. Apresenta exemplos de aplicações como luvas, aventais, pneus, chicletes e outros produtos que requerem alta impermeabilidade.

1. Universidade Estadual de
Campinas
Colégio Técnico De Campinas
Departamento de Plásticos
Borracha Butílica
(IIR)
Gabriela Begalli
Renata Da Silva De Souza
Campinas/2013
RA:12207
RA: 12215

2. Sumário:
1. Introdução......................................................................................
4
2. Processamento..............................................................................
3. Características ...............................................................................
7
8
4. Propriedades .................................................................................
10
5. Aplicações.....................................................................................
6. Referência Bibliográfica .................................................................
11
19
Lista de Tabelas:
Tabela 1: Características Da Borracha Butílica
Tabela 2: Propriedades Mecânicas Da Borracha Butílica
Tabela 3: Propriedades Químicas Da Borracha Butílica
Lista de Figuras:
Figura 1: Tanque no modelo M4 Sherman exposto em um museu na
Alemanha
Figura 2: Navio de guerra do Estados Unidos Da América
Figura 3: Borracha Natural (NR) e Borracha Butílica (IIR) após expostas
ao teste de ensaio segundo a norma ASTM
Figura 4: Luva de Borracha Butílica
Figura 5:
Figura 6: Avental de borracha butílica
Figura 7: Componentes do Pneu
Figura 8: Gomas De Mascar ou os conhecidos chicletes, feitos á base
de borracha butílica
Figura 9: Rolha de borracha butílica para frascos farmacêuticos
Figura 10: Bola de Rugby
Figura 11: Bexigas de Borracha Butílica para a fabricação de bolas
Figura 12: Fita de emenda de selagem de borracha butílica
2

3. Figura 13: Selante de Borracha Butílica
Figura 14: Amortecedores em suspensões de automóveis
Figura 15: Correias Transportadoras para produtos aquecidos
Figura 16: Lençóis de borracha butílica
Palavras-Chaves:Borracha, Butílica, Isobutileno
Isopreno (IIR).
3

4. 1. Introdução
Em 1870 dois pesquisadores, Gorianov e Butlerov, formaram cadeias
poliméricas a partir do tratamento de alguns materiais graxos com trioflureto de boro,
conhecido como isobutileno.
Só foi retomada esta pesquisa em 1927 por um pesquisador da IG Farben
Company Germany, Sr. Otto, que em 1930 esta empresa produziu polímeros de
isobutileno onde apresentava alto peso molecular, que foram manufaturados
inicialmente no laboratório. As propriedades demonstradas por este material eram
borrachosas, portanto devido a sua estrutura hidrocarbônica totalmente saturada,
não se conseguia a reação de vulcanização por meio de enxofre, que era usado
para borracha natural naquela época.
Os pesquisadores William J. Spakers e Robert M. Thomas da companhia
Standard Oil Development Co. , em 1937, produziram os primeiros resultados de
polímeros de isobutileno vulcanizados, onde incorporou pequenas quantidades e
uma diolefina, o isopreno, à molécula de poliisobutileno, o que permitia então a
ligação
entre
cadeias
moleculares
distintas.
Este
copolímero
vulcanizado
apresentava propriedades como: ótima resistência à permeabilidade de gases, uma
alta histerese, excelente resistência ao calor, ozônio e ao ataque de vários produtos
químicos.
Este novo elastômero despertou grande interesse no governo norte
americano durante a II Guerra Mundial, principalmente por causa da premente
necessidade de produção de borrachas sintéticas como estratégia alternativa a
borracha natural.
A
Segunda
Guerra
Mundial
proporcionouo
cenário
de
pesquisa
e
desenvolvimento de borrachas, quando na manhã do dia 7 de dezembro de 1941 os
Estados Unidos entraram na guerra. Três meses após o ataque a Pearl Harbor, os
japoneses, desesperados para controlar a produção de borracha natural, assim
como os aliados, tomaram a Malásia e as Índias Orientais holandesas (a produção
da borracha natural utilizada mundialmente provinha dessa região). Assumiram o
4

5. controle de 95% do suprimento mundial do produto e mergulharam os EUA numa
crise.[2]
Esse fato se deve por características como:
Cada tanque Sherman continha 20 toneladas de aço e meia tonelada
de borracha;
O navio de guerra era constituído de 20 mil partes de borracha;
Além de a borracha ser usada para recapear cada centímetro de fio em
todas as fábricas, lares, escritórios e instalações militares na América. [2]
Dessa forma, inicia-se a corrida de pesquisa para obter-se uma borracha
sintética com características e propriedades semelhantes ás da borracha natural.
A figura 1 e 2 representam o tanque e o navio de guerra respectivamente,
utilizados na segunda guerra mundial.
Figura 1: Tanque no modeloM4 Sherman exposto em um museu na Alemanha [3]
5

6. Figura 2: Navio de guerra do Estados Unidos Da América[4]
A Exxon, sendo auxiliada pelo Office of Rubber Reservem pertencente ao
governo americano, construiu a primeira planta produtiva de borracha butílica que
inicialmente produzia o material para fins militares, apena em 1956 à Exxon
Chemical adquiriu do governo Americano a planta com objetivos de comercializar a
borracha butílica para os diversos fins industriais e automotivos. Sofreu a partir de
1986 uma forte concorrência da borracha de etileno-propileno-dieno (EPDM), devido
a algumas vantagens.
Atualmente estes homopolímeros estão disponíveis em várias opções de
peso molecular produzidos pela Badischer que fica na Alemanha, com o nome de
"Oppanol" e pela Exxon Chemical Co. , com o nome de "Vistanex".
Hoje as maiores empresas que produzem a borracha butílica são duas: a
Exxon (sucessora da Standard Oil) e a Polymer Corporation, uma corporação federal
canadense criada em 1942 para produzir borracha artificial para substituir o
fornecimento no exterior cortada pela II Guerra Mundial.
Encontramos vários nomes comerciais atualmente da Borracha butílica: Enjay
Butyl, Esso Butyl, Polysar Butyl.[1]
6

7. 2. Processamento
Os compostos em Borrachas Butílicas apresentam melhores características
de processamento de conformação por extrusão se a extrusora estiver equipada
com eficiente sistema de vácuo, e a rosca deverá apresentar profundidade de filete
variável, sendo mais profundo na zona de alimentação, diminuindo no sentido da
matriz, de maneira a permitir pequena pressão durante a extrusão. Com a extrusora
ajustada para a temperatura do canhão entre 90°C a 110ºC, rosca com
aproximadamente 100ºC e matriz 120ºC obtém se bons resultados.[1]
Para câmeras de ar, bladers, composto de alta qualidade, entre outros, é
recomendável que sejam filtrados antes da operação de extrusão de conformação,
pois esta pratica previne impurezas e melhora ainda mais a homogeneização do
composto. Para melhor uniformidade na alimentação é conveniente alimentar a
extrusora com composto pré-aquecido á uma temperatura de aproximadamente
70ºC.
Pode se produzir lençóis calandrados com compostos de Borracha Butílica
usando calandras convencionais, onde é recomendável alimenta a calandra com o
composto aquecido à temperatura de aproximadamente 85°C para melhor
processamento da laminação. Recomendam-se ainda os ajustes da velocidade
periférica dos rolos da calendra entre 20 a 22 m/min e a calibragem de temperaturas
dos rolos sendo: Rolo superior (85ºC a 110ºC), rolo intermediário (70ºC a 80°C) e
Rolo inferior (85ºC a 105º C). Se eventualmente alguma porosidade ocorrer, uma
ligeira diminuição da temperatura do rolo intermediário poderá solucionar.
Equipamentos e moldes convencionais normalmente são empregados para os
processamentos de moldagem por transferência ou por compressão. Para eliminar
os defeitos nos artefatos finais vulcanizados é interessante alimentar os moldes com
blanks pré-formados. Quando dois ou mais blanks devem ser usados para
enchimento do molde deve ser observado que resíduos de desmoldantes ou
sujidades diversas sejam perfeitamente eliminados para prevenir problemas nos
artefatos. Recomenda-se a prática de desaceleração ou degaseificação.
7

8. A borracha butílica pode ser também produzida pelo processo de moldagem
por injeção. Este processo oferece maiores volumes e produção o que resulta em
custos mais competitivos. Problemas de aprisionamento de ar ou formação de
bolhas dão bastante minimizados por este processo.[1]
3. Características
As borrachas butílicas têm o grau de insaturações compreendidos entre 0,8%
e 2,2%. Quanto maior for o grau de insaturação, maior será a velocidade de
vulcanização e a resistência ao calor, mas diminui a resistência ao ozono. A
borracha butílica é considerada dos tipos A e B e da classe A da norma ASTM
D2000.
Na tabela 1 referente às características típicas da borracha butílica:
Tabela 1: Características Da Borracha Butílica
Vida média
Densidade do polímero
Dureza Shore A
Tensão de rotura
Alongamento da rotura
Deformação residual
Temperatura mínima de serviço
Temperatura máxima de serviço
Temperatura máxima por períodos curtos
Temperatura de transição vítrea
Taxa de cura
Modulo elastômero
Polaridade
Grau de saturação
Impermeabilidade aos gases e a ao ar
Resistência ao calor seco e ao vapor
5 a 10 anos
0,92
30-90
7-17 Mpa
800%
20-50 %
-45° C
120° C
140° C
Baixa
Rápida
Baixo
Não polar
Fracamente saturada
Elevada
Boa
Resistência à água
Boa
8

9. Uma das principais características da borracha butílica é a sua capacidade
impermeável onde à absorção de água desta é infinitamente pequena. Porem se o
artefato vulcanizado em borracha butílica operar em elevadas temperatura e com
vapor d'água por longos períodos, a absorção poderá ser muito maior (exemplo: em
mangueiras para condução de vapor). Para aplicações nestas condições, é melhor
que os artefatos sejam produzidos à base de borrachas butílicas halogenadas e
curados por meio de resinas reativas.
Possui uma ótima resistência quanto ao envelhecimento. Ao observa na
imagem abaixo os efeitos de envelhecimento por causa da exposição ao oxigênio e
ozônio da atmosfera causou oxidação na borracha natural (NR), que se deteriora e
eventualmente quebra. Já as borrachas butílicas por ter uma boa resistência ao
envelhecimento às peças de borracha butílica terão uma vida mais longa, sem a
necessidade de sistemas de antioxidantes adicionais.
Na Figura 3, tanto a IIR (borracha butílica) e a NR (borracha natural) foram
expostas durante 72 horas a 40° e 50 PPHM de ozônio.
Figura 3: Borracha Natural (NR) e Borracha Butílica (IIR) após expostas ao
teste de ensaio segundo a norma ASTM[1]
9

10. 4. Propriedades
Na condição de repouso a borracha butílica apresenta características
amorfas, borrachosas e flexíveis ao longo de todo ciclo de trabalhos mecânicos,
porem a existência de grupos -Ch3- distribuídos na cadeia polimérica retarda a
resposta elástica de maneira a reduzir a velocidade de retorno à situação inicial após
a deformação devido a esforços externos. Isto que torna esta borracha bastante
adequada ao emprego como amortecedora de choques e vibrações.
“Os compostos de borracha butílica possuem excelente resistência às
intempéries, ozônio e ar quente, além de alta resistência aos produtos químicos
ácidos e básicos, baixa permeabilidade a gases e líquidos e boas propriedades
reológicas”, destaca Marcelo Grossi, líder da unidade de negócios BTR no Brasil.
A tabela 2 demonstra as propriedades mecânicas da borracha butílica:
Tabela 2: Propriedades Mecânicas Da Borracha Butílica
Resistência à abrasão
Resistência ao impacto
Resistência ao rasgo:
Amortecimento- vibração
Flexibilidade a baixas temperaturas
Resistência a compressão
Propriedades de vedação
Rupturas
Elasticidade à temperatura normal
Dureza e resistência à tração
Excelente
Excelente
Boa
Elevado
Boa
Boa
Boa
Dificilmente, apenas quando
expostas a cargas de alto estresse
Limitada
Ampla
Quanto as suas propriedades químicas, a tabela 3 faz referência a este item:
10

11. Tabela 3: Propriedades Químicas Da Borracha Butílica
Resistência a ácidos e bases diluídas
Resistência a ácidos e bases
concentrados
Resistência a solventes alifáticos
Resistência a solventes aromáticos
Resistência a óleos e gasolinas
Resistência ao ozono e a água
Resistência àsgorduras vegetais,
animaise a substancias fortemente
oxidantes
Boa
Boa
Muito fraca
Muito fraca
Muito fraca
Boa
Boa
O relativo grau de instauração apresentado por esta borracha é o
responsável pela grande resistência da borracha butílica ao oxigênio, ozônio e calor,
porém não resiste a óleos minerais, a hidrocarbonetos alifáticos, aromáticos e clorados,
nem a combustíveis como a benzina e o gasóleo.
[1]
5. Aplicações
A
principal
característica
destas
linhas
de
borrachas
é
a
alta
impermeabilidade a gases e líquidos, que proporciona grande vantagem em termos
de revestimento e vedação. É adequada para artigos que necessitam de baixa
permeabilidade a gases e líquidos como, por exemplo, revestimento interno de
pneus, forros interiores de pneus, bladders, câmaras de ar, mangueiras, selos e
membranas.
Também é adequada para tampas farmacêuticas e artigos que demandam
boa resistência a produtos químicos, a ozônio, tais como revestimentos de tanques,
correias transportadoras e vestuário de proteção.
A borracha butílica é um dos elastômeros mais robusto, quando submetido a
agentes de guerra química e materiais de descontaminação. Trata-se de um material
mais duro e menos poroso do que outros elastômeros, tais como borracha natural ou
silicone, mas ainda tem elasticidade suficiente para formar uma vedação hermética.
11

12. Por isto é usado para criar selos em máscaras de gás e roupas de proteção, como
também para avental onde proporciona excelente resistência a óleos gorduras, de
origem animal e vegetal, graxas e produtos químicos fortes oxidantes. No caso das
luvas têm a maior resistência à radiação UV, proporciona uma resistência superior
aos ácidos altamente corrosivos e é excelente para o tratamento de cetonas e
ésteres.
Abaixo constam umas das principais aplicações encontradas para esta
borracha:
Vestuário de proteção, máscara de gás e proteção a agentes químicos,
como esta demonstrada nas figuras 4, 5 e 6;
Figura 4: Luva de Borracha Butílica[5]
12

13. Figura 5:[6]
Figura 6: Avental de borracha butílica[7]
Aplicadas para câmaras de ar para automóveis e caminhões onde fica
na parte inferior da carcaça, pois deve reter o ar sob pressão. Utilizadas para o
revestimento interno que mantêm o ar no pneu, como é demonstrado na figura
abaixo (figura 7);
13

14. Componentes do Pneu
Figura 7: Componentes do Pneu[8]
Goma de mascar: usa-se borracha butílica de grau alimentício como a
base de goma central, que está representada na figura 8, que se segue;
Figura 8: Gomas De Mascar ou os conhecidos chicletes, feitos á base de borracha
butílica[9]
14

15. Tampas e tampões para embalagens farmacêuticas, rolha de borracha
butílica para vedar o frasco, rolha de borracha para o frasco de infusão/ antibiótico
garrafa como esta representada na figura 9;
Figura 9: Rolha de borracha butílica para frascos farmacêuticos[10]
Equipamentos para esporte: é usado como câmaras de ar em bolas
esportivas, por exemplo, bolas de rugby, bolas de futebol (gaélico, regras
australianas,
campo de futebol, futebol) basquete, para proporcionar um
comportamento interno impermeável e resistente, onde esta aplicação está
representada na figura 10 e 11;
Figura 10: Bola de Rugby[11]
15

16. Figura 11: Bexigas de Borracha Butílica para a fabricação de bolas[12]
Fitas e adesivos de borracha butílica, auto-adesivo. São resistentes à
água, ar, calor, frio, som, etc. Servem para selar barreiras de vapor e conexões
eemendas, como demonstrado na figura 12;
Figura 12: Fita de emenda de selagem de borracha butílica[13]
Selante permanentemente, um componente plástico tradicional
baseado em polibuteno que proporciona uma vedação à prova de intempéries eficaz
em uma variedade de aplicações interiores e exteriores. O Butil Selante forma uma
camada em cada 24 horas, mas continua permanentemente debaixo de plástico,
acomoda movimento articular de + / - 5% e apresenta boa resistência química e UV,
como esta representada na figura 13;
16

17. Figura 13: Selante de Borracha Butílica[14]
Além dessas aplicações, a borracha butílica é utilizada também em:
Amortecedores de suspensão de automóveis como esta demonstrada
na figura 14;
Figura 14: Amortecedores em suspensões de automóveis[15]
17

18. Impermeabilização de lajes em construção civil;
Mangueiras para vapor;
Mangueiras para fluidos ácidos ou alcalinos;
Amortecedores de vibração para maquinas;
Revestimentos anti-corrosivos;
Correias transportadoras para produtos aquecidos como demonstrada
na figura 15;
Figura 15: Correias Transportadoras para produtos aquecidos[16]
Lençóis de borracha que são laminados com características técnicas
específicas para atender as mais variadas necessidades industriais. Usados como
componentes de produtos podem ser transformados em peças técnicas ou para
manutenção industrial, que esta representada na figura 16;[17]
Figura 16: Lençóis de borracha butílica[18]
18

19. 6. Referência Bibliográfica
[1]
BORRACHA
butílica
Disponível
em:
<http://www.slideshare.net/Borrachas/borracha-butilica>. Acesso em: 04 out. 13.
[2]
GOBBO,
Luiz
Guilherme.
Fabricação
de
Borracha.
Disponível
em:
<http://www.ebah.com.br/content/ABAAAApnYAI/fabricacao-borracha?part=2>.
Acesso em: 04 out. 2013.
[3] TANQUE no modelo M4 Sherman exposto em um museu na Alemanha
Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/M4_Sherman>. Acesso em: 04 out. 2013.
[4]
NAVIO
de
guerra
do
Estados
Unidos
Da
América
Disponível
em:
<http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:USS_Hornet_%28CV-8%29.jpg>. Acesso em:
04 out. 2013.
[5]
BUTYL
RUBBER
GLOVES
Disponível
em:
<http://www.uvprocess.com/product.asp?code=GLOVES+++J>. Acesso em: 04 out.
13.
[6]
[7]
AVENTAL
de
borracha
butílica
Disponível
em:
<http://www.puresafety.co.uk/heavy-duty-butyl-rubber-apron-ppe668.html>.
Acesso
em: 04 out. 13.
[8]
BORRACHA
butílica
Disponível
em:
<http://www.slideshare.net/Borrachas/borracha-butilica>. Acesso em: 04 out. 13.
[9]
MITOS
e
verdades
Disponível
em:
<http://clinstateraodontologia.wordpress.com/2011/07/19/chicletes-mitos-everdades/>. Acesso em: 04 out. 2013.
[10]
LIOFILIZAÇÃO
rolha
de
borracha
Disponível
em:
<http://portuguese.alibaba.com/product-gs/lyophilization-rubber-stopper269067070.html>. Acesso em: 04 out. 2013.
19

20. [11]
CAMISA
Futebol
Americano
Disponível
em:
<http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-506904627-camiseta-camisa-futebolamericano-bola-de-rugby-so-tem-aqui-_JM>. Acesso em: 04 out. 13.
[12]
[13] ITA de emenda da selagem da borracha butílica (VL- 102) Disponível em:
<http://pt.made-in-china.com/co_breezeyu/product_Butyl-Rubber-Sealing-SplicingTape-VL-102-_hryieuneg.html>. Acesso em: 04 out. 2013.
[14]
145
Butyl
Rubber
Sealant
Disponível
em:
<http://www.everbuild.co.uk/index.php?route=product/product&product_id=708>.
Acesso em: 04 out. 2013.
[15]
RIDE
Solutions
Disponível
em:
<http://www.rubbersuspension.com/index.php?f=data_home&a=1>. Acesso em: 04
out. 2013.
[16] RESISTENTE ao calor alto ângulo ondulado flanco correia transportadora de
borracha Disponível em: <http://portuguese.alibaba.com/product-gs/heat-resistanthigh-angle-corrugated-sidewall-rubber-conveyor-belt-663446164.html>. Acesso em:
04 out. 13.
[17]
LENÇOL
DE
BORRACHA
Disponível
em:
<http://www.dutraborrachas.com.br/produtos/lencol-de-borracha/lencol-de-borrachadetalhes.html>. Acesso em: 04 out. 13.
[18]
LENÇOL
DE
BORRACHA:
Butílica.
Disponível
em:
<http://www.borrachadobrasil.com.br/2010/?pagina=lencol-borracha&id=12>. Acesso
em: 04 out. 13.
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