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Borracha de Polietileno Cloro sulfonado
HYPALON
Valdemir José Garbim
1
ÍNDICE DOS ASSUNTOS
- Histórico,
- Descrição Geral,
- Polietileno Clorosulfonado ― Hypalon‖ – Tipos Propriedades e Uso,
- Informações Gerais,
- Gráfico A , ( conforme ASTM D 2000 ),
- Figura 1 – Forma Simplificada da Estrutura do Polietileno Clorosulfonado,
- Tabela 1 – Hypalon – Grades, Características e Propriedades Gerais,
- Tabela 2 – Hypalon – Ingredientes de Composição e suas Caract. Funcionais,
- Características Gerais e Uso do Hypalon,
- Polietileno Clorosulfonado – Usos Comuns em Artigos Vulcanizados e Não Vulc.,
- Tabela 3 – Resistência Química do Hypalon,
- Seleção do Grade de Poliet. Clorosulfonado Mais Indicado Segundo a Aplicação,
- Figura 2 – Guia Prático para Seleção do Grade de Hypalon,
- Informações Intrínsecas dos Grades de Hypalon para Uso Geral,
- Grades Específicos para Preparação de Solução Base Solventes,
- Informações Complementares Relevantes,
- Tabela 4 – Propriedades de Compostos Tipo Goma Pura de Hypalon,
- Tabela 7 – Resistência a Fluidos dos Grades Hypalon 48 e Hypalon 4085,
- Compostos com Polietileno Clorosulfonado, Considerações Importantes,
- Informações Gerais Conceituais,
- Receptores de Acidez,
- Tabela 8 – Ingredientes Receptores de Acidez,
- Óxido de Magnésio Ativo,
- Óxido de Chumbo – Litargírio Sublimado,
- Combinação de Óxido de Magnésio Ativo com Litargírio Sublimado;
- Resinas Epoxy ou Ingredientes Epoxidados,
- Bases Orgânicas de Chumbo,
- Hidróxido de Cálcio,
- Sistemas de Cura e Agentes de Vulcaniz. para Compostos de Poliet. Clorosulfonado,
- Informações Gerais Preliminares,
- Cura por Enxofre e Doadores de Enxofre,
- Tabela 9 – Sistemas de Cura e Ingredientes de Vulcanização para Hypalon,
- Cura por Peróxidos,
2
- Tipos de Peróxidos,
- Coagentes para Peróxidos,
- Compostos de Polietileno Clorosulfonado Curados por Peróxidos,
- Considerações Especiais de Compostos Curados por Peróxidos,
- Cura do Polietileno Clorosulfonado com Meleimidas e seus Ativadores,
- Outros Sistemas de Cura para compostos de Polietileno Clorosulfonado,
- Plastificantes,
- Considerações Gerais,
- Plastificantes Derivados de Petróleo,
- Plastificantes Ésteres,
- Parafina Clorada,
- Plastificantes Poliméricos Ésteres,
- Auxiliares de Processamento para Compostos de Polietileno Clorosulfonado,
- Informações Preliminares,
- Ceras,
- Ácido Esteárico e Estearatos,
- Ceras de Polietileno de Baixo Peso Molecular e Polietileno Glicol,
- EPDM ( Semi Cristalino / Média Viscosidade ) e Polibutadieno de Alto Cis 1,4
- Agentes Tackificantes,
- Cargas para Compostos de Hypalon,
- Pigmentos Corantes para Compostos de Hypalon,
- Processamento de Compostos de Polietileno Clorosulfonado,
- Informações Preliminares,
- Processamento de Mistura,
- Processamento em Banbury, método UPSIDE DOWN,
- Processamento e Banbury, método Convencional,
- Mistura em Misturador Aberto,
- Processamento de Extrusão,
- Processamento de Calandragem,
- Processamento de Moldagem – Compressão, Tranferência e Injeção,
- Formulações,
- Tabela 5 – Propriedades de Compostos de Hypalon com Negro de Fumo,
- Tabela 6 – Propriedades de Compostos de Hypalon com Cargas Minerais,
- Tabela 10 – Sugestões para Sistemas de Cura dos Compostos de Hypalon,
- Tabela 11 – Formulações de Referencia,
3
- Tabela 12 – Algumas Propriedades dos Comp. com as Formulações Tab.11,
- Formulação de Referencia para Tintas Base Polietileno Clorosulfonado,
- Conclusão,
- Bibliografia
4
HISTÓRICO
O desenvolvimento do Polietileno Clorosulfonado ―HYPALON‖ ( Produto e Marca
Registrada DuPont ), foi o resultado de um programa de pesquisas tecnológicas da E. I.
du Pont de Nemours & Company, Polymer Products Departament que teve origem no final
da Segunda Grande Guerra Mundial sob solicitação do governo dos U.S.A na busca de
um novo polímero elastomérico com características singulares de alta resistência química
e a elevadas temperaturas de uso, das peças.
As pesquisas direcionavam-se em conseguir um produto elastomérico a partir do
Polietileno devido às já conhecidas propriedades da resistência química e dielétricas
deste material e também, pelo seu baixo custo.
Como resultados iniciais dos trabalhos de pesquisas descobriu-se um produto com
características borrachosas obtido pela cloração do Polietileno em solução aquosa,
porém, a vulcanização somente poderia ser por meio de peróxidos orgânicos que naquela
época era pouco conhecido pelas indústrias transformadoras de borracha e os custos
deste sistema de cura inviabilizavam a produção.
A este produto Polietileno Clorado foi dado o nome de CPE, ( Chlorinated Poyiethylene
Elastomer ).
Para adequar os sistemas de cura aos conhecidos e melhor dominado, na época, os
pesquisadores da DuPont sugeriram uma modificação dos processos de cloração em
solução permitindo que ocorresse a cloração e simultaneamente a clorosulfonação do
Polietileno originando daí o Polietileno Clorosulfonado, tendo este características técnicas
e elastoméricas similares ao CPE, mas, agora, permitindo que a cura ( vulcanização )
ocorresse por ingredientes contendo enxofre.
Os dois produtos seja, o Polietileno Clorado e o Polietileno Clorosulfonado começaram a
ser comercializados em 1951 com os nomes Hypalon S – 1 e Hypalon S – 2,
respectivamente. O Hypalon S- 1 foi logo substituído pelo Hypalon S – 2 , com alguns
ajustes de viscosidade e, em seguida foi renomeado para Hypalon 20 que continua sendo
comercializado até os dias de hoje. Este, então foi o precursor de todos os outros grades
de Polietileno Clorosulfonado disponíveis e comercializados atualmente.
5
DESCRIÇÃO GERAL
O Hypalon, Polietileno Clorosulfonado é produzido em plantas localizadas em Beaumont,
Texas, e Maydown, Irlanda do Norte.
O processo de manufatura envolve um sistema simultâneo de cloração e clorosulfonação
do Polietileno, em solução.
Hypalon, como um Polietileno Clorosulfonado é codificado como CSM, de acordo com as
Normas ASTM D 1418.
As características elastoméricas do Polietileno Clorosulfonado é devida à flexibilidade
natural das cadeias poliméricas do polietileno combinada com a introdução de átomos de
cloro ao longo de sua espinha dorsal, isso proporciona suficiente irregularidade molecular
o que previne a cristalização no estado relaxado de tensões internas.
A cristalização das cadeias estruturais do polietileno podem também ser eliminadas por
um outro método, seja, através da copolimerização do Etileno com o Propileno, este
processo é utilizado para produzir o EPDM.
Os átomos de cloro combinados na cadeia estrutural do Polietileno Clorosulfonado
oferecem, além das características borrachosas ao material, ainda melhoram suas
propriedades de resistência a óleos e a flamabilidade. São os grupos sulfonil – clorados
que proporcionam as possibilidades de crosslink durante a vulcanização por meio de
enxofre ou ingredientes contendo enxofre.
POLIETILENO CLOROSULFONADO “HYPALON” – TIPOS,
PROPRIEDADES E USOS
Informações Gerais:-
6
Como já informado, Hypalon é a marca registrada de uma família de
elastômeros sintéticos à base de Polietileno Clorosulfonado, ”CSM” produzidos
pela Du Pont Elastomers.
Os elastômeros de Polietileno Clorosulfonado, ―CSM‖ são indicados para produção de
artefatos vulcanizados com excelentes características de resistência à deteriorização
por ozônio, oxigênio, água, calor, óleos e ampla gama de produtos químicos.
Elastômeros de Polietileno Clorosulfonado, ―CSM‖ possibilitam a fabricação de artigos
vulcanizados coloridos com excepcional resistência à descoloração, o que torna este
produto insuperável na estabilidade de cor.
Compostos com Polietileno Clorosulfonado, adequadamente formulados oferecem
também, ótimas propriedades mecânicas apresentando altos módulos e tensão de
ruptura, ótima resistência a abrasão, baixa deformação permanente à compressão,
etc....
Conforme classificação ASTM-D-2000, o Hypalon está definido na categoria ―CE‖ ( ver
Gráfico A ) apresentando resistência no calor superior a 140ºC e resistência ao
inchamento em óleo ASTM n º 3, inferior a 80%.
A Du Pont Elastomers produz e coloca à disposição de seus clientes diversos grades de
Polietileno Clorosulfonado ―Hypalon‖, para atender uma ampla gama de requisitos e
aplicações de artefatos vulcanizados, bem como, aplicações de compostos não-
vulcanizados.
7
Gráfico A
A FIG. 1, apresenta de forma simplificada, o esquema da cadeia polimérica do
Polietileno Clorosulfonado, e a Tabela 1, fornece uma descrição geral das
características e propriedades de cada grade ( de Hypalon ). Todos os grades
podem ser processados pelos meios convencionais empregados pelas
industrias transformadoras de elastômeros sólidos, ainda, alguns grades,
também podem ser empregados em forma de soluções sob diluição em
solventes, para uso em impregnação ou revestimento de tecidos, tintas
decorativas ou de impermeabilização, películas de revestimentos interno ou
externo de tanques e reservatórios, membranas, etc.
8
 CH2  CH  CH2  CH2  CH2  CH  CH2 —
| |
Cl SO2Cl
Fig. 1
FORMA SIMPLIFICADA DA ESTRUTURA POLIMÉRICA
DO POLIETILENO CLOROSULFONADO
A escolha e seleção do tipo ( grade ) correto de Hypalon, bem como, dos
demais ingredientes de composição são de suma importância para o perfeito
desempenho do artefato vulcanizado, ou não-vulcanizado. Também, as
condições de processamento do composto e conformação do artefato são
características de significativa importância na seleção do tipo deste polímero.
TABELA N º 1 “ HYPALON” – Grades, Caract. e Propriedades Gerais
9
Tipos
Descrição
20 30 45 HPG 6525
Teor de Cloro 29 43 24 27
Teor de Enxofre 1,4 1,1 1,0 1,0
Forma Física do Material Chips Chips Chips Chips
Cor Branco Branco Branco Branco
Cheiro Não tem Não tem Não tem Não tem
V. Mooney ML – 1 + 4 @
100 C
28 30 37 90
Estabilidade de Estocagem Excelente Excelente Excelente Excelente
Peso Específico 1,12 1,27 1,07 1,10
CARACTERÍSTICAS DISTINTAS ENTRE OS GRADES
10
Dissolve-se
rapidamente
em solventes
comuns.
Boa
flexibilidade
em baixas
temperaturas
Dissolve-se
rapidamente
em solventes
comuns.
Produz filmes
duros e
brilhantes.
Alta resistência
à tração no
estado cru. Boa
resistência ao
calor .
Boa resistência
à baixa
temperatura.
Polímero
de Alta
viscosidade
. Boa
resistência
à baixa
temperatur
a. Boa
Resistência
ao Calor.
Ótimo
processam
ento de
extrusão
CARACTERÍSTICAS DE PROCESSAMENTO
Extrusão Regular Regular Boa Excelente
Moldagem Boa Regular Excelente Excelente
Calandragem Regular Regular Excelente Boa
PROPRIEDADES DOS ARTEFATOS VULCANIZADOS
Dureza Shore-A 45 a 95 60 a 95 65 a 98 40 a 95
Tensão de ruptura c/negro
de fumo
Acima de 20
MPa
Acima de 24
MPa
Acima de 27
MPa
> 27 MPa
11
Tesão de ruptura s/negro
de fumo
Acima de 8 MPa
Acima de 17
MPa
Acima de 27
MPa
> 27 MPa
Estabilidade de cor Excelente Excelente Excelente Excelente
Resistência a Baixa
Temperat.
Boa Pobre Excelente Excelente
Resistência ao
Rasgamento
Pobre Pobre Boa Boa
Resistência à Abrasão Muito boa Muito boa Excelente Excelente
Resistência Química Boa Excelente Boa Muito boa
Def.Perman.Compressão Pobre Pobre Boa Muito boa
Resist. à queima Pobre Muito boa Pobre Pobre
Resist. ao calor Muito boa Boa Muito boa Muito boa
Resist. ao Ozônio Excelente Excelente Excelente Excelente
Resist. Óleos de Petróleo Regular Excelente Pobre Pobre
Resist. ao Intemperismo Excelente Excelente Excelente Excelente
TABELA N º 1 - Continuação
12
Tipos
Descrição
40 S 40 4085 48
Teor de Cloro 35 35 36 43
Teor de Enxofre 1,0 1,0 1,0 1,0
Forma Física do Material Chips Chips Chips Chips
Cor Branco Branco Branco Branco
Cheiro Não tem Não tem Não tem Não tem
V. Mooney ML – 1 + 4 @
100 C
46 56 94 78
Estabilidade de Estocagem Excelente Excelente Excelente Excelente
Peso Específico 1,18 1,18 1,19 1,27
CARACTERÍSTICAS DISTINTAS ENTRE OS GRADES
13
Polímero de
baixa
viscosidade
melhor
processabilida
de de
compostos
secos.
Polímero de
média
viscosidade.
Polímero
versátil
apropriado para
muitas
aplicações
Polímero de
alta
viscosidade.
Boa resistência
à tração no
estado cru.
Melhor
processabilidad
e para artigos
macios com
muito
plastificantes
Polímero
de Alta
viscosidade
. Excelente
resistência
à óleos e
fluídos.
Ótima
resistência
à tração no
estado cru.
CARACTERÍSTICAS DE PROCESSAMENTO
Extrusão Excelente Excelente Excelente Boa
Moldagem Excelente Excelente Excelente Boa
Calandragem Excelente Excelente Excelente Boa
PROPRIEDADES DOS ARTEFATOS VULCANIZADOS
Dureza Shore-A 40 a 95 40 a 95 40 a 95 60 a 95
Tensão de ruptura c/negro
de fumo
> 27 MPa >27 MPa > 27 MPa > 27 Mpa
Tensão de ruptura s/negro
de fumo
> 27 MPa >27 MPa > 27 MPa > 24 Mpa
14
Estabilidade de cor Excelente Excelente Excelente Excelente
Resistência a Baixa
Temperat.
Boa Boa Boa Pobre
Resistência ao Rasgamento Boa Boa Boa Boa
Resistência à Abrasão Excelente Excelente Excelente Excelente
Resistência Química Excelente Excelente Excelente Excelente
Def.Perman.Compressão Boa Boa Boa Regular
Resist. à queima Boa Boa Boa Muito boa
Resist. ao calor Muito boa Muito boa Muito boa Boa
Resist. ao Ozônio Excelente Excelente Excelente Excelente
Resist. Óleos de Petróleo Boa Boa Boa Excelente
Resist. ao Intemperismo Excelente Excelente Excelente Excelente
Na “Tabela 2” são mostrados os principais ingredientes de composição e, no
texto são discorridas as principais influências ou interações funcionais no
composto.
TABELA N º 2 HYPALON – Ingred. de Composição. e Caract,
Funcionais
15
Características funcionais
Ingredientes normalmente
recomendados
Receptores de Acidez
Litargírio Sublimado (óxido de chumbo)
Óxido de Magnésio de Alta Atividade
Resina Epóxi ou Óleos Epoxidados
Hidróxido de Cálcio
Corantes
Negro de Fumo
Dióxido de Titâneo
Pigmentos Orgânicos e Inorgânicos
Cargas
Negro de Fumo
Cargas Minerais
Cortiça
Cargas Magnéticas
Inibição de Flamabilidade
Trióxido de Antimônio
Alumina Hidratada
Hidrocarbonetos Halogenados
16
Plastificantes Minerais e Sintéticos
Óleos de Petróleo
Aromáticos
Naftênicos
Esteres
Parafinas Cloradas
Poliméricos
Poliésteres
Auxiliares de Processo
Ceras Microcristalinas
Estearina
Polietileno de Baixo Peso Melecular AC- 617
– A
Polietileno Glicol AT – PEG 4000
Ceras Vegetais
EPDM e Polibutadieno CIS 1.4
Agentes de Tack
17
SISTEMA DE
CURA
SISTEMA
SULFUROSO
TMTD ou TETD
Enxofre
Tetrone A
MBTS
NBC (Dibutil – Ditiocarbamato de Níquel)
DOTG
Sulfasan R
SISTEMA NÃO
SULFUROSO
Peróxido mais coagente
HVA-2 mais coagente
Pentaeritritol
Para algumas aplicações agentes de cura
não são usados.
CARACTERÍSTICAS GERAIS E USO DO HYPALON
Como pudemos observar na “Fig.1”, o polímero de Polietileno Clorosulfonado
apresenta cadeias estruturais totalmente saturadas, porém, contendo alguns
grupos cloro-sulfonil ativos que permite a vulcanização por diversos sistemas
18
de cura, como os sulfurosos, e por resinas reativas, ou peroxidicas, que ocorre
principalmente na parte etilênica, da cadeia.
Estas características estruturais e de cura, do Polietileno Clorosulfonado, fornece aos
artefatos vulcanizados uma excelente resistência aos mais agressivos ambientes e
condições de trabalho, bem como, a vários produtos químicos, como os mostrados na
―Tabela 3‖.
Comumente, os artefatos de Hypalon vulcanizados são especificados e indicados para
aplicações onde geralmente exige condições como:
- Resistência ao calor de até 150 ºC;
- Resistência a uma larga gama de produtos químicos (Tabela 3 ).
- Boa resistência a óleos e solventes.
- Ótimo isolamento elétrico à tensão de até 600 volts.
- Excelente resistência a flamabilidade.
- Excelentes propriedades mecânicas em larga faixa de temperaturas.
POLIETILENO CLOROSULFONADO:- Usos Comuns em Artigos Vulcanizados e Não -
Vulcanizados.
Compostos de Hypalon são comumente indicados para produção de mantas calandradas,
friccionadas ou espalmadas sobre tecidos, empregados em sistemas de
impermeabilização de canais hidrográficos, lajes, muros, paredes, telhados, etc.... Alguns
destes produtos normalmente requerem cores claras para refletir o calor e oferecer boa
resistência ao intemperismo, como U.V., ozônio, oxigênio, luz solar, chuva, etc.
Os lençóis calandrados, suportados ou não, por substratos de reforço, podem ser
facilmente unidos ( emendados ) a quente ( emenda por vulcanização ) ou a frio, usando
sistemas de cura química ( isocianatos ). Estes produtos são normalmente empregados
na confecção de reservatórios flexíveis, barcos infláveis, toldos, etc.
19
Artefatos vulcanizados de Hypalon também encontram larga gama de aplicação na
indústria, quando são requeridas superiores propriedades mecânicas combinadas com
resistência ao calor e química como, mangueiras para produtos químicos, artigos em
contato com vapor, mangotes isolantes de vibração em bombas para produtos químicos,
acoplamentos elásticos, correias transportadoras para produtos químicos aquecidos,
revestimento de cilindros, artefatos diversos para máquinas de papel e celulose, indústrias
químicas, farmacêuticas, alimentícias, etc.
TABELA N º 3 Resistência Química do Hypalon
PRODUTO QUÍMICO Tem
p.
º C
Indi
-
caçã
o
PRODUTO QUÍMICO Tem
p.
º C
Indicaç
ão
Acetona 24 B Peróxido de Hidrogênio
(28%)
24 A
Ácido Acético (30%) 24 B Isoctano 24 B
Hidróxido de Amônia 24 B Querosene 24 C
70 C Óleo de Linhaça 24 B
Óleo ASTM  1 24 A Cloreto de Metileno 24 C
70 B Álcool Metílico 24 A
Óleo ASTM  2 24 A Mek (3%) 24 A
50 C 50 B
Óleo ASTM  3 24 B Mek (26%) 24 B
70 C 50 B
Benzeno 24 C Ácido Nítrico (10%) 24 A
Ácido Butric (10%) 50 B Ácido Nítrico (30%) 24 B
Tetracloreto de Carbono 24 C 70 C
Cloreto de Cálcio (30%) 24 A Ácido Nítrico (50%) 24 B
70 A 70 C
Ácido Crômico (10%) 24 A Fenol (8%) 24 A
70 B 50 B
Ácido Cítrico (1%) 24 A Fenol (50%) 24 B
Óleo de Algodão 24 B Dicromato de Potássio
(10%)
24 A
Ciclohexano 24 C 50 A
Dextrose (25%) 24 B Hidróxido de Potássio
(10%)
50 B
70 B Ácido Propiônico (10%) 50 B
1,2 – dicloroetano
(0,1%)
24 A Cloreto de Sódio (20%) 24 A
50 B 70 A
20
1,2 – dicloroetano
(0,5%)
24 A Cloreto de Sódio (35%) 24 A
50 B 50 A
1,2 - dicloroetano
(0,8%)
24 B Hidróxido de Sódio (10%) 24 B
50 B 50 B
Dimetilformaldeido 24 B Hidróxido de Sódio (50%) 66 A
Dioctil Ftalato D.O.P. 24 C Ácido Sulfúrico (30%) 24 A
Álcool Etílico 24 A Ácido Sulfúrico 24 B
70 B 70 C
Acetato de Etila 24 B Tolueno 24 C
Dicloreto de Etila 24 C Trietanolamina 24 B
Etileno Glicol 24 A 70 C
70 B Turpentina 24 C
Furfural (1%) 24 A
Água
24 A
50 B 50 A
Furfural (4%) 24 A 70 B
50 B Xileno 24 C
Furfural (8%) 24 B
A = Fluído tem pouco ou nenhum efeito
B = Fluído tem efeito moderado
C = Fluído ataca severamente o Hypalon
50 B
Gasolina 24 C
Ácido Hidroclorídrico
(10%)
24 A
50 B
Ácido Hidroclorídrico
(38%)
24 B
No mercado automotivo, peças como: mangueiras de direção hidráulica, mangueiras do
sistema de arrefecimento de óleo, cobertura de mangueiras de combustível e de freio,
tubos de vácuo, alguns tipos de coxins especiais, revestimento de cabos de vela, entre
outras, também requisitam o ―CSM‖ como o polímero mais indicado, segundo a
performance exigida.
Polietileno Clorosulfonado também é comumente indicado para produção de coberturas
isolantes ou de proteção em fios e cabos elétricos, quando uma superior resistência
mecânica, química ao calor e ao intemperismo são as exigidas.
Compostos de Hypalon, vulcanizados ou não-vulcanizados atendem ainda a
inúmeras outras aplicações de mercado, como em eletrodomésticos,
aeroespacial, indústria naval, construção civil, tintas, etc.
Seleção do Grade de Polietileno Clorosulfonado mais Indicado
Segundo a Aplicação
21
Todos os graus de Elastômero de Polieitileno Clorosulfonado, “Hypalon”
conforme já citado na “Tabela 1”, quando devidamente formulados,
compostos e misturados com os demais ingredientes específicos e
vulcanizados, oferecem excelentes propriedades técnicas, de qualquer
maneira, existem diferenças estruturais e químicas entre os vários grades, as
quais afetam a processabilidade e as características finais do artefato, assim
sendo, o tecnologista formulador deve conhecer e selecionar devidamente o
grade que melhor produzirá resultados desejados.
Os principais aspectos diferenciais de cada grade de Polietileno Clorosulfonado
“Hypalon” encontram-se sumarizado na “Figura 2”, servindo como primeiro
parâmetro de escolha, em que, as demais informações, especiais, de cada
grade, encontram-se no texto abaixo.
22
FIGURA N º 2
GUIA PRÀTICO PARA SELEÇÃO DO GRADE DE HYPALON
Hypalon 48
- Melhor
Resistência a
óleo
- Altos módulos
- Altas durezas
- Boas
propriedades
do composto
cru.
Hypalon 4085
- Admite maiores
quantidades de
cargas e
plastificantes
-Para peças de
durezas menores
Hypalon HPG -
6525
- Admite altos
teores de cargas
e plastificantes
- Produz artefatos
de baixo custo.
- melhor
performance
para trabalhos
em altas e
baixas
temperaturas
Hypalon 40
- Polímero básico
de uso geral.
- boa resistência a
óleo.
- Boa resistência ao
calor.
- Boas
propriedades de
flexão a baixas
temperaturas
Hypalon 45
- Excelentes
propriedades no
Hypalon 45 40 S
(Soft)
- Para compostos
Graus Especiais para
Produção de
Soluções
Hypalon 20
- Para substratos
flexíveis.
- Boa flexibilidade a
baixas
temperaturas
Hypalon 30
- Para substratos
flexíveis.
- Boa flexibilidade a
baixas
temperaturas
Hypalon 48
- Alta Dureza
23
Informações Intrínsecas dos Grades de HYPALON Para Usos Geral.
Como polímero de uso geral, o Hypalon 40 é o mais indicado, sendo de fácil
processamento e oferecendo artefatos vulcanizados com ótimas propriedades,
24
de resistência química, resistência ao calor e ao intemperismo, bem como,
propriedades mecânicas, e boa resistência à flexão a baixas temperaturas.
O Hypalon 4085, pode ser considerado como a versão do Hypalon 40
apresentando viscosidade Mooney mais elevada, o que proporciona a
elaboração de compostos altamente estendidos em cargas e plastificantes. É
indicado quando deseja-se obter artefatos com boas características físicas e
químicas com custo relativamente mais reduzido. Também, o Hypalon 4085 é
normalmente indicado para produção de artigos vulcanizados que requerem
menor dureza.
Hypalon 40 S ( Soft ) apresenta características idênticas às do Hypalon 40,
porém, com viscosidade Mooney inferior. Este produto oferece fácil
processabilidade mesmo em compostos, contendo baixos teores de
plastificantes. Hypalon 40S pode ser indicado para compostos ricos em
polímero ou na produção de artefatos vulcanizados de dureza mais elevada.
O Hypalon 45 é um polímero que apresenta superior termoplasticidade,
comparativamente ao Hypalon 40. Hypalon 45 tem baixa viscosidade Mooney,
porém, oferece compostos com excelente “green-strength” à temperatura
ambiente e, artefatos vulcanizados com maior dureza.
O Hypalon 45 contém menor teor de cloro, comparativamente ao Hypalon 40,
isto proporciona melhores propriedades de resistência à flexão em baixas
temperaturas, melhor resistência ao rasgo e ao calor, porém, o menor teor de
25
cloro deste grade de polímero resulta em inferior resistência a óleos e química,
comparativamente ao Hypalon 40. Hypalon 45 normalmente é indicado para
compostos em que é necessário obter muito boas propriedades de resistência
ao manuseio no estado não-vulcanizado, como por exemplo, em mantas
calandradas pós-conformadas ou emendadas. Este grade de Hypalon apresenta
facilidade de emenda e muito bom “tack”.
Hypalon HPG – 6525 é um polímero de alta viscosidade Mooney, o que permite
a elaboração de compostos contendo maiores teores de cargas e plastificantes.
Este polímero tem características gerais similares às do Hypalon 45 contendo
também menor teor de cloro na estrutura polimérica.
Artefatos vulcanizados produzidos com Hypalon HPG 6525 apresentam
excelentes propriedades de resistência à flexão em baixas temperaturas, bem
como, muito boa performance de trabalho em temperaturas mais elevadas,
dentro da faixa indicada pelas Normas ASTM, para este tipo de elastômeros.
Hypalon HPG – 6525 pode ser indicado quando se deseja produzir compostos
carregados e artigos vulcanizados de menor custo. Uma observação importante
refere-se ao tipo de plastificante usado no composto, pois, poderá diminuir a
resistência à flamabilidade e aos óleos derivados de petróleo.
Hypalon 48, apresenta termoplasticidade intermediária entre o Hypalon 40 e o Hypalon
45. Esta característica estrutural singular fornece ao polímero melhores propriedades de
resistência à óleos, líquidos refrigerantes e muito boa impermeabilidade a gases.
26
A resistência à flexão em baixas temperaturas é inferior àquelas apresentadas pelo
Hypalon 40 ou Hypalon 45. Artefatos vulcanizados produzidos com Hypalon 48 oferecem
muito boas propriedades de resistência aos óleos e a flamabilidade.
Grades Especiais Para Preparação de Soluções Base Solventes
Os grades; Hypalon 20 e Hypalon 30, são os polímeros de Polietileno
Clorosulfonado mais apropriados para produção de soluções usando solventes.
Estes grades são de rápida solubilização em solventes orgânicos podendo ser
formulados para fabricação de soluções com baixa viscosidade, contendo alto teor de
sólidos.
Normalmente, soluções de Polietileno Clorosulfonado são usadas para impregnação ou
espalmação em tecidos, ou ainda, usadas como tintas decorativas ou películas de
revestimentos diversos.
Filmes ou películas de revestimentos produzidos com Hypalon 20 são mais flexíveis que
aqueles feitos à base de Hypalon 30, ainda, oferece melhor performance de uso em
baixas temperaturas.
O Hypalon 30 deve ser indicado quando se necessita de filmes ou revestimentos e exijam
maior resistência a óleos e produtos químicos, ainda, os artefatos produzidos com
Hypalon 30 são mais lisos e brilhantes e de maior dureza.
Os Hypalon 20 e Hypalon 30 também podem ser usados para preparação de compostos
sólidos empregados na fabricação de artefatos vulcanizados, moldados ou extrusados,
porém, apresenta maior dificuldade de processamento além de resultar em propriedades
mecânicas inferiores.
Informações Complementares Relevantes
27
Os polímeros de Polietileno Clorosulfonado apresentam ótimas características
de vulcanização produzindo muito boa densidade de reticulação, alto estado de
cura com curva reométrica extremamente estáveis.
As propriedades mecânicas mostradas por compostos tipo goma-pura, com estes
elastômeros são muito superiores se comparadas ás de polímeros convencionais, sendo
que, com a adição de cargas reforçantes, tais propriedades atingem valores
excepcionais.
A “Tabela n º 4” mostra as propriedades mecânicas de compostos goma-pura, para os
vários grades de Hypalon acima citados, e as “Tabelas 5 e 6‖ ( apresentadas nas últimas
páginas desta literatura ), mostram uma comparação das principais propriedades
mecânicas para compostos contendo negro de fumo, bem como, compostos contendo
caulim duro. O estudo é feito variando somente os grades de Hypalon, nas formulações.
Nas “Tabelas 5 e 6” podemos ver claramente o perfeito balanço das características de
cura do Hypalon 40.
Os grades, Hypalon 4085 e Hypalon HPG-6525 fornecem altos módulos, bem como, altas
tensões de ruptura e propriedades de manuseio à quente, melhoradas.
O Hypalon 30 oferece alta dureza dos artefatos vulcanizados produzidos a partir de
compostos de baixa viscosidade Mooney, assim como, também, a resistência a óleos é
superior.
O Hypalon 48 também é uma ótima alternativa de escolha para produção de artefatos
vulcanizados resistente à óleo, como é mostrado pela “Tabela n º 7”.
Hypalon 45 pode ser utilizado para elaborar compostos empregados em artigos não-
vulcanizados, pois, oferece excelente resistência à tração no estado cru ( green
strenght ), combinado com ótima performance de baixa DPC. Este produto também
atende os requisitos do FDA, sob n º 21 CRF 177.2210 para Polietileno Clorosulfonado.
28
Compostos com Hypalon 48, para artigos não vulcanizados apresentam propriedades
físicas similares àquelas obtidas com o Hypalon 45, porém, com melhor resistência
química e de flamabilidade, em detrimento à resistência a flexão em baixas temperaturas.
29
TABELA N º 4
Propriedades de Compostos tipo GOMA PURA de Hypalon
Composto Hypalon (graus abaixo).............................100 PHR
Padrão Óxido de Magnésio Ativo......................... 4 PHR
Usado Pentaeritritol (200 mesh).......................... 3 PHR
Tetrone A ................................................ 2 PHR
30
TIPOS DE HYPALON
20 30 40 4085 45 48
PROPRIEDADESDOCOMPOSTO
CRU
VISCOSIDADE MOONEY – ML 1 + 4 @
100 º C
34 37 62 96 45 87
Scorch Mooney MS @ 121 º C
- Viscosidade Mínima (unid.)
11 9 18 30 14 23
- Tempo para aumento de 10
unid de Viscos. (min.)
25 41 35 29 35 45
PROPRIEDADESCOMPOSTOSVULCANIZADOS
VULCANIZADOS 30 MIN. @ 153 ° C
Propriedades Originais
- MÓDULO A 100 % (MPA) 1,8 2,8 1,0 1,4 3,0 1,4
- MÓDULO A 300 % (MPA) - 12,4 4,2 5,2 6,8 6,8
- TENSÃO DE RUPTURA (MPA) 8,2 18,2 28,0 31,0 24,6 31,8
- ALONGAMENTO À RUPTURA (%) 280 400 520 550 480 490
- DUREZA (SHORE A) 54 69 53 54 80 60
- RASGAMENTO (KN/M)
corpo-de-prova tipo C
41,1 28,0 28,0 31,5 37,2 28,9
31
TABELA N º 7
Resistência a Flúidos dos Grades ; “Hypalon 48” e “Hypalon 4085”
COMPOSTO PADRÃO
USADO
VULCANIZADO 15 MIN.
A 160 º C.
Hypalon (Graus Abaixo).............................................. 100 PHR
Litargírio – Dispersão 90% ativo.................................. 22 PHR
Negro de Fumo N . 990............................................... 50 PHR
Negro de Fumo N . 762 ................................................ 30 PHR
Plastificante Aromático.................................................. 25 PHR
Cera de Polietileno AC – 617 - A. ................................ 3 PHR
NBC............................................................................... 3 PHR
Tetrone A. ..................................................................... 1 PHR
HVA – 2 .......................................................................... 1 PHR
32
FLUÍDOS DE TESTE
CONDIÇÕES DE
TESTES
VOLUME DE INCHAMENTO (%)
TIPO DE HYPALON
4085 48
ÓLEO ASTM N º 1 22 h. a 121 º C - 7 - 7
ÓLEO ASTM N º 2 22 h. a 121 º C + 14 +1
ÓLEO ASTM N º 3 22 h. a 121 º C + 37 + 17
ÓLEO HARMONY N º 41 22 h a 121 º C + 3 - 3
COMBUSTÍVEL ASTM -
A
24 h a 24 º C + 5 + 1
COMBUSTÍVEL ASTM –
C
24 H. @ 24 º C + 64 + 53
SKYDROL 500 B 22 H. @ 121 º C + 88 + 130
ÁGUA 168 h a 100 º C + 1 + 2
ÁGUA + ETILENO
GLICOL
(50 / 50)
168 h a 100 º C + 1 + 1
COMPOSTOS COM POLIETILENO CLOROSULFONADO CONSIDERAÇÕES
IMPORTANTES
33
Informações Gerais Conceituais
Considerações importantes devem ser observadas na escolha dos ingredientes
de cura dos compostos com Polietileno Clorosulfonado, o que inclui, a
segurança de processamento, razão tempo / temperatura de vulcanização,
velocidade e características de cura, bem como, cor do artefato, propriedades
mecânicas e químicas desejadas, custo, artigos atóxicos, etc.
A alta reatividade dos grupos cloro-sulfonil existentes na estrutura polimérica do CSM
possibilita escolher diversos e diferentes sistemas de cura dos compostos.
Ótimas características de vulcanização são conseguidas pela combinação de óxidos
metálicos com enxofre ou doadores de enxofre mais aceleradores.
Também podem ser formulados compostos de Polietileno Clorosulfonado usando
sistemas de cura peroxídicos ou ainda por maleimidas.
Os óxidos metálicos como Óxido de Magnésio ou o Óxido de Chumbo ( Litargírio
Sublimado ) apresentam ação bifuncional nos compostos atuando como receptor de
acidez e como agente de ―crosslink‖.
O óxido de zinco, assim como, seus derivados deverão ser evitados, nos compostos com
Polietileno Clorosulfonado, pois, estes provocam a formação do cloreto de zinco que
tende a catalisar reações de cura comprometendo a segurança de processamento, ainda
provocam reações periféricas indesejáveis o que desestabiliza as reticulações causando
sensíveis perdas das propriedades dos artefatos vulcanizados como, enrigecimento e
decréscimo da resistência ao calor, químicas e a intempéries.
RECEPTORES DE ACIDEZ
34
Como já mencionado, os receptores de acidez têm ação bifuncional na cura do
Polietileno Clorosulfonado. Aqui vale lembrar que durante a reação de
vulcanização do composto, ocorre a formação do cloreto de hidrogênio, como
sub-produto, que deverá ser neutralizado através do receptor de acidez,
sendo esta a primeira função deste ingrediente de composição.
Também, os ingredientes receptadores de acidez podem atuar como primeiro
agente de vulcanização gerando a formação de relativamente fracas uniões
iônicas entre as moléculas da cadeia estrutural do composto promovendo
“crosslink”.
Existe uma grande variedade de ingredientes polifuncionais que reagem
neutralizando as formações ácidas nos compostos de Polietileno
Clorosulfonado, porém, os normalmente mais empregados são os óxidos
metálicos como o Óxido de Magnésio Ativo e o Óxido de Chumbo ( Litargírio
Sublimado ). Outros materiais como os Sais Orgânicos de Chumbo, ou ainda,
Resinas Epoxy, algumas vezes são recomendadas.
A escolha do receptor de acidez para os compostos basicamente leva em
consideração as principais características desejadas dos artefatos vulcanizados,
assim, como orientações de escolha podemos nos balizar pela Tabela n º 8.
35
TABELA N º 8 Igredientes Receptores de Acidez p/ HYPALON
RECEPTOR DE ACIDEZ
PROPRIEDADES PRINCIPAIS DESEJADAS DOS
ARTEFATOS VULCANIZADOS
Litargírio
- Resistência à água
- Resistência Química
- Baixa Deformação Permanente Compressão
- Artefatos cores pretas e escuras
Óxido de Magnésio Ativo
- Compostos de baixo custo
- Melhores propriedades dinâmicas
- Boa segurança de processamento
- Artefatos claros e coloridos
Óxido de Magnésio Ativo mais
Litargírio
- Resistência ao Calor
- Artefatos cores pretas ou escuras
- Resistência à Água
- Resistência química
36
Resina Epoxy - Baixos módulos
- Melhor tack dos compostos cru
- Artefatos claros e coloridos
Bases Orgânicas de Chumbo - Resistência à Água
- Artefatos claros e coloridos
Hidróxido de Cálcio - Baixa Deformação Permanente à Compressão.
Óxido de Magnésio Ativo
Óxido de Magnésio Ativo é normalmente empregado em compostos de
Polietileno Clorosulfonado quando se deseja produzir artefatos com
especificações básicas de uso geral, podendo ser de cores claras ou pretas.
37
Este ingrediente tem custo reduzido e oferece muito boa segurança de
processamento com regular resistência a água.
Durante a vulcanização, o Óxido de Magnésio Ativo reage com certa
quantidade de cloreto de hidrogênio formando H2O, solúvel em cloreto de
magnésio, o que limita então a resistência a água e química do artefato
vulcanizado.
Normalmente o teor de Óxido de Magnésio Ativo adicionado ao composto é de
4 PHR que fornece ótimas propriedades mecânicas ao artefato vulcanizado,
como: alto alongamento e ótima tensão de ruptura.
O aumento do teor de Óxido de Magnésio ao composto tem pouco efeito sobre
o “scorch” ou no estado de cura dos vulcanizados. Teores elevados deste
ingrediente provoca a redução da tensão de ruptura e do alongamento.
Algumas vezes, teores de Óxido de Magnésio Ativo acima de 20 PHR são
recomendados quando se deseja artigos claros ou coloridos com máxima
estabilidade de cor.
38
Compostos que serão vulcanizados em túneis contínuos sugerem empregar de
4 a 8 phr de Óxido de Magnésio Ativo.
O Óxido de Magnésio para ser considerado Ativo deverá apresentar número de
iodo acima de 130, seja, grande tamanho de área superficial .
A exposição do Óxido de Magnésio Ativo à umidade ou ao dióxido de carbono
provoca considerável redução da superfície ativa, o que ocasionará significativo
prejuízo da segurança de processamento e instabilidade da reação de
vulcanização do artefato.
Uma boa opção é o emprego de Óxido de Magnésio Ativo pré disperso em
plastificantes ou em polímeros inertes, pois, a incorporação ao composto é
mais rápida e a atuação do ingrediente é perfeitamente eficaz.
Óxido de Chumbo – “LITARGÍRIO SUBLIMADO”
39
O Litargírio Sublimado proporciona excelente resistência a água, química e a
deformação permanente por compressão, aos artefatos de Polietileno
Clorosulfonado, vulcanizados.
Durante a reação de vulcanização o Óxido de Chumbo combina-se com o gás
clorídrico liberado produzindo então cloreto de chumbo que é insolúvel em
água proporcionando assim artefatos vulcanizados de com excelente
resistência a água e resistência química.
O uso do Litargírio Sublimado ( Óx. de Chumbo ), está restrito somente a
compostos para produção de artefatos de cor escura ou preta, porque na
vulcanização ocorre também a formação do sulfeto de chumbo que tende a
manchar e descolorir artigos de cores claras.
Ótimos resultados de cura são conseguidos com a adição de 25 a 30 phr de
Litargírio Sublimado aos compostos de Polietileno Clorosulfonado, tanto os
carregados com negro de fumo quanto aqueles contendo cargas minerais.
O aumento do teor de Litargírio Sublimado ao composto, além do
recomendado poderá provocar sensível incremento do estado de cura e
redução da segurança de processamento.
40
Litargírio calcinado ou tipos de baixa atividade são pouco usados em
compostos de CSM.
Para assegurar uma perfeita dispersão do Litargírio Sublimado no composto e
garantir ótimas propriedades aos artefatos vulcanizados recomenda-se
empregar este aditivo preferencialmente pré disperso em polímero ou cargas
minerais inertes.
Compostos de Polietileno Clorosulfonado contendo Litargírio Sublimado
dispensa o uso de estearatos ou ácido esteárico como auxiliar de processo,
pois, estes ingredientes devido sua acidez, reduzem significativamente a
segurança de processamento.
Uma cuidadosa análise deverá ser dispensada ao indicar o Litargírio
Sublimado, bem como, outros sais orgânicos de chumbo ao composto, assim
também como cuidados no manuseio destes produtos, pois, apresentam certa
toxidade e estão enquadrados como metais pesados.
Combinação de Óxido de Magnésio Ativo com Litargírio Sublimado
41
A combinação de Óxido de Magnésio Ativo com Litargírio Sublimado, como
receptor de acidez, para compostos de Polietileno Clorosulfonado, também é
uma prática comumente usada quando se deseja produzir artefatos
vulcanizados com máxima resistência ao calor.
Compostos vulcanizados contendo a combinação de Óxido de Magnésio Ativo
+ Litargírio Sublimado, também oferecem melhor resistência a água e
resistência química, comparativamente àqueles onde é usado somente o
Litargírio Sublimado, ou somente o Óxido de Magnésio Ativo, como receptor de
acidez.
Resinas EPOXY ou Ingredientes EPOXIDADOS
Resinas Epoxy ou Óleos Epoxidados reagem com os subprodutos ácidos
liberados durante a vulcanização dos compostos de Polietileno Clorosulfonado
formando elementos residuais orgânicos insolúveis em água.
42
Resinas Epoxy ou Óleos Epoxidados podem ser usados sozinhos ou em
combinação com Óxido de Magnésio Ativo, produzindo ótimas propriedades em
artefatos de cores claras ou pretas.
As Resinas Epoxy promove ao composto de Polietileno Clorosulfonado um
pequeno efeito plastificante e incrementa significativamente o “tack” do
composto cru.
Compostos contendo Resinas Epoxy apresentam artigos vulcanizados de cores
claras ou pretas com excelentes resistências a água e química, também
proporcionam altos alongamentos e baixos módulos. O tempo de vulcanização
é ligeiramente retardado quando se usa este sistema de receptores de acidez.
As Resinas Epoxy tipo Epon 828 (Shell); Der 331 CLC – A (Harwich); Araldite
6010
( Ciba ) entre outras, equivalentes, são as comumente recomendadas.
Bases Orgânicas de Chumbo
43
Certos sais orgânicos de chumbo como o Tribásico Maleato de Chumbo ou o
Dibásico Ftalato de Chumbo também podem ser empregados como receptores
de acidez em compostos de Polietileno Clorosulfonado.
Compostos contendo estes sais de chumbo, depois de vulcanizados oferecem,
tanto para artefatos claros como pretos, ótima resistência a água, altos
módulos, e tensões de ruptura, porém, se os artefatos de cores claras ficarem
expostos a luz solar, poderão tender a tornar-se acinzentado.
Hidróxido de Cálcio
O emprego de Hidróxido de Cálcio como receptor de acidez somente é indicado
quando o sistema de cura for por meio de Maleimida.
Compostos assim formulados produzem artefatos vulcanizados com
excepcional resistência à deformação permanente à compressão.
44
SISTEMAS DE CURA E AGENTES DE VULCANIZAÇÃO PARA COMPOSTOS
DE POLIETILENO CLOROSULFONADO
Informações Gerias Preliminares:
As reticulações formadas pelos ingredientes receptores de acidez, devido sua
ação bifuncional, como já mencionado acima, em compostos de Polietileno
Clorosulfonado, são basicamente uniões iônicas pouco estáveis, não sendo
suficientemente fortes para proporcionar aos artefatos vulcanizados as
características técnicas desejadas, assim sendo, outros ingredientes de cura
como ativadores, agentes de reticulação e aceleradores, devem ser
considerados nas formulações.
Os principais sistemas de vulcanização para este tipo de elastômero estão
compreendidos das seguintes condições:
a) Enxofre + Aceleradores + Receptores de Acidez,
b) Doadores de Enxofre + Aceleradores + Receptores de Acidez,
45
c) Peróxidos + Coagentes + Receptores de Acidez;
d) Maleimidas + Aminas + Receptores de Acidez.
A “Tabela nº- 9” sumariza as principais combinações de ingredientes para os
sistemas de cura dos compostos, bem como, apresenta sugestões de aplicação
das alternativas apresentadas e, no texto que segue são desenvolvidas
explanações sobre tais sistemas de cura, ingredientes e interações funcionais.
Cura por Enxofre e Doadores de Enxofre
A combinação de TMTD ou TETD com Enxofre proporciona muito boa
segurança de processamento e baixo custo dos compostos de Polietileno
Clorosulfonado, usado em artefatos de cores claras ou preta.
Normalmente adiciona-se 2 phr de TMTD ou TETD conjuntamente com 0,5 a 1
phr de Enxofre. Esta combinação de curativos promove ótimas características
de cura aos artefatos finais.
46
A substituição de TMTD pelo TETD proporciona ligeira melhora da resistência
ao calor, dos artefatos vulcanizados, porém, reduz a segurança de
processamento do composto.
“Tetrone A” é um excelente doador de enxofre, funciona perfeitamente bem
como agente de cura para os compostos de Polietileno Clorosulfonado.
“Tetrone A”, produz compostos vulcanizados com alto estado de cura e tempo
de vulcanização relativamente curto. A curva reométrica mostra um platô
muito estável e o artefato vulcanizado apresenta ótimas propriedades técnicas
.
A combinação de “Tetrone A “ com MBT, MBTS, TMTD ou D.O.T.G. promove
eficientes características de cura do composto, sendo que, se o Óxido de
Magnésio for o receptor de acidez utilizado, podemos produzir artefatos de
cores claras ou coloridas com ótima estabilidade de cor.
A combinação de “Tetrone A” com Litargírio Sublimado também é comumente
usada, porém, restringindo-se a fabricação de artigos vulcanizados de cores
escuras ou preto.
47
Comumente empregam-se teores entre 0,75 a 2 PHR de “Tetrone A” ao
composto, quantidades maiores, quando usadas, poderá provocar redução da
segurança de processamento e aumento significativo do estado de cura do
artefato vulcanizados. MBT e MBTS funcionam como aceleradores secundários
em compostos contendo “Tetrone A”, TMTD ou Enxofre.
Geralmente empregam-se teores entre 0,5 a 1,5 phr de MBT ou MBTS em
combinações com “Tetrone A” aos compostos, para artefatos de cor preta.
Algumas vezes usamos MBT como acelerador primário em compostos de cores
claras ou coloridos, isso quando o receptor de acidez é o Tribásico Maleato de
Chumbo.
D.O.T.G. é outro tipo de acelerador secundário algumas vezes empregado em
concentração entre 0,25 a 0,5 phr, combinado com Enxofre, para cura de
compostos de Polietileno Clorosulfonado.
A combinação de Litargírio Sublimado + Óxido de Magnésio Ativo + Tetrone A
+ MBTS + HVA-2 + NBC, proporciona artefatos vulcanizados com alta
resistência ao calor e ótimo isolamento elétrico, além de compostos com boa
segurança de processamento.
48
TABELA N º 9 Sistemas de Cura e Ingredientes de Vulcanização p/
HYPALON
INGREDIENTES CARACTERÍSTICAS / APLICAÇÕES
Sistema
Por
Enxofre
ou
Doadores
de
Enxofre
Enxofre + TMTD
ou
Enxofre + TETD
Sistema de cura de uso geral para compostos de
cores claras ou pretas
Baixo Custo
Tetrone A
Agente de cura para artigos de uso geral de cores
claras ou pretas.
Alto custo, melhor propriedades elétricas que o
sistema TMTD / Enxofre.
MBT, MBTS e DOTG
Aceleradores secundários usados em combinação
com Tetrone A ou TMTD / Enxofre.
O MBT pode ser usado sozinho como acelerador
primário.
MBT e MBTS aumenta a segurança de Scorch.
HVA-2
Acelerador secundário e agente de cura que
proporciona alto estado de cura e artefatos de
melhor resistência ao calor.
Melhora a isolação elétrica dos compostos.
Peróxidos
Peróxidos orgânicos
tipo Bis – Peróxidos de
Benzeno e Hexano ou
Dicumila apresentam
resultados satisfatórios.
Peróxidos proporcionam excelente segurança de
processamento e baixa deformação permanente à
compressão para artefatos claros ou pretos
Compostos exigem cuidados especiais, ver no
texto.
Coagentes
para
TAC, HVA-2 entre
outros tem apresentado
Melhora o estado de cura dos compostos curados
por peróxidos.
49
Peróxidos resultados satisfatórios.
Sistema
por
Maleimida
HVA – 2
Agente de cura primário, melhora a segurança de
processamento em compostos contendo cargas
minerais, excelente resistência à deformação
permanente à compressão.
IONAC GFI – 710
Ativador de vulcanização usado em combinação
com HVA-2 para máxima resistência à D.P.C.
Usado somente em compostos escuros ou pretos.
4,4’ - Ditio Morfolina
(Sulfasan R)
Proporciona excelente estabilidade de estocagem
do composto quando em combinação com HVA-2 e
Litargírio em compostos carregados com cargas
minerais.
Outros
ativadores
e agentes
de cura
Pentaeritritol
Ativador de cura em combinação com Óxido
Magnésio Ativo.
NBC
Ativador usado em compostos com alta resistência
do calor. Deve ser usado em combinação com
Tertrone A / MBTS ou TMTD / Enxofre.
Poly-Dispersão HC-11
Ingrediente de cura completo contendo óxidos
metálicos mais agentes de cura em forma de pré
disperso.
PAPI
Age como retardador de cura em compostos com
excesso de umidade.
50
Cura por Peróxidos:-
Peróxidos Orgânicos também produzem excelentes características de cura em
compostos de Polietileno Clorosulfonado apresentando ótima segurança de
processamento e excepcional resistência à deformação permanente à
compressão.
Artefatos de cores claras com superior resistência a água podem ser
conseguidos de compostos curados por peróxidos, desde que, contenha bases
orgânicas de chumbo, como receptor de acidez.
Acredita-se que os peróxidos, durante a reação de cura deste elastômero,
produzam certa quantidade de radicais livres na estrutura polimérica
promovendo a reticulação.
A velocidade de cura do composto por peróxido está diretamente relacionada
com a temperatura de vulcanização, enquanto que, a densidade de “crosslink”
e o estado de cura são determinados pelo teor de peróxido usado, bem como,
pela quantidade e tipo de coagente empregado. Observa-se também que a
temperatura de vulcanização está diretamente relacionada com a
51
decomposição do peróxido e seu efeito meia-vida o que interfere na segurança
de processamento do composto.
Tipos de Peróxidos:-
A escolha do tipo de peróxido usado nos compostos de Polietileno
Clorosulfonado é determinada principalmente pelas propriedades desejadas do
artefato vulcanizado, bem como, pelas condições de processamento e
temperatura de decomposição do peróxido.
Muito bons resultados são observados com o uso do 2,5-Dimetil-2,5-BIS-
(Tercio Butil Peróxido) de Hexano (Varox DBPH-50 “ Marca Registrada Vanderbilt ), 50%
ativo, seja, este peróxido é pré disperso em carga inerte.
Também, outros tipos de peróxidos como o BIS-(Tercio-Butil-Isopropil
Peróxido) de Benzeno ( Perkadox 14 / 40, Marca Registrada Akzo ), 40% ativo, pré
disperso em carga inerte, e o Peróxido de Dicumila 40% ativo, também pré
disperso e carga inerte, oferecem ótimos resultados de segurança no
processamento e característica de cura dos compostos de CSM.
52
Para obter-se as melhores propriedades mecânicas e de resistência química e
ao calor, dos artefatos produzidos com elastômeros de Polietileno
Clorosulfonado, curados por peróxidos, é de suma importância que durante a
vulcanização, ocorra a total decomposição do peróxido, pois, peróxido residual
não decomposto poderá causar efeitos adversos indesejáveis nos artefatos
vulcanizados, além de redução da resistência ao calor e possível “blooming”.
Coagentes para Peróxidos:-
Coagentes multifuncionais podem ser usados em combinação com peróxidos,
em compostos de Polietileno Clorosulfonado, estes melhoram a formação do
“crosslink” e densidade de cura, obtendo-se melhores resultados na reação de
vulcanização, um ótimo estado de cura e densidade de crosslink bastante
uniforme dos artefatos vulcanizados.
Entende-se que os coagentes agem no composto durante a vulcanização
produzindo pontes na cadeia polimérica melhorando assim, a eficiência da cura
peroxídica.
53
Existem comercialmente vários tipos de coagentes que podem ser usados nos
compostos com Polietileno Clorosulfonado, como: TAC (Trialil-Cianurato), TATM
(Trialil-Trimelitato); HVA-2 (n,n„-m-fenileno-dimaleimida), entre outros, que
proporcionam ótimos resultados em combinação com peróxidos.
Compostos de Polietileno Clorosulfonados Curados por Peróxidos:-
A quantidade de peróxido e coagente a ser usados em compostos de
Polietileno Clorosulfonado é basicamente escolhida pela prática, baseando-se
nas características de cura e propriedades desejadas dos artefatos
vulcanizados.
As medições da reação de cura por meio do reômetro, fornecem referências
importantes, porém, resultados de precisão somente serão conseguidos por
meio dos ensaios checados diretamente no produto vulcanizado, como;
medição do D.P.C., Dureza, Tensão de Ruptura, Alongamento, Inchamento em
fluídos, etc...
O uso de teores em excesso de peróxido, para produzir altos estados de cura
em ciclos curtos de vulcanização poderá ser empregado, porém, com muito
54
cuidado, pois, o risco de ocorrer residual peroxídico não-decomposto é maior
cujos prejuízos já comentamos acima.
Em casos muito específicos onde a prática do uso de peróxido em excesso é
necessária, aconselha-se trabalhar com temperatura de vulcanização mais
elevada e promover pós-cura aos artefatos vulcanizados em estufas com ar
circulante.
Considerações Especiais de Compostos Curados por Peróxidos:-
Alguns ingredientes comumente usados em compostos de Polietileno
Clorosulfonado poderão interferir na cura por peróxidos, assim, aconselha-se
evitar o uso. Considerações especiais de compostos curados por peróxidos são
mostrados abaixo:
- Escolher ingredientes de formulação como acidez equilibrada ou ligeiramente
alcalina. Cargas ácidas como os Negros de Fumo de canal e Caulins duros
deverão ser evitados.
55
- Plastificantes deverão ser cuidadosamente escolhidos, pois, alguns óleos
comuns usados em borracha, como os Aromáticos, poderão reagir com os
peróxidos diminuindo a eficiência de cura. Óleos Naftênicos somente poderão
ser usados em mínimos teores. As parafinas cloradas, bem como, os
plastificantes ésteres e poliésteres são os tipos mais indicados para os
compostos contendo peróxidos.
- O Óxido de Magnésio Ativo é o receptor de acidez mais indicado para
sistema de cura peroxídica podendo-se adicionar teores entre 10 e 20 PHR,
aos compostos, pois, este tende a aumentar a alcalinidade o que produz
melhor eficiência de cura.
- Quando o composto vulcanizado por peróxido exigir superior resistência a
água., pode-se indicar o Dibásico Ftalato de Chumbo como receptor de acidez.
- Ingredientes antioxidantes como o NBC ( Dibutil-Ditiocarbamato de Níquel )
normalmente usado em compostos de Hypalon como estabilizador térmico,
deverão ser cuidadosamente dosados, porque, poderá reduzir a atividade do
peróxido.
56
- Também é aconselhável nunca pré-misturar o peróxido com outros
ingredientes antes de sua adição ao composto, pois, poderão ocorrer possíveis
reações que comprometam a eficácia do produto.
Cura do Polietileno Clorosulfonado com MALEIMIDAS e Seus
Ativadores:-
Ingredientes como a Maleimida combinada com outros aditivos ativadores e
aceleradores também promovem a vulcanização de compostos com este tipo
de elastômero.
Este sistema de cura não utiliza enxofre ou seus derivados, assim, é um
sistema não-sulfuroso.
Sistemas de cura por Maleimida ( HVA-2, Marca Registrada DuPont ) permite a
produção de artefatos vulcanizados com excelente resistência à deformação
permanente por compressão.
57
Este sistema de cura ainda oferece excelentes resultados de vulcanização tanto
em artefatos de cores claras como pretas. Compostos curados usando
Maleimidas oferecem muito boa segurança de processamento e proporciona
largo Shelf-Life de compostos contendo cargas minerais.
A combinação de Hidróxido de Cálcio + HVA-2 mais um ingrediente amínico
como o Ionac GF1-710 proporciona ótimas características de cura do composto
base Polietileno Clorosulfonado, fornecendo artefatos vulcanizados com
resistência à D.P.C. equivalente aquela conseguida na cura peroxídica, porém,
devendo ser usado somente para artigos de cor escura ou preto, devido a
possibilidade de manchamento.
Comumente se emprega a combinação de Litargírio Sublimado mais acelerador
DTDM e HVA-2 para promover a cura do composto, isso também oferece
excelente estabilidade de estocagem, muito boa velocidade de vulcanização
com alto estado de cura, quando elevados teores de caulim duro são usados.
Outros Sistemas de Cura para Compostos de Polietileno
Clorosulfonado:-
58
Compostos de Polietileno Clorosulfonado podem também ser vulcanizados por
meio da combinação de Pentaeritritol (PER), mais Enxofre ou Doadores de
Enxofre e Óxido de Magnésio Ativo. ( O Pentaeritritol tem funcionalidade como
ativador, do sistema de cura )
O emprego do Pentaeritritol (PER) permite reduzir a quantidade de Óxido de
Magnésio Ativo, normalmente requerido na formulação. Também, o PER
melhora a estabilidade ao envelhecimento por longos períodos de trabalho, do
artefato vulcanizado.
O Pentaeritritol é um ótimo ativador de cura para os compostos de Polietileno
Clorosulfonado que contenham sais orgânicos de chumbo, como receptores de
acidez. Sistemas assim formulados produzirão curvas de vulcanização com
“scorch” extremamente largos, porém, os artefatos vulcanizados apresentarão
menor resistência a água.
Normalmente indica-se Pentaeritritol com tamanho de partículas de 200 mesh
(PER-200), em teores de até 3 PHR, nas formulações.
Outra alternativa de cura do Polietileno Clorosulfonado é a adição ao composto
de Poli-dispersão HC-11, sendo este produto uma completa pré-dispersão de
ingredientes curativos já mencionados, contendo derivados de chumbo.
59
Poli-dispersão HC-11 é produzido pela Rhein Chemie C.O., este oferece aos
compostos de Polietileno Clorosulfonado boa segurança de processamento e
ótima estabilidade de estocagem ( composto cru ), também promove rápida
velocidade de vulcanização com elevado estado de cura e, os artefatos
vulcanizados apresentam excelente resistência à descoloração.
O polisocianato PAPI, algumas vezes é usado como retardador, da cura, este
reage com o excesso de umidade, que muitas vezes causam redução
significativa do “scorch”.
A “Tabela 10” ( vista nas últimas páginas desta literatura ) apresenta
diversas sugestões de sistemas de cura de compostos de Polietileno
Clorosulfonado baseando-se nas características de processamento e
propriedades desejadas dos artefatos vulcanizados.
PLASTIFICANTES
Informações Preliminares:-
60
Os plastificantes são adicionados aos compostos de Polietileno Clorosulfonado
para melhorar sua plasticidade reduzindo a viscosidade Mooney de maneira a
facilitar o processamento e aumentar a flexibilidade dos artefatos finais. Sem o
uso de plastificantes os compostos contendo altos teores de carga, se
tornariam muito rígidos o que dificultaria sobremaneira o processamento,
ainda, a incorporação dos ingredientes de formulação seria inadequada,
prejudicando as propriedades elastoméricas dos produtos vulcanizados.
A escolha correta dos plastificantes para depende de fatores importantes
como:
- Compatibilidade do plastificante com o polímero e outros ingredientes de
composição;
- Processamento de mistura e conformação do artefato;
- Custo do composto e artefato final vulcanizado;
61
- Propriedades desejadas dos produtos finais.
Os plastificantes derivados de petróleo são os mais largamente usados em
compostos de Polietileno Clorosulfonado, tendo boa compatibilidade e baixo
custo.
Plastificantes ésteres também são muito usados, quando queremos produzir
artefatos de cores claras e que devam apresentar boa performance no
desempenho em baixas temperaturas.
Plastificantes clorados oferecem aos artefatos maior resistência a flamabilidade
e ao intemperismo.
Plastificantes poliméricos apresentam menor volatilidade em altas
temperaturas, assim sendo, são os mais recomendados para produção de
artefatos vulcanizados resistentes ao calor.
Plastificantes Derivados de Petróleo:-
62
Os óleos derivados de petróleo são largamente usados como plastificantes em
compostos de Polietileno Clorosulfonado por ter baixo custo, oferecer boas
características de processamento e propriedades elásticas interessantes aos
artefatos vulcanizados.
Óleos aromáticos são preferenciais, podendo ser adicionados em teores de até
55 phr aos compostos, pois, apresentam ótima compatibilidade com o
polímero.
Óleos altamente aromáticos também podem ser adicionados aos compostos,
em teores de até 75 phr, quando se necessita de maior efeito plastificante.
Nota: - Plastificantes aromáticos não devem ser usados em compostos para
artefatos de cores claras ou coloridos, pois, poderá ocorrer manchamento.
Também, em compostos curados por peróxidos deve-se evitar o emprego de
plastificantes aromáticos.
Os óleos Naftênicos apresentam compatibilidade limitada com o este tipo de
polímero, assim sendo, os teores máximos adicionados ao composto deverão
ser inferior a 15 phr.
63
Normalmente os óleos Naftênicos são usados em combinação com os
aromáticos, para diminuir o efeito de o composto aderir nos rolos do
misturador aberto e calandra. O uso de somente os óleos Parafínicos deverão
ser evitados devido a incompatibilidade com o Polímero.
Plastificantes Ésteres:-
Os plastificantes ésteres como o Dioctil Sebacato (D.O.S.), Dioctil Ftalato
(D.O.P), Trioctil Trimelitato ( T.O.T.M. ) ou Butil Oleato, apresentam
excelente compatibilidade de uso em compostos de Polietileno Clorosulfonado.
Esta categoria de plastificantes permite a elaboração de compostos para
produção de artigos vulcanizados com excelentes propriedades de resistência à
flexão em baixas temperaturas, bem como, pode ser usado em artefatos claros
e coloridos.
O plastificante TOTM ainda oferece aos artefatos vulcanizados maior
resistência ao calor.
64
Compostos vulcanizados contendo plastificantes ésteres apresentam resultados
inferiores das propriedades elétricas e custo mais elevado, se comparando com
os plastificantes derivados de petróleo.
Parafina Clorada:-
Um ótimo balanço entre processamento dos compostos e propriedades
mecânicas dos artefatos, pode ser conseguido com o emprego de parafinas
cloradas como plastificante.
Devido ao cloro contido neste tipo de plastificante podemos conseguir ótimos
resultados na resistência a flamabilidade dos artigos em CSM, vulcanizados.
A parafina clorada também proporciona aos artefatos vulcanizados incremento
na tensão de ruptura e melhora na resistência ao calor até temperatura de
aproximadamente 130 º C.
Parafina clorada também podem ser usadas como plastificante para compostos
de cores claras ou coloridos.
65
Plastificantes Poliméricos Ésteres:-
Os plastificantes poliésteres apresentam baixa volatilidade, portanto, são
muito resistentes ao calor.
Compostos de Polietileno Clorosulfonado contendo plastificantes poliésteres
oferecem artefatos vulcanizados que são mais indicados para trabalhar em
condições de temperaturas elevadas, dentro da faixa determinada pela norma
ASTM para esta família de elastômeros.
Embora a resistência ao calor, do artefato contendo plastificantes poliésteres
seja melhorada, as propriedades mecânicas como: resistência a abrasão,
rasgamento e elétricas, sofrerão um ligeiro decréscimo.
Também, o efeito de amaciamento dos artefatos vulcanizados, produzidos de
compostos contendo plastificantes poliméricos, é menor, se comparado com o
efeito causado por outros tipos de plastificantes.
66
Os plastificantes poliméricos ésteres normalmente empregados em compostos
de Polietileno Clorosulfonado são: Uniflex 300 (Plastificante poliéster de médio
peso molecular); e, plastificante TP-95, Di-( Butoxi-Etoxi-Etil-Adipato )
fornecido pela Morton International.
AUXILIARES DE PROCESSO PARA COMPOSTOS DE POLIETILENO
CLOROSULFONADO
Informações Preliminares:-
Auxiliares de processo são normalmente usados em compostos de Polietileno
Clorosulfonado para facilitar a incorporação dos ingredientes de formulação,
bem como, para minimizar o efeito produzido pelo composto de aderir aos
rolos ao misturador e calandra.
Diversos são os tipos de auxiliares de processo comumente usado nos
compostos, dependendo do principal efeito desejado no processamento,
podendo ser utilizado desde ácido esteárico até “tackificantes”.
67
Ceras:-
As ceras são provavelmente os auxiliares de processamento mais largamente
usados nos compostos de Polietileno Clorosulfonado, pois, são de fácil
solubilidade e dispersibilidade ajudando na incorporação dos demais
ingredientes de formulação e ainda oferece um excelente efeito como
desmoldante interno.
Podem ser consideradas como ceras auxiliares de processo as parafinas,
vaselinas, ceras de polietileno e as microcristalinas.
As parafinas e vaselinas são muito eficientes auxiliares de processo, porém, se
usado em excesso poderão causar “blooming”.
Ácido Esteárico e Estearatos:-
68
O ácido esteárico (estearina) e os estearatos também são usados como
auxiliares de processo e desmoldante interno em compostos de Hypalon,
porém, limitado a compostos que não contenham o litargírio.
O estearato de zinco deverá ser evitado em compostos de Polietileno
Clorosulfonado, porque, o zinco tende a formar o cloreto de zinco com
subseqüente dehidrohalogenação do polímero, prejudicando sua resistência ao
calor e intemperismo.
Cera de Polietileno de Baixo Peso Molecular e Polietileno Glicol:-
Ceras de polietileno de baixo peso molecular como o tipo AC – 617 – A ou tipo
AC – 1702 são normalmente empregadas como um eficiente auxiliar de
processo para compostos de Polietileno Clorosulfonado.
A cera AC – 617-A é comumente indicada quando, durante o processamento
de mistura do composto, a temperatura seja superior a 97 ºC, para que
ocorra o amolecimento e perfeita solubilidade na mistura.
69
Compostos que serão processados em misturador aberto onde, normalmente
a temperatura não atinge valores altos, torna-se mais recomendado o
emprego da cera tipo AC – 1702, adicionada logo no início do processamento
de mistura, assim que tenha ocorrido a mastigação e plastificação do polímero.
O polietileno glicol tipo AT-PEG 4000 também funciona perfeitamente bem
como auxiliar de processo para compostos de Polietileno Clorosulfonado,
misturados em temperaturas inferiores a 80 ºC.
O principal efeito destes auxiliares de processo está na dispersão dos
ingredientes de formulação. Durante a mistura, também são extremamente
eficazes como lubrificantes interno, melhorando a extrusão, calandragem e
desmoldagem de artigos injetados ou moldados.
EPDM – ( Semi Cristalino / Média Viscosidade ), e Polibutadieno de
Alto CIS 1,4.
Grades de EPDM de média viscosidade Mooney e Semi Cristalino são
essencialmente efetivo como auxiliar de processo para compostos de
Polietileno Clorosulfonado que contenham cargas minerais, melhorando o
“green strength”, facilitando o manuseio dos compostos no estado não
vulcanizado; como: lençóis calandrados, alimentação de injetoras, etc.
70
O Polibutadieno de alto CIS 1.4 atua com efeito similar ao do EPDM, no
composto de Polietileno Clorosulfonado, ainda, devido sua característica
amorfa, auxilia na desmoldagem dos artigos vulcanizados e diminui a adesão
do composto nos rolos do misturador e calandra.
Agentes Tackificantes:-
A produção de alguns tipos de artefatos fabricados em Polietileno
Clorosulfonado, como correias transportadoras, revestimento de tanques,
emendas de lençóis calandrados, revestimento de rolos, entre outros, são
basicamente preparados a partir de montagens de compostos cru ( não
vulcanizados ). Normalmente, a preparação destes artefatos se dá por
sobreposição de mantas ou lençóis calandrados, perfis extrusados, ou junção
de alguma forma, do compostos cru, o que exige alto “tack”.
Compostos base Polietileno Clorosulfonado, devido sua termoplasticidade,
quando em temperatura ambiente, não apresentam significantes propriedades
de “tack”, assim, a adição de ingredientes tackificantes torna-se
imprescindível, seja:
71
a) Preparação do composto. Uma significativa melhora do “tack” ocorre com
a adição ao composto de plastificante aromático, caulins e sílicas. O emprego
da Cumarona-Indeno tipo Cumar P-10 ou Rhenosin C-10 ( Rhein Chimie ), em
teores de até 15 PHR, funciona como eficiente tackificante.
b) Ótimos resultados do incremento do “tack”, também são conseguidos
aquecendo o composto de Polietileno Clorosulfonado à temperatura entre 50 a
60 ºC, no ato da sobreposição, junção ou união das partes elastoméricas.
c) É muito importante, antes da sobreposição das partes elastoméricas ( no
estado cru ), ativar o tack das superfícies de contato utilizando solventes do
tipo Ciclohexano. Este solvente proporciona excelente ativação do “tack”
superficial, oferecendo poucos riscos de formação de bolhas, sendo ainda de
baixa toxidade.
CARGAS PARA COMPOSTOS DE HYPALON:-
Compostos de Polietileno Clorosulfonado tipo goma-pura e vulcanizados,
apresentam excelentes propriedades técnicas como:- tensão de ruptura,
módulos, resistência a abrasão, rasgamento, etc., assim sendo, na elaboração
de compostos quando desejamos adicionar cargas, não é necessária a
72
indicação de cargas altamente reforçantes, para obter as qualidades desejadas
do artefato.
Muitas vezes, cargas são adicionadas aos compostos, mais por questões de
economia do que para buscar melhorias das propriedades técnicas dos
artefatos finais.
Cargas reforçantes como Negros de Fumo são comumente recomendadas para
compostos de cor preta, estas oferecem ótimas características mecânicas e
químicas, aos artefatos vulcanizados.
Negros de Fumo tipo N - 762, N - 660, N – 550 e N - 990, são os mais
indicados por fornecer ótimo balanço entre as propriedades desejadas do
artefato vulcanizado e facilidade de processamento.
Para compostos de cores claras, ou carregados com cargas minerais, a
indicação do tipo mais adequado de carga dependerá das propriedades
buscadas do artefato vulcanizado.
Comparando-se com os Negros de Fumo, as cargas minerais proporcionarão
aos artefatos de Polietileno Clorosulfonado vulcanizados, maior alongamento e
73
melhor resistência ao rasgo, porém, com módulos inferiores, bem como, a
tensão de ruptura, resistência a abrasão e a água.
Compostos carregados com pó de cortiça, também podem ser elaborados,
estes resultam em artefatos vulcanizados com boa resistência ao calor, óleos e
menor DPC. Juntas automotivas normalmente utiliza compostos de Polietileno
Clorosulfonado, contendo cortiça.
Outra especialidade são os compostos carregados com ferrita magnética.
Compostos assim elaborados são indicados para produção de artefatos como
vedações para câmaras frigoríficas, fitas magnéticas flexíveis, lâminas
aderentes a superfícies ferrosas, brindes,etc.
Polietileno Clorosulfonado, devido ao cloro contido em sua estrutura polimérica
é geralmente mais resistente a flamabilidade que outros polímeros
hidrocarbônicos convencionais. Esta resistência à flamabilidade poderá ainda
ser intensificada com a adição de certos tipos de cargas e aditivo halogêneos
como a alumina hidratada, hidróxido de magnésio, trióxido de antimônio e
decabromodifenilóxido, além de plastificantes base fosfitos e ou clorados.
74
PIGMENTOS CORANTES PARA COMPOSTOS DE HYPALON:-
Compostos de Polietileno Clorosulfonado para artefatos de cor preta, podem
usar o Negro de Fumo como pigmento.
Compostos de cor preta ainda oferecem maior versatilidade na escolha dos
ingredientes receptores de acidez, podendo usar o Litargírio Sublimado, os Sais
de Chumbo ou Óxido de Magnésio.
Para fabricação de artefatos claros ou coloridos, devemos partir de compostos
de cor branca onde o Dióxido de Titânio é o pigmento utilizado, pois, além de
realçar a cor branca com tonalidade fosca, ainda oferece ao artefato
vulcanizado muito boa resistência a raios ultra-violeta.
Para colorir o composto base branca, podem ser utilizados pigmentos
coloridos do tipo orgânico ou inorgânico, na tonalidade desejada.
PROCESSAMENTO DE COMPOSTOS DE POLIETILENO
CLOROSULFONADO:-
75
Informações Preliminares:-
Considera-se como processamento do Polietileno Clorosulfonado, em uma
fábrica transformadora de borracha, desde a chegada das matérias primas, na
planta produtora até a montagem e operação do produto final vulcanizado às
aplicações a que se destinam.
Grande volume dos polímeros de Polietileno Clorosulfonado é comercializado
para produção de artefatos sólidos, porém, alguns grades deste material são
destinados a preparação de soluções líquidas de base solvente.
A produção de compostos sólidos segue os métodos tradicionais, e são
processados em equipamentos convencionais de fábricas transformadoras de
borracha, guardando-se cuidados somente de algumas pequenas
particularidades típicas desta família de elatômeros.
O processamento de mistura pode ser pelo sistema convencional ou,
dependendo das características do composto, também, pelo sistema UPSIDE –
DOWN, de qualquer maneira, após a descarga do Banbury, a massada deverá
76
ser laminada, resfriada e descansada, antes de seguir para os processos
subseqüentes.
Os diversos meios de conformação para artefatos de borracha, como:
moldagem por compressão, extrusão, calandragem, injeção, etc., são
comumente usados para produzir peças em Polietileno Clorosulfonado que,
oferecem ótimos resultados.
Processamento de Mistura:-
A produção da mistura dos compostos em Polietileno Clorosulfonado pode ser
desenvolvida em Banbury ou em Misturador Aberto.
A mistura em Banbury é preferida devido a velocidade de produção, bem
como, pelos níveis de temperatura conseguido, pois, alguns ingredientes de
formulações exigem temperaturas mais elevadas para solubilização e
dispersão.
77
Misturadores abertos também produzem compostos com boa qualidade,
porém, exigem períodos bem mais longos de mistura e incorporação dos
ingredientes. Normalmente os misturadores abertos são usados para pequenas
produções de compostos.
Mistura em Banbury, método UPSIDE – DOWN
Uma eficiente condição de mistura do composto de Polietileno Clorosulfonado
em Banbury requer um cuidadoso dimensionamento do fator de enchimento.
Aconselha-se usar fator de enchimento entre 70 a 75 % do volume da câmara
do Banbury.
Excelentes características de mistura pelo método “UPSIDE-DOWN” são
conseguidas obedecendo as seguintes etapas:
1°- Alimentar o Banbury com as cargas e misturar por 15 segundos;
78
2º- Adicionar o receptor de acidez, auxiliares de processo e plastificantes;
misturar por mais de 20 segundos.
3º- Adicionar o polímero e misturar por mais 5 minutos.
4º- Descarregar a massada sobre um Misturador Aberto, homogeneizar,
laminar, resfriar e colocar para descansar (maturação) por um período mínimo
de 24 horas.
Nota: - A temperatura da massada no ato da descarga do Banbury deverá ser
inferior a 110 º C.
5º- Retornar o composto (descansado) ao Misturador Aberto, pré aquecê-lo,
em seguida adicionar o NBC ( se este for ingrediente da formulação ),
incorporando-o perfeitamente. Seguindo, adicionar os agentes de cura e
aceleradores, misturando-os e homogenizando-os ao composto
cuidadosamente durante aproximadamente 4 minutos.
6 º- Laminar em mantas e enviar para os processos subseqüentes.
79
Mistura em Banbury método Convencional:-
Calcular o fator de enchimento para 70 a 75 % do volume da câmara do
Banbury.
1º- Alimentar o Banbury com todo o polímero e proceder à mastigação
durante 2 minutos.
2º- Adicionar o receptor de acidez e auxiliares de processo, misturar por
aproximadamente 20 segundos.
3º- Adicionar as cargas plastificantes, misturar e incorporar por 4 minutos.
Obs.: As etapas 4, 5 e 6, são idênticas às do sistema anterior (UPSIDE
DOWN).
Mistura em Misturador Aberto:-
80
Compostos de Polietileno Clorosulfonado são facilmente processados em
Misturador Aberto. O aumento da temperatura dos rolos durante a mistura
promove ao composto maior plastificação, facilitando a incorporação dos
ingredientes. De qualquer maneira o sistema de arrefecimento deverá ser
mantido.
O volume da massada a ser processada no Misturador Aberto é um fator
importante a ser considerado, pois, se dimensionado incorretamente, para
mais ou para menos, poderá ocasionar deficiência de mistura, obtendo-se
artefatos finais vulcanizados com características inadequadas. Os fabricantes
de Misturadores Abertos fornecem tabelas que definem o volume da massada
em função do tamanho da máquina.
O tempo de mistura de um composto em Misturador Aberto demanda desde 25
minutos até 40 minutos, dependendo da quantidade de cargas e plastificantes
adicionados.
A ordem de adição dos ingredientes para mistura em Misturador Aberto segue
as etapas abaixo:
81
1º- Com a máquina ligada, refrigeração atuando e distância entre rolos de
aproximadamente 2 mm., adicionar o polímero e mastigar até formar uma
banda uniforme em torno do rolo do misturador;
2 º- Adicionar a Cera de Polietileno e incorpora-la ao polímero plastificado
até total dispersão.
3°- Adicionar as cargas reforçantes juntamente com as resinas amaciantes e
auxiliares de processo; misturar até total incorporação;
4 º- Adicionar o Óxido de Magnésio ( e ou Litargírio pré-disperso ); misturar
até total incorporação;
5°- Adicionar as cargas inertes juntamente com os plastificantes e o ácido
esteárico ou estearatos ( quanto tiver ); misturar até total incorporação;
6°- Laminar a massada em mantas, resfria-la, e colocar para descansar
durante mínimo 24 horas;
82
7°- Retornar a massada ao misturador aberto, aquece-la e adicionar os
agentes de cura, aceleradores, NBC ( quando tiver ); misturar até total
homogeneização;
8°- Cortar a massada em mantas ou fitas e enviar para os processos
subseqüentes de conformação e vulcanização.
Processamento de Extrusão:-
Compostos de Polietileno Clorosulfonado oferecem ótimas características de
conformação por extrusão, podendo ser processados com extrusoras longas,
alimentadas por fitas do composto a frio, ou extrusoras curtas, desde que
alimentadas a quente.
83
A extrusão do composto apresenta melhor performance se a calibração das
temperaturas da extrusora obedecerem as seguintes recomendações:
Zona da
máquina
Extrusora Curta
Aliment. Quente
Extrusora
Longa
Aliment. Frio
Rosca 30 º C 55 º C
Boca de
Alimentação
50 º C 50 º C
Câmara (canhão) 60 º C 60 º C
Cabeçote e Matriz 105 º C 107 º C
Assim como compostos de outros tipos de borracha, também para os de
Polietileno Clorosulfonado, os ingredientes, Negros de Fumo de alta estrutura
como o N - 550, auxiliares de processo, resinas amaciantes entre outros,
tipicamente usados em compostos para extrusão, devem ser observados.
84
Processamento de Calandragem:-
Compostos convencionais de Polietileno Clorosulfonado, normalmente são
calandrados em temperaturas um pouco mais elevadas que as utilizadas para
outros tipos de borracha.
Algumas vezes o processamento de calandragem em temperaturas inferiores
às recomendadas ajudam a diminuir possíveis formações de bolsões de ar no
composto, próximo ao “nip” dos rolos da calandra.
Processamento de calandragem em altas temperaturas produzem lençóis com
superfícies lisas e brilhantes, porém, poderá ocorrer adesão do lençol nos rolos
da calandra.
Ao alimentar a calandra, é recomendado que o composto esteja pré-aquecido
próximo à temperatura de calandragem ainda, a temperatura de pré
aquecimento deverá ser uniforme para evitar o enrugamento do calandrado.
85
Antes de calandrar compostos, muito macios, é imprescindível observar a total
isenção de ar ocluso, aconselha-se extrusar o composto antes de calandrar,
para evitar formação de bolhas; também, recomenda-se trabalhar com
velocidades mais reduzidas de calandragem.
Compostos muito macios torna-se interessante que o nível de plasticidade seja
aumentado, para melhor calandragem, assim, a adição ao composto de 5 a 10
phr de cumarona indeno sólida poderá ser de grande auxilio.
Os lençóis calandrados apresentam excelente aspecto superficial em
espessuras mínimas de até 1,0mm., espessuras inferiores não são
recomendadas.
Lençóis calandrados muito finos, após serem calandrados, aconselha-se que
sejam resfriados e suportados por tecido de forro para evitar rasgos ou
deformações indesejáveis, principalmente lençóis produzidos a partir de
compostos macios.
Normalmente, o Hypalon 45 é o tipo mais recomendado para produção de
compostos calandrados, seguido pelo Hypalon 40 S e Hypalon 40. Vale lembrar
que bons auxiliares de processo como: Estearina, Polietileno Glicol, Ceras de
86
Polietileno, Parafinas Cloradas, etc.... devem ser consideradas nas
formulações.
Abaixo mostramos sugestões da regulagem de temperatura dos rolos da
calandra.
a- Calandra de três rolos – lençóis espessos.
- rolo superior ..................................................................................132
a 143 ºC
- rolo intermediário...........................................................................132 a
143 ºC
- rolo inferior..................................................................................... 20
a 25 ºC
b- Calandra de três rolos – lençóis finos
- rolo superior ..................................................................................127
a 143 ºC
87
- rolo intermediário...........................................................................127 a
143 ºC
- rolo inferior.................................................................................... 104
a 116 ºC
Obs.: Neste caso o lençol deverá ser suportado por tecido de forro.
c- Calandra de quatro rolos – lençóis finos
- rolo superior ..................................................................................127
a 143 ºC
- primeiro rolo intermediário. ..........................................................127 a
143 ºC
- segundo rolo intermediário ..........................................................116 a
127 ºC
- rolo inferior................................................................................... 104
a 116 ºC
Obs.: Lençol suportado por tecido de forro.
88
Processamento de Moldagem por:- Compressão , Transferência e
Injeção:-
Compostos de Polietileno Clorosulfonado podem ser moldados e vulcanizados
pelos métodos convencionais usados pelas indústrias transformadoras de
borracha.
Moldados de superior qualidade visual e facilidade de desmoldagem são
produzidos em moldes com cavidades cromadas.
Eficiente desmoldante pode ser obtido pela combinação de 0,5 % de Vanfre
DFL com emulsão de Silicone tipo Dow Corning 36, perfeitamente solubilizado
em água.
Compostos de Polietileno Clorosulfonado, contendo Vanfre HYP e Cera de
Polietileno tipo AC – 1702 apresentam ótima fluidez no interior do molde,
excelente desmoldagem e baixa sujidade.
89
Para produção de peças moldadas por compressão, a indicação de compostos
de viscosidade mais elevada reduz problemas de bolhas, e se estes compostos
forem processados por transferência recomenda-se aquecer os pré-formados.
Compostos de Polietileno Clorosulfonado para artefatos injetados deverão
apresentar ótimo “green strength” o que evita o rompimento da fita que
alimenta a injetora.
Para evitar a adesão das superfícies da fita sobre ela própria, recomenda-se
aplicação de caulim em tais superfícies. Outros tipos de antiaderentes devem
ser evitados.
Bons resultados de injeção são conseguidos calibrando-se a injetora com as
seguintes temperaturas: câmara de injeção 80 a 85°C e molde 170 a 180 ºC,
(vulcanização). Evitar temperaturas de vulcanização acima de 190 ºC pois,
poderá comprometer a estrutura polimérica do material. O tempo de injeção
dependerá do volume do artefato e o tempo de vulcanização é definido pela
curva reométrica, caso a caso.
FORMULAÇÕES:-
90
A Tabelas n º 11 apresenta diversas sugestões de formulações com
referência para compostos de Polietileno Clorosulfonado e, a Tabela n° 12
mostra algumas propriedades e indicação para condições de uso dos
compostos vulcanizados.
91
TABELA N º 5 PROPRIEDADES COMPOSTOS DE HYPALON C/ N. DE
FUMO
Composto Hypalon (graus abaixo).................................................
100 PHR
Padrão Litargirio Subrimado Dispersão 90% ativo ................
27,8 PHR
Usado Negro de Fumo N – 762................................................
55 PHR
Plastificante
aromático................................................... 55 PHR
MBTS............................................................................ 0,5 PHR
Tetrone A
..................................................................... 2 PHR
92
TIPOS DE HYPALON
20 30 40S 40 408
5
HP
G
652
5
45 48
PROPRIEDADESDOCOMPOSTOCRU
VISCOSIDADE MOONEY – ML 1 + 4
@ 100 º C
25 29 38 42 68 78 32 40
Scorch Mooney MS @ 121 º
C
- Viscosidade minima
(unid.)
14 11 10 12 22 30 15 11
- TEMPO PARA AUMENTO DE 10 UNID.
NA VISCOSIDADE (MÍN.)
13 13 20 19 16 18 16 20
PROPRIEDADESCOMPOSTOSVULCANIZADOS
VULCANIZADOS 30 MIN. @ 153 º C
Propriedades Originais a 24
º C
- MÓDULO A 100 % (MPA) 4,8 13 5 5,2 6 4,7 6 10,2
- MÓDULO A 200 % (MPA) - -
13,
4
14
16,
2
12,
8
17,
1
20,6
- TENSÃO DE RUPTURA (MPA) 12 15,6
18,
1
20
21,
7
19,
8
20,
6
22,2
- ALONGAMENTO À RUPTURA (%) 180 140 270 310 290 320 275 210
- DUREZA (SHORE A) 67 89 66 67 67 65 80 77
Propriedade Envelhecimento
7 dias @ 121 º C
- Tensão de ruptura (Mpa)
13,
8
18,4
19,
1
19,
7
20,
3
21 23 21,4
- Alongam. à ruptura % 80 60 200 210 190 260 210 140
- Dureza Shore A 83 90 77 76 78 77 85 87
93
Propriedades Originais à
100 º C
- Tensão de ruptura (Mpa) 3,4 4,2 9 10
10,
5
9,3 7,8 9,6
- Alongamento à Rup. (%) 70 130 170 190 190 200 190 150
Rasgamento C.P. tipo C
(KN/m)
21 34 35
31,
5
35 38 31 25
Resiliência Yerzley (%) 65
Muit
o
Baix
a
60 55 65 72 60
Muit
o
Baix
a
Temperatura de transição
Vítrea º C
-50 -30 -55 -56 -55 -56 -65 -14
Incham. Água 7 dias a 70 º
C (%)
1 2 3 3 3 2 4 2
Incham. Óleo ASTM 3 – 70
H @ 121 º C (%)
83 13 44 44 36 80 83 13
Deformação Permanente à
Compressão 22 horas @ 70
º C
Método B (%)
34 50 13 12 9 11 15 28
TABELA N º 6 –PROP.COMPOSTOS DE HYPALON COM CARGAS
MINERAIS
Composto Hypalon (graus abaixo)................................................. 100 PHR
Padrão Óxido Magnésio ativo ................................................. 4 PHR
Usado Caulim Duro.................................................................. 80 PHR
Plastificante aromático................................................... 30 PHR
Pentaeritritol (200 mesh)................................................ 3 PHR
Tetrone A ...................................................................... 2 PHR
94
TIPOS DE HYPALON
20 30 40S 40 408
5
HPG
6525
45 48
PROPRIEDADESDO
COMPOSTOCRU
VISCOSIDADE MOONEY – ML 1 + 4
@ 100 º C
16 15 40 44 73 83 26 37
Scorch Mooney MS @ 121 º C
- Viscosidade minima (unid.)
5 5 14 16 26 30 10 8
- TEMPO PARA AUMENTO DE 10
UNID. NA VISCOS. (MIN.)
38 35 29 24 23 26 46 48
PROPRIEDADESCOMPOSTOSVULCANIZADOS
VULCANIZADOS 30 MIN. @ 153 º C
Propriedades Originais a 24 º C
- MÓDULO A 100 % (MPA) 5,6 12,4 5,5 6 6 5,3 5 6,2
- MÓDULO A 200 % (MPA) 8,4 - 7,8 8,4 9 7,9 7,4 11,8
- TENSÃO DE RUPTURA (MPA) 9,4 14 18,6 19 20,7 20 18,8 16,8
- ALONGAMENTO À RUPTURA (%) 260 140 550 550 520 530 540 470
- DUREZA (SHORE A) 63 82 63 67 69 70 81 72
Propriedade Envelhecimento 7
dias @ 121 º C
- Tensão de ruptura (Mpa) 15,8 21,8 16,2 17 17,9 15,4 15,2 18,6
- Alongam. à ruptura % 120 80 200 210 205 270 250 180
- Dureza Shore A 74 91 76 78 78 78 84 80
Propriedades Originais à 100 º C
- Tensão de ruptura (Mpa) 3,8 3 2,8 3,1 3,7 4 3 4,4
- Alongamento à Rup. (%) 150 90 210 220 215 215 270 280
Rasgamento C.P. tipo C (KN/m) 31 26 55 57 59 57 50 42
Índice de Abrasão NBS 70 52 108 146 203 247 70 73
Resiliência Yerzley (%) 67
Muito
baixa
55 58 65 75 60
Muito
baixa
Temperatura de transição Vítrea
º C
-37 -30 -35 -34 -34 -37 -32 -14
95
Incham. Óleo ASTM 1 – 70 H. a
121o
. C.
-4 12 -11 -12 -13 10 16 -12
Incham. Óleo ASTM 3 – 70 H
121 º C (%)
92 13 52 45 38 103 135 13
Incham. Água 7 dias a 70 º C. 71 52 78 74 67 47 60 56
Deformação Permanente à
Compressão 22 horas @ 70 º C
(%)
Corpo-de-prova vulcanizado por
35 min. A 153o
. C
60 69 59 59 54 47 46 65
96
TABELA N º 10
SUGESTÕES PARA SISTEMAS DE CURA DOS COMPOSTOS DE HYPALON
Características
ou
Propriedades
desejadas
Indicado para
Ingredientes de Cura Quantidade em PHR
Coloridos Pretos
Artefatos
de
Uso Geral
Sim Sim Òx. Magnésio / PER/TMTD/Enxofre 4 / 3 / 2 / 1
Sim Sim Óxi. Magnésio / PER / TETRON A 4 / 3 / 2
Não Sim Litargírio / Enxofre / TMTD ou TETD 25 / 1 / 2
Não Sim Litargírio / Tetrone A / MBTS 25 / 2 / 0,5
Máxima
Estabilidade de
cor
Sim Sim Óxido Magnésio / Enxofre 20 / 1
Sim Sim Óx. Magnésio / Tetrone A 20 / 2
Sim Sim Óx. Magnésio / Varox DBPH – 50 / TAC 10 / 6 / 4
Ótima
resistência à
Água e a
produtos
químicos
Não Sim Litargírio / Enxofre / TMTD ou TED 25 / 1 / 2
Não Sim Litargírio / Tetrone A / MBTS 25 / 2 / 0,5
Sim Sim Tribásico Maleato de Chumbo / PER / MBT 40 / 3 / 1,5
Sim Sim Dibásico Ftalato de Chumbo / Varox DBPH – 50 /
TAC
40 / 6 /4
97
Sim Sim Óx. Magnésio / Resina Epoxy / Tetrone A 3 / 4 / 2
Sim Sim Resina Epoxy / Tetrone A / MBTS / DOTG 15 / 1,5 / 0,5 / 0,25
Alta resistência
ao calor
Não Sim Litargírio / Óx. Magnésio / TMTD / Enxofre / NBC 20 / 10 / 2 / 1 / 3
Não Sim Litargírio / Óx. Magnésio / Tetrone A / MBTS /
NBC
20 / 10 / 2 / 0,5 / 3
Não Sim Litargírio / Óx. Magnésio / Tetrone A / MBTS /
HVA-2 / NBC
20 / 10 / 0,75 / 0,5 /
1 / 3
Baixa
Deformação
permanente à
compressão
Sim Sim Óx. Magnésio / Varox DBPH – 50 / TAC 10 / 6 / 4
Sim Sim Dibásico Ftalato de chumbo / Varox DBPH – 50 /
TAC
40 / 6 / 4
Não Sim Hidrox. Cálcio / HVA – 2 / Ionac GFI – 710 4 / 3 / 2
Sim Sim Óx. Magnésio / PER / Tetrone A / HVA – 2 4 / 3 / 2 / 1
Sim Sim Óx. Magnésio / Varos DBPH – 50 / TAC 10 / 6 / 4
Não Sim Hidrox. Cálcio / HVA – 2 / Ionac GFI – 710 4 / 3 / 2
Não Sim Litargírio / HVA – 2 / Sulfasan R 25 / 2 / 3
Não Sim Predispersão HC – 11 30
TABELA N º 11
FORMULAÇÕES DE REFERÊNCIA
MATÉRIAS PRIMAS
F1
PHR
F2
PHR
F3
PHR
F4
PHR
F5
PHR
F6
PHR
F7
PHR
F8
PHR
F9
PHR
F10
PHR
Hypalon 40 100 100 100 100 0 0 0 100 100 100
Hypalon 4085 0 0 0 0 100 100 100 0 0 0
Óxido Magnésio Ativo 4 0 10 4 5 4 4 4 10 10
Pentaeritritol (200 mesh) 3 0 0 3 3 3 3 3 0 0
Litargírio Sublimado 0 25 20 0 11 0 0 0 0 0
Vanox NBC 0 0 3 3 3 3 2 0 0 0
Dióxido de Titânio 0 0 0 0 0 0 0 35 35 0
Óxido de Cálcio 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0
Negro de Fumo N - 990 0 0 0 0 40 40 0 0 0 0
Negro de Fumo N – 762 40 3 40 50 40 40 50 0 0 3
Talco Industrial 0 0 0 0 0 0 0 0 0 80
Caulim SAC 200 Z 0 80 0 0 0 0 50 50 50 0
Parafina clorada 40% 0 3 0 30 3 3 33 0 0 20
Cera de Poliet. AC-1702 0 0 0 0 3 3 3 0 0 0
Plast.Polim. Uniflex 330 0 0 0 0 30 15 0 0 0 0
Óleo de Soja Epoxidado 0 0 0 0 0 15 0 0 0 0
Plastif. Aromático 0 15 0 0 0 0 0 0 0 0
Enxofre 1 0 0 2 0 0 0 1 0 0
TMTD (ou TETD) 2 0 0 0 0 0 0 2 0 0
Tetrone A 0 2 0,75 0 1 1 1 0 0 0
www.cenne.com.br Página 99
MBTS 0 0,5 0,5 0,5 1 1 1 0 0 0
HVA – 2 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0
VAROX DBPH – 50 0 0 0 0 0 0 0 0 6 6
TAC (70%) 0 0 0 0 0 0 0 0 4 3,75
TABELA N º 12
ALGUMAS PROPRIEDADES DOS COMP. DAS FORMULAÇÕES DA TABELA N
º 11
Cód.
da
Form.
Vulcanização
Dure
za
( 5)
SH-A
Tens
ão
de
Rup.
Mpa
Along
.
à
Rupt.
%
D.P.C
.
22 Ha
70 º
C %
APLICAÇÃOTempo
Min.
Temper
º C.
F1 30 153 75 25,6 230 31 Uso Geral
F2 15 160 70 14,8 520 41 Segurança no Processamento
F3 30 153 67 20,0 240 20 Resist. à água e ao calor
F4 10 160 60 17,2 340 - Uso geral
F5 6 160 70 14 230 35 Reistência ao Calor
F6 13 160 65 17 260 - Resistência ao Calor
F7 15 160 70 15,4 320 22 Sem Chumbo Resist. a Água
F8 30 153 77 17,6 440 40 Artigos de Cores Claras
F9 30 153 70 14 360 18 Peças Claras Baixo DPC
F10 20 160 63 7,00 430 27 Baixa D.P.C
Formulação de Referencia para Tintas Base Polietileno Clorosulfonado
Etapa N°1:- Composto “A”
www.cenne.com.br Página 100
Matérias Primas phr
Hypalon 30 ( ou Hypalon 20 ) ------------------------------------ 100
Litargírio Sublimado -------------------------------------------------- 15
Resina Ester de Breu ------------------------------------------------- 3
Sílica Precipitada ------------------------------------------------------ 10
Dióxido de Titânio ----------------------------------------------------- 8
Pigmento Corante ------------------------------------------------------ 2
------
138
Misturar estes ingredientes perfeitamente em Misturador Aberto.
Etapa N°- 2:- Composto “B”
Composto ―A‖ ---------------------------------------------------------- 138
Solvente MEK ---------------------------------------------------------- 80
Solvente Tolueno ---------------------------------------------------- 160
Solvente Xilol ---------------------------------------------------------- 160
----------
538
Misturar perfeitamente os ingredientes Etapa N°- 2, produzindo o Composto ―B‖.
Este processo de mistura deverá ser feito em Misturador de Hélices ( Diluidor ),e
durante aproximadamente 20 horas.
Etapa N°- 3:- Composto “C”
Etileno Tiurea N.A – 22 ------------------------------------------------ 1
DOTG ----------------------------------------------------------------------- 2
www.cenne.com.br Página 101
Solvente Tolueno -------------------------------------------------------- 10
--------
13
Misturar estes ingredientes, Composto ―C‖, perfeitamente em Misturador de Hélices
durante aproximadamente 5 horas até total dissolução.
Etapa N°- 4:- Procedimento de Preparação da Tinta
Composto ―B‖ ----------------------------------------------------------- 538
Composto ―C‖ ------------------------------------------------------------ 13
---------
Total 551
Misturar o Composto ―B‖ com o Composto ―C‖ em Misturador de Hélices durante
aproximadamente 40 minutos.
Após esta Etapa N°-4, a tinta estará pronta para aplicação, por pincel, rolo, ou
pistola ( neste caso ajustar a viscosidade através de solventes ).
É muito importante que o substrato onde será aplicada a tinta esteja perfeitamente
limpo e desengraxado.
Depois de aplicada a tinta sobre a superfície do substrato, o conjunto deverá ser
colocado em estufa com circulação de ar e à temperatura de 130° C, durante
aproximadamente 40 minutos para que ocorra a cura da tinta.
Conclusão:-
www.cenne.com.br Página 102
Acreditamos que com as informações contidas neste texto seja possível o
esclarecimento de diversas dúvidas que normalmente ocorrem na oportunidade de
indicação desta família de polímero para produção de artefatos técnicos em
borracha de alta performance. Lembramos diante – mão que as poucas linhas
acima descritas e as informações nelas contidas, estão muito longe de esgotar o
assunto, mesmo porque, trata-se quase de uma ciência em constante evolução, em
que a cada dia encontramos histórias de casos com singular sucesso. Nosso
principal objetivo, na realidade é somente de compartilhar estas informações com
nossos colegas tecnologistas interessados.
Bibliografia:-
- R.R. Warner, Rubber Age 1952,
- R.E. Brooks, D.E.Strain, and A.. McAlevy, India Rubber World 1953,
- M.A. Smmok, I.D.Roche, W.B. Clark, and O.G.Youngquist, India Rubber World 1953
- A.Nersasian and D.E. Anderson, J.Appl. Poly. Sci 4, 74 ( 1960 ).
- W.F.Busse and M.A.Smmok, India Rubber World 1953,
- Basic Compounding of Hypalon, Selecting a Filler, By I.C.. DuPuis, DuPont Elastomers,
- Hypalon for Weather Resistance, by I.C.. Dupuis and D.W. Cumberland, DuPont 1987
- Crosslinking Chlorosulfonated Polyethylenes, by J.T.Maynard and P.R.Johnson, Rubber Chimistry and Techinoloy, Oct.- Nov.
1963,
- Types, Properties and Uses of Hypalon, Techinical Information, DuPont Elastomers,
- Selecting a Curing Sistem for Hypalon, Techinical Information, Dupont Elastomers 1997,
- Peroxide Cure Systems for Hypalon, Techinical Informtion, DuPont Elastomers, 1997,
www.cenne.com.br Página 103
- Selecting a Plasticizer and Processing Aid, Techinical Information HP 340-1 DuPont. 1997,
- Processing Hypalon, Techinical Information HP – 400.1 ( R2 ) DuPont Elastomers 1997,
- Fluid Resistance of Liners and Covers Based on Hypalon Tech. Inf. DuPont 1996,
- Film Calandred of Hypalon, Techincal Information, DuPont Elastomers 1997,
- Protective and Decorative Coatings with Hypalon, by R.S.Jenkins, DuPont Elastomers 1986.

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Borracha de polietileno cloro sulfonado - Hypalon

  • 1. Borracha de Polietileno Cloro sulfonado HYPALON Valdemir José Garbim
  • 2. 1 ÍNDICE DOS ASSUNTOS - Histórico, - Descrição Geral, - Polietileno Clorosulfonado ― Hypalon‖ – Tipos Propriedades e Uso, - Informações Gerais, - Gráfico A , ( conforme ASTM D 2000 ), - Figura 1 – Forma Simplificada da Estrutura do Polietileno Clorosulfonado, - Tabela 1 – Hypalon – Grades, Características e Propriedades Gerais, - Tabela 2 – Hypalon – Ingredientes de Composição e suas Caract. Funcionais, - Características Gerais e Uso do Hypalon, - Polietileno Clorosulfonado – Usos Comuns em Artigos Vulcanizados e Não Vulc., - Tabela 3 – Resistência Química do Hypalon, - Seleção do Grade de Poliet. Clorosulfonado Mais Indicado Segundo a Aplicação, - Figura 2 – Guia Prático para Seleção do Grade de Hypalon, - Informações Intrínsecas dos Grades de Hypalon para Uso Geral, - Grades Específicos para Preparação de Solução Base Solventes, - Informações Complementares Relevantes, - Tabela 4 – Propriedades de Compostos Tipo Goma Pura de Hypalon, - Tabela 7 – Resistência a Fluidos dos Grades Hypalon 48 e Hypalon 4085, - Compostos com Polietileno Clorosulfonado, Considerações Importantes, - Informações Gerais Conceituais, - Receptores de Acidez, - Tabela 8 – Ingredientes Receptores de Acidez, - Óxido de Magnésio Ativo, - Óxido de Chumbo – Litargírio Sublimado, - Combinação de Óxido de Magnésio Ativo com Litargírio Sublimado; - Resinas Epoxy ou Ingredientes Epoxidados, - Bases Orgânicas de Chumbo, - Hidróxido de Cálcio, - Sistemas de Cura e Agentes de Vulcaniz. para Compostos de Poliet. Clorosulfonado, - Informações Gerais Preliminares, - Cura por Enxofre e Doadores de Enxofre, - Tabela 9 – Sistemas de Cura e Ingredientes de Vulcanização para Hypalon, - Cura por Peróxidos,
  • 3. 2 - Tipos de Peróxidos, - Coagentes para Peróxidos, - Compostos de Polietileno Clorosulfonado Curados por Peróxidos, - Considerações Especiais de Compostos Curados por Peróxidos, - Cura do Polietileno Clorosulfonado com Meleimidas e seus Ativadores, - Outros Sistemas de Cura para compostos de Polietileno Clorosulfonado, - Plastificantes, - Considerações Gerais, - Plastificantes Derivados de Petróleo, - Plastificantes Ésteres, - Parafina Clorada, - Plastificantes Poliméricos Ésteres, - Auxiliares de Processamento para Compostos de Polietileno Clorosulfonado, - Informações Preliminares, - Ceras, - Ácido Esteárico e Estearatos, - Ceras de Polietileno de Baixo Peso Molecular e Polietileno Glicol, - EPDM ( Semi Cristalino / Média Viscosidade ) e Polibutadieno de Alto Cis 1,4 - Agentes Tackificantes, - Cargas para Compostos de Hypalon, - Pigmentos Corantes para Compostos de Hypalon, - Processamento de Compostos de Polietileno Clorosulfonado, - Informações Preliminares, - Processamento de Mistura, - Processamento em Banbury, método UPSIDE DOWN, - Processamento e Banbury, método Convencional, - Mistura em Misturador Aberto, - Processamento de Extrusão, - Processamento de Calandragem, - Processamento de Moldagem – Compressão, Tranferência e Injeção, - Formulações, - Tabela 5 – Propriedades de Compostos de Hypalon com Negro de Fumo, - Tabela 6 – Propriedades de Compostos de Hypalon com Cargas Minerais, - Tabela 10 – Sugestões para Sistemas de Cura dos Compostos de Hypalon, - Tabela 11 – Formulações de Referencia,
  • 4. 3 - Tabela 12 – Algumas Propriedades dos Comp. com as Formulações Tab.11, - Formulação de Referencia para Tintas Base Polietileno Clorosulfonado, - Conclusão, - Bibliografia
  • 5. 4 HISTÓRICO O desenvolvimento do Polietileno Clorosulfonado ―HYPALON‖ ( Produto e Marca Registrada DuPont ), foi o resultado de um programa de pesquisas tecnológicas da E. I. du Pont de Nemours & Company, Polymer Products Departament que teve origem no final da Segunda Grande Guerra Mundial sob solicitação do governo dos U.S.A na busca de um novo polímero elastomérico com características singulares de alta resistência química e a elevadas temperaturas de uso, das peças. As pesquisas direcionavam-se em conseguir um produto elastomérico a partir do Polietileno devido às já conhecidas propriedades da resistência química e dielétricas deste material e também, pelo seu baixo custo. Como resultados iniciais dos trabalhos de pesquisas descobriu-se um produto com características borrachosas obtido pela cloração do Polietileno em solução aquosa, porém, a vulcanização somente poderia ser por meio de peróxidos orgânicos que naquela época era pouco conhecido pelas indústrias transformadoras de borracha e os custos deste sistema de cura inviabilizavam a produção. A este produto Polietileno Clorado foi dado o nome de CPE, ( Chlorinated Poyiethylene Elastomer ). Para adequar os sistemas de cura aos conhecidos e melhor dominado, na época, os pesquisadores da DuPont sugeriram uma modificação dos processos de cloração em solução permitindo que ocorresse a cloração e simultaneamente a clorosulfonação do Polietileno originando daí o Polietileno Clorosulfonado, tendo este características técnicas e elastoméricas similares ao CPE, mas, agora, permitindo que a cura ( vulcanização ) ocorresse por ingredientes contendo enxofre. Os dois produtos seja, o Polietileno Clorado e o Polietileno Clorosulfonado começaram a ser comercializados em 1951 com os nomes Hypalon S – 1 e Hypalon S – 2, respectivamente. O Hypalon S- 1 foi logo substituído pelo Hypalon S – 2 , com alguns ajustes de viscosidade e, em seguida foi renomeado para Hypalon 20 que continua sendo comercializado até os dias de hoje. Este, então foi o precursor de todos os outros grades de Polietileno Clorosulfonado disponíveis e comercializados atualmente.
  • 6. 5 DESCRIÇÃO GERAL O Hypalon, Polietileno Clorosulfonado é produzido em plantas localizadas em Beaumont, Texas, e Maydown, Irlanda do Norte. O processo de manufatura envolve um sistema simultâneo de cloração e clorosulfonação do Polietileno, em solução. Hypalon, como um Polietileno Clorosulfonado é codificado como CSM, de acordo com as Normas ASTM D 1418. As características elastoméricas do Polietileno Clorosulfonado é devida à flexibilidade natural das cadeias poliméricas do polietileno combinada com a introdução de átomos de cloro ao longo de sua espinha dorsal, isso proporciona suficiente irregularidade molecular o que previne a cristalização no estado relaxado de tensões internas. A cristalização das cadeias estruturais do polietileno podem também ser eliminadas por um outro método, seja, através da copolimerização do Etileno com o Propileno, este processo é utilizado para produzir o EPDM. Os átomos de cloro combinados na cadeia estrutural do Polietileno Clorosulfonado oferecem, além das características borrachosas ao material, ainda melhoram suas propriedades de resistência a óleos e a flamabilidade. São os grupos sulfonil – clorados que proporcionam as possibilidades de crosslink durante a vulcanização por meio de enxofre ou ingredientes contendo enxofre. POLIETILENO CLOROSULFONADO “HYPALON” – TIPOS, PROPRIEDADES E USOS Informações Gerais:-
  • 7. 6 Como já informado, Hypalon é a marca registrada de uma família de elastômeros sintéticos à base de Polietileno Clorosulfonado, ”CSM” produzidos pela Du Pont Elastomers. Os elastômeros de Polietileno Clorosulfonado, ―CSM‖ são indicados para produção de artefatos vulcanizados com excelentes características de resistência à deteriorização por ozônio, oxigênio, água, calor, óleos e ampla gama de produtos químicos. Elastômeros de Polietileno Clorosulfonado, ―CSM‖ possibilitam a fabricação de artigos vulcanizados coloridos com excepcional resistência à descoloração, o que torna este produto insuperável na estabilidade de cor. Compostos com Polietileno Clorosulfonado, adequadamente formulados oferecem também, ótimas propriedades mecânicas apresentando altos módulos e tensão de ruptura, ótima resistência a abrasão, baixa deformação permanente à compressão, etc.... Conforme classificação ASTM-D-2000, o Hypalon está definido na categoria ―CE‖ ( ver Gráfico A ) apresentando resistência no calor superior a 140ºC e resistência ao inchamento em óleo ASTM n º 3, inferior a 80%. A Du Pont Elastomers produz e coloca à disposição de seus clientes diversos grades de Polietileno Clorosulfonado ―Hypalon‖, para atender uma ampla gama de requisitos e aplicações de artefatos vulcanizados, bem como, aplicações de compostos não- vulcanizados.
  • 8. 7 Gráfico A A FIG. 1, apresenta de forma simplificada, o esquema da cadeia polimérica do Polietileno Clorosulfonado, e a Tabela 1, fornece uma descrição geral das características e propriedades de cada grade ( de Hypalon ). Todos os grades podem ser processados pelos meios convencionais empregados pelas industrias transformadoras de elastômeros sólidos, ainda, alguns grades, também podem ser empregados em forma de soluções sob diluição em solventes, para uso em impregnação ou revestimento de tecidos, tintas decorativas ou de impermeabilização, películas de revestimentos interno ou externo de tanques e reservatórios, membranas, etc.
  • 9. 8  CH2  CH  CH2  CH2  CH2  CH  CH2 — | | Cl SO2Cl Fig. 1 FORMA SIMPLIFICADA DA ESTRUTURA POLIMÉRICA DO POLIETILENO CLOROSULFONADO A escolha e seleção do tipo ( grade ) correto de Hypalon, bem como, dos demais ingredientes de composição são de suma importância para o perfeito desempenho do artefato vulcanizado, ou não-vulcanizado. Também, as condições de processamento do composto e conformação do artefato são características de significativa importância na seleção do tipo deste polímero. TABELA N º 1 “ HYPALON” – Grades, Caract. e Propriedades Gerais
  • 10. 9 Tipos Descrição 20 30 45 HPG 6525 Teor de Cloro 29 43 24 27 Teor de Enxofre 1,4 1,1 1,0 1,0 Forma Física do Material Chips Chips Chips Chips Cor Branco Branco Branco Branco Cheiro Não tem Não tem Não tem Não tem V. Mooney ML – 1 + 4 @ 100 C 28 30 37 90 Estabilidade de Estocagem Excelente Excelente Excelente Excelente Peso Específico 1,12 1,27 1,07 1,10 CARACTERÍSTICAS DISTINTAS ENTRE OS GRADES
  • 11. 10 Dissolve-se rapidamente em solventes comuns. Boa flexibilidade em baixas temperaturas Dissolve-se rapidamente em solventes comuns. Produz filmes duros e brilhantes. Alta resistência à tração no estado cru. Boa resistência ao calor . Boa resistência à baixa temperatura. Polímero de Alta viscosidade . Boa resistência à baixa temperatur a. Boa Resistência ao Calor. Ótimo processam ento de extrusão CARACTERÍSTICAS DE PROCESSAMENTO Extrusão Regular Regular Boa Excelente Moldagem Boa Regular Excelente Excelente Calandragem Regular Regular Excelente Boa PROPRIEDADES DOS ARTEFATOS VULCANIZADOS Dureza Shore-A 45 a 95 60 a 95 65 a 98 40 a 95 Tensão de ruptura c/negro de fumo Acima de 20 MPa Acima de 24 MPa Acima de 27 MPa > 27 MPa
  • 12. 11 Tesão de ruptura s/negro de fumo Acima de 8 MPa Acima de 17 MPa Acima de 27 MPa > 27 MPa Estabilidade de cor Excelente Excelente Excelente Excelente Resistência a Baixa Temperat. Boa Pobre Excelente Excelente Resistência ao Rasgamento Pobre Pobre Boa Boa Resistência à Abrasão Muito boa Muito boa Excelente Excelente Resistência Química Boa Excelente Boa Muito boa Def.Perman.Compressão Pobre Pobre Boa Muito boa Resist. à queima Pobre Muito boa Pobre Pobre Resist. ao calor Muito boa Boa Muito boa Muito boa Resist. ao Ozônio Excelente Excelente Excelente Excelente Resist. Óleos de Petróleo Regular Excelente Pobre Pobre Resist. ao Intemperismo Excelente Excelente Excelente Excelente TABELA N º 1 - Continuação
  • 13. 12 Tipos Descrição 40 S 40 4085 48 Teor de Cloro 35 35 36 43 Teor de Enxofre 1,0 1,0 1,0 1,0 Forma Física do Material Chips Chips Chips Chips Cor Branco Branco Branco Branco Cheiro Não tem Não tem Não tem Não tem V. Mooney ML – 1 + 4 @ 100 C 46 56 94 78 Estabilidade de Estocagem Excelente Excelente Excelente Excelente Peso Específico 1,18 1,18 1,19 1,27 CARACTERÍSTICAS DISTINTAS ENTRE OS GRADES
  • 14. 13 Polímero de baixa viscosidade melhor processabilida de de compostos secos. Polímero de média viscosidade. Polímero versátil apropriado para muitas aplicações Polímero de alta viscosidade. Boa resistência à tração no estado cru. Melhor processabilidad e para artigos macios com muito plastificantes Polímero de Alta viscosidade . Excelente resistência à óleos e fluídos. Ótima resistência à tração no estado cru. CARACTERÍSTICAS DE PROCESSAMENTO Extrusão Excelente Excelente Excelente Boa Moldagem Excelente Excelente Excelente Boa Calandragem Excelente Excelente Excelente Boa PROPRIEDADES DOS ARTEFATOS VULCANIZADOS Dureza Shore-A 40 a 95 40 a 95 40 a 95 60 a 95 Tensão de ruptura c/negro de fumo > 27 MPa >27 MPa > 27 MPa > 27 Mpa Tensão de ruptura s/negro de fumo > 27 MPa >27 MPa > 27 MPa > 24 Mpa
  • 15. 14 Estabilidade de cor Excelente Excelente Excelente Excelente Resistência a Baixa Temperat. Boa Boa Boa Pobre Resistência ao Rasgamento Boa Boa Boa Boa Resistência à Abrasão Excelente Excelente Excelente Excelente Resistência Química Excelente Excelente Excelente Excelente Def.Perman.Compressão Boa Boa Boa Regular Resist. à queima Boa Boa Boa Muito boa Resist. ao calor Muito boa Muito boa Muito boa Boa Resist. ao Ozônio Excelente Excelente Excelente Excelente Resist. Óleos de Petróleo Boa Boa Boa Excelente Resist. ao Intemperismo Excelente Excelente Excelente Excelente Na “Tabela 2” são mostrados os principais ingredientes de composição e, no texto são discorridas as principais influências ou interações funcionais no composto. TABELA N º 2 HYPALON – Ingred. de Composição. e Caract, Funcionais
  • 16. 15 Características funcionais Ingredientes normalmente recomendados Receptores de Acidez Litargírio Sublimado (óxido de chumbo) Óxido de Magnésio de Alta Atividade Resina Epóxi ou Óleos Epoxidados Hidróxido de Cálcio Corantes Negro de Fumo Dióxido de Titâneo Pigmentos Orgânicos e Inorgânicos Cargas Negro de Fumo Cargas Minerais Cortiça Cargas Magnéticas Inibição de Flamabilidade Trióxido de Antimônio Alumina Hidratada Hidrocarbonetos Halogenados
  • 17. 16 Plastificantes Minerais e Sintéticos Óleos de Petróleo Aromáticos Naftênicos Esteres Parafinas Cloradas Poliméricos Poliésteres Auxiliares de Processo Ceras Microcristalinas Estearina Polietileno de Baixo Peso Melecular AC- 617 – A Polietileno Glicol AT – PEG 4000 Ceras Vegetais EPDM e Polibutadieno CIS 1.4 Agentes de Tack
  • 18. 17 SISTEMA DE CURA SISTEMA SULFUROSO TMTD ou TETD Enxofre Tetrone A MBTS NBC (Dibutil – Ditiocarbamato de Níquel) DOTG Sulfasan R SISTEMA NÃO SULFUROSO Peróxido mais coagente HVA-2 mais coagente Pentaeritritol Para algumas aplicações agentes de cura não são usados. CARACTERÍSTICAS GERAIS E USO DO HYPALON Como pudemos observar na “Fig.1”, o polímero de Polietileno Clorosulfonado apresenta cadeias estruturais totalmente saturadas, porém, contendo alguns grupos cloro-sulfonil ativos que permite a vulcanização por diversos sistemas
  • 19. 18 de cura, como os sulfurosos, e por resinas reativas, ou peroxidicas, que ocorre principalmente na parte etilênica, da cadeia. Estas características estruturais e de cura, do Polietileno Clorosulfonado, fornece aos artefatos vulcanizados uma excelente resistência aos mais agressivos ambientes e condições de trabalho, bem como, a vários produtos químicos, como os mostrados na ―Tabela 3‖. Comumente, os artefatos de Hypalon vulcanizados são especificados e indicados para aplicações onde geralmente exige condições como: - Resistência ao calor de até 150 ºC; - Resistência a uma larga gama de produtos químicos (Tabela 3 ). - Boa resistência a óleos e solventes. - Ótimo isolamento elétrico à tensão de até 600 volts. - Excelente resistência a flamabilidade. - Excelentes propriedades mecânicas em larga faixa de temperaturas. POLIETILENO CLOROSULFONADO:- Usos Comuns em Artigos Vulcanizados e Não - Vulcanizados. Compostos de Hypalon são comumente indicados para produção de mantas calandradas, friccionadas ou espalmadas sobre tecidos, empregados em sistemas de impermeabilização de canais hidrográficos, lajes, muros, paredes, telhados, etc.... Alguns destes produtos normalmente requerem cores claras para refletir o calor e oferecer boa resistência ao intemperismo, como U.V., ozônio, oxigênio, luz solar, chuva, etc. Os lençóis calandrados, suportados ou não, por substratos de reforço, podem ser facilmente unidos ( emendados ) a quente ( emenda por vulcanização ) ou a frio, usando sistemas de cura química ( isocianatos ). Estes produtos são normalmente empregados na confecção de reservatórios flexíveis, barcos infláveis, toldos, etc.
  • 20. 19 Artefatos vulcanizados de Hypalon também encontram larga gama de aplicação na indústria, quando são requeridas superiores propriedades mecânicas combinadas com resistência ao calor e química como, mangueiras para produtos químicos, artigos em contato com vapor, mangotes isolantes de vibração em bombas para produtos químicos, acoplamentos elásticos, correias transportadoras para produtos químicos aquecidos, revestimento de cilindros, artefatos diversos para máquinas de papel e celulose, indústrias químicas, farmacêuticas, alimentícias, etc. TABELA N º 3 Resistência Química do Hypalon PRODUTO QUÍMICO Tem p. º C Indi - caçã o PRODUTO QUÍMICO Tem p. º C Indicaç ão Acetona 24 B Peróxido de Hidrogênio (28%) 24 A Ácido Acético (30%) 24 B Isoctano 24 B Hidróxido de Amônia 24 B Querosene 24 C 70 C Óleo de Linhaça 24 B Óleo ASTM  1 24 A Cloreto de Metileno 24 C 70 B Álcool Metílico 24 A Óleo ASTM  2 24 A Mek (3%) 24 A 50 C 50 B Óleo ASTM  3 24 B Mek (26%) 24 B 70 C 50 B Benzeno 24 C Ácido Nítrico (10%) 24 A Ácido Butric (10%) 50 B Ácido Nítrico (30%) 24 B Tetracloreto de Carbono 24 C 70 C Cloreto de Cálcio (30%) 24 A Ácido Nítrico (50%) 24 B 70 A 70 C Ácido Crômico (10%) 24 A Fenol (8%) 24 A 70 B 50 B Ácido Cítrico (1%) 24 A Fenol (50%) 24 B Óleo de Algodão 24 B Dicromato de Potássio (10%) 24 A Ciclohexano 24 C 50 A Dextrose (25%) 24 B Hidróxido de Potássio (10%) 50 B 70 B Ácido Propiônico (10%) 50 B 1,2 – dicloroetano (0,1%) 24 A Cloreto de Sódio (20%) 24 A 50 B 70 A
  • 21. 20 1,2 – dicloroetano (0,5%) 24 A Cloreto de Sódio (35%) 24 A 50 B 50 A 1,2 - dicloroetano (0,8%) 24 B Hidróxido de Sódio (10%) 24 B 50 B 50 B Dimetilformaldeido 24 B Hidróxido de Sódio (50%) 66 A Dioctil Ftalato D.O.P. 24 C Ácido Sulfúrico (30%) 24 A Álcool Etílico 24 A Ácido Sulfúrico 24 B 70 B 70 C Acetato de Etila 24 B Tolueno 24 C Dicloreto de Etila 24 C Trietanolamina 24 B Etileno Glicol 24 A 70 C 70 B Turpentina 24 C Furfural (1%) 24 A Água 24 A 50 B 50 A Furfural (4%) 24 A 70 B 50 B Xileno 24 C Furfural (8%) 24 B A = Fluído tem pouco ou nenhum efeito B = Fluído tem efeito moderado C = Fluído ataca severamente o Hypalon 50 B Gasolina 24 C Ácido Hidroclorídrico (10%) 24 A 50 B Ácido Hidroclorídrico (38%) 24 B No mercado automotivo, peças como: mangueiras de direção hidráulica, mangueiras do sistema de arrefecimento de óleo, cobertura de mangueiras de combustível e de freio, tubos de vácuo, alguns tipos de coxins especiais, revestimento de cabos de vela, entre outras, também requisitam o ―CSM‖ como o polímero mais indicado, segundo a performance exigida. Polietileno Clorosulfonado também é comumente indicado para produção de coberturas isolantes ou de proteção em fios e cabos elétricos, quando uma superior resistência mecânica, química ao calor e ao intemperismo são as exigidas. Compostos de Hypalon, vulcanizados ou não-vulcanizados atendem ainda a inúmeras outras aplicações de mercado, como em eletrodomésticos, aeroespacial, indústria naval, construção civil, tintas, etc. Seleção do Grade de Polietileno Clorosulfonado mais Indicado Segundo a Aplicação
  • 22. 21 Todos os graus de Elastômero de Polieitileno Clorosulfonado, “Hypalon” conforme já citado na “Tabela 1”, quando devidamente formulados, compostos e misturados com os demais ingredientes específicos e vulcanizados, oferecem excelentes propriedades técnicas, de qualquer maneira, existem diferenças estruturais e químicas entre os vários grades, as quais afetam a processabilidade e as características finais do artefato, assim sendo, o tecnologista formulador deve conhecer e selecionar devidamente o grade que melhor produzirá resultados desejados. Os principais aspectos diferenciais de cada grade de Polietileno Clorosulfonado “Hypalon” encontram-se sumarizado na “Figura 2”, servindo como primeiro parâmetro de escolha, em que, as demais informações, especiais, de cada grade, encontram-se no texto abaixo.
  • 23. 22 FIGURA N º 2 GUIA PRÀTICO PARA SELEÇÃO DO GRADE DE HYPALON Hypalon 48 - Melhor Resistência a óleo - Altos módulos - Altas durezas - Boas propriedades do composto cru. Hypalon 4085 - Admite maiores quantidades de cargas e plastificantes -Para peças de durezas menores Hypalon HPG - 6525 - Admite altos teores de cargas e plastificantes - Produz artefatos de baixo custo. - melhor performance para trabalhos em altas e baixas temperaturas Hypalon 40 - Polímero básico de uso geral. - boa resistência a óleo. - Boa resistência ao calor. - Boas propriedades de flexão a baixas temperaturas Hypalon 45 - Excelentes propriedades no Hypalon 45 40 S (Soft) - Para compostos Graus Especiais para Produção de Soluções Hypalon 20 - Para substratos flexíveis. - Boa flexibilidade a baixas temperaturas Hypalon 30 - Para substratos flexíveis. - Boa flexibilidade a baixas temperaturas Hypalon 48 - Alta Dureza
  • 24. 23 Informações Intrínsecas dos Grades de HYPALON Para Usos Geral. Como polímero de uso geral, o Hypalon 40 é o mais indicado, sendo de fácil processamento e oferecendo artefatos vulcanizados com ótimas propriedades,
  • 25. 24 de resistência química, resistência ao calor e ao intemperismo, bem como, propriedades mecânicas, e boa resistência à flexão a baixas temperaturas. O Hypalon 4085, pode ser considerado como a versão do Hypalon 40 apresentando viscosidade Mooney mais elevada, o que proporciona a elaboração de compostos altamente estendidos em cargas e plastificantes. É indicado quando deseja-se obter artefatos com boas características físicas e químicas com custo relativamente mais reduzido. Também, o Hypalon 4085 é normalmente indicado para produção de artigos vulcanizados que requerem menor dureza. Hypalon 40 S ( Soft ) apresenta características idênticas às do Hypalon 40, porém, com viscosidade Mooney inferior. Este produto oferece fácil processabilidade mesmo em compostos, contendo baixos teores de plastificantes. Hypalon 40S pode ser indicado para compostos ricos em polímero ou na produção de artefatos vulcanizados de dureza mais elevada. O Hypalon 45 é um polímero que apresenta superior termoplasticidade, comparativamente ao Hypalon 40. Hypalon 45 tem baixa viscosidade Mooney, porém, oferece compostos com excelente “green-strength” à temperatura ambiente e, artefatos vulcanizados com maior dureza. O Hypalon 45 contém menor teor de cloro, comparativamente ao Hypalon 40, isto proporciona melhores propriedades de resistência à flexão em baixas temperaturas, melhor resistência ao rasgo e ao calor, porém, o menor teor de
  • 26. 25 cloro deste grade de polímero resulta em inferior resistência a óleos e química, comparativamente ao Hypalon 40. Hypalon 45 normalmente é indicado para compostos em que é necessário obter muito boas propriedades de resistência ao manuseio no estado não-vulcanizado, como por exemplo, em mantas calandradas pós-conformadas ou emendadas. Este grade de Hypalon apresenta facilidade de emenda e muito bom “tack”. Hypalon HPG – 6525 é um polímero de alta viscosidade Mooney, o que permite a elaboração de compostos contendo maiores teores de cargas e plastificantes. Este polímero tem características gerais similares às do Hypalon 45 contendo também menor teor de cloro na estrutura polimérica. Artefatos vulcanizados produzidos com Hypalon HPG 6525 apresentam excelentes propriedades de resistência à flexão em baixas temperaturas, bem como, muito boa performance de trabalho em temperaturas mais elevadas, dentro da faixa indicada pelas Normas ASTM, para este tipo de elastômeros. Hypalon HPG – 6525 pode ser indicado quando se deseja produzir compostos carregados e artigos vulcanizados de menor custo. Uma observação importante refere-se ao tipo de plastificante usado no composto, pois, poderá diminuir a resistência à flamabilidade e aos óleos derivados de petróleo. Hypalon 48, apresenta termoplasticidade intermediária entre o Hypalon 40 e o Hypalon 45. Esta característica estrutural singular fornece ao polímero melhores propriedades de resistência à óleos, líquidos refrigerantes e muito boa impermeabilidade a gases.
  • 27. 26 A resistência à flexão em baixas temperaturas é inferior àquelas apresentadas pelo Hypalon 40 ou Hypalon 45. Artefatos vulcanizados produzidos com Hypalon 48 oferecem muito boas propriedades de resistência aos óleos e a flamabilidade. Grades Especiais Para Preparação de Soluções Base Solventes Os grades; Hypalon 20 e Hypalon 30, são os polímeros de Polietileno Clorosulfonado mais apropriados para produção de soluções usando solventes. Estes grades são de rápida solubilização em solventes orgânicos podendo ser formulados para fabricação de soluções com baixa viscosidade, contendo alto teor de sólidos. Normalmente, soluções de Polietileno Clorosulfonado são usadas para impregnação ou espalmação em tecidos, ou ainda, usadas como tintas decorativas ou películas de revestimentos diversos. Filmes ou películas de revestimentos produzidos com Hypalon 20 são mais flexíveis que aqueles feitos à base de Hypalon 30, ainda, oferece melhor performance de uso em baixas temperaturas. O Hypalon 30 deve ser indicado quando se necessita de filmes ou revestimentos e exijam maior resistência a óleos e produtos químicos, ainda, os artefatos produzidos com Hypalon 30 são mais lisos e brilhantes e de maior dureza. Os Hypalon 20 e Hypalon 30 também podem ser usados para preparação de compostos sólidos empregados na fabricação de artefatos vulcanizados, moldados ou extrusados, porém, apresenta maior dificuldade de processamento além de resultar em propriedades mecânicas inferiores. Informações Complementares Relevantes
  • 28. 27 Os polímeros de Polietileno Clorosulfonado apresentam ótimas características de vulcanização produzindo muito boa densidade de reticulação, alto estado de cura com curva reométrica extremamente estáveis. As propriedades mecânicas mostradas por compostos tipo goma-pura, com estes elastômeros são muito superiores se comparadas ás de polímeros convencionais, sendo que, com a adição de cargas reforçantes, tais propriedades atingem valores excepcionais. A “Tabela n º 4” mostra as propriedades mecânicas de compostos goma-pura, para os vários grades de Hypalon acima citados, e as “Tabelas 5 e 6‖ ( apresentadas nas últimas páginas desta literatura ), mostram uma comparação das principais propriedades mecânicas para compostos contendo negro de fumo, bem como, compostos contendo caulim duro. O estudo é feito variando somente os grades de Hypalon, nas formulações. Nas “Tabelas 5 e 6” podemos ver claramente o perfeito balanço das características de cura do Hypalon 40. Os grades, Hypalon 4085 e Hypalon HPG-6525 fornecem altos módulos, bem como, altas tensões de ruptura e propriedades de manuseio à quente, melhoradas. O Hypalon 30 oferece alta dureza dos artefatos vulcanizados produzidos a partir de compostos de baixa viscosidade Mooney, assim como, também, a resistência a óleos é superior. O Hypalon 48 também é uma ótima alternativa de escolha para produção de artefatos vulcanizados resistente à óleo, como é mostrado pela “Tabela n º 7”. Hypalon 45 pode ser utilizado para elaborar compostos empregados em artigos não- vulcanizados, pois, oferece excelente resistência à tração no estado cru ( green strenght ), combinado com ótima performance de baixa DPC. Este produto também atende os requisitos do FDA, sob n º 21 CRF 177.2210 para Polietileno Clorosulfonado.
  • 29. 28 Compostos com Hypalon 48, para artigos não vulcanizados apresentam propriedades físicas similares àquelas obtidas com o Hypalon 45, porém, com melhor resistência química e de flamabilidade, em detrimento à resistência a flexão em baixas temperaturas.
  • 30. 29 TABELA N º 4 Propriedades de Compostos tipo GOMA PURA de Hypalon Composto Hypalon (graus abaixo).............................100 PHR Padrão Óxido de Magnésio Ativo......................... 4 PHR Usado Pentaeritritol (200 mesh).......................... 3 PHR Tetrone A ................................................ 2 PHR
  • 31. 30 TIPOS DE HYPALON 20 30 40 4085 45 48 PROPRIEDADESDOCOMPOSTO CRU VISCOSIDADE MOONEY – ML 1 + 4 @ 100 º C 34 37 62 96 45 87 Scorch Mooney MS @ 121 º C - Viscosidade Mínima (unid.) 11 9 18 30 14 23 - Tempo para aumento de 10 unid de Viscos. (min.) 25 41 35 29 35 45 PROPRIEDADESCOMPOSTOSVULCANIZADOS VULCANIZADOS 30 MIN. @ 153 ° C Propriedades Originais - MÓDULO A 100 % (MPA) 1,8 2,8 1,0 1,4 3,0 1,4 - MÓDULO A 300 % (MPA) - 12,4 4,2 5,2 6,8 6,8 - TENSÃO DE RUPTURA (MPA) 8,2 18,2 28,0 31,0 24,6 31,8 - ALONGAMENTO À RUPTURA (%) 280 400 520 550 480 490 - DUREZA (SHORE A) 54 69 53 54 80 60 - RASGAMENTO (KN/M) corpo-de-prova tipo C 41,1 28,0 28,0 31,5 37,2 28,9
  • 32. 31 TABELA N º 7 Resistência a Flúidos dos Grades ; “Hypalon 48” e “Hypalon 4085” COMPOSTO PADRÃO USADO VULCANIZADO 15 MIN. A 160 º C. Hypalon (Graus Abaixo).............................................. 100 PHR Litargírio – Dispersão 90% ativo.................................. 22 PHR Negro de Fumo N . 990............................................... 50 PHR Negro de Fumo N . 762 ................................................ 30 PHR Plastificante Aromático.................................................. 25 PHR Cera de Polietileno AC – 617 - A. ................................ 3 PHR NBC............................................................................... 3 PHR Tetrone A. ..................................................................... 1 PHR HVA – 2 .......................................................................... 1 PHR
  • 33. 32 FLUÍDOS DE TESTE CONDIÇÕES DE TESTES VOLUME DE INCHAMENTO (%) TIPO DE HYPALON 4085 48 ÓLEO ASTM N º 1 22 h. a 121 º C - 7 - 7 ÓLEO ASTM N º 2 22 h. a 121 º C + 14 +1 ÓLEO ASTM N º 3 22 h. a 121 º C + 37 + 17 ÓLEO HARMONY N º 41 22 h a 121 º C + 3 - 3 COMBUSTÍVEL ASTM - A 24 h a 24 º C + 5 + 1 COMBUSTÍVEL ASTM – C 24 H. @ 24 º C + 64 + 53 SKYDROL 500 B 22 H. @ 121 º C + 88 + 130 ÁGUA 168 h a 100 º C + 1 + 2 ÁGUA + ETILENO GLICOL (50 / 50) 168 h a 100 º C + 1 + 1 COMPOSTOS COM POLIETILENO CLOROSULFONADO CONSIDERAÇÕES IMPORTANTES
  • 34. 33 Informações Gerais Conceituais Considerações importantes devem ser observadas na escolha dos ingredientes de cura dos compostos com Polietileno Clorosulfonado, o que inclui, a segurança de processamento, razão tempo / temperatura de vulcanização, velocidade e características de cura, bem como, cor do artefato, propriedades mecânicas e químicas desejadas, custo, artigos atóxicos, etc. A alta reatividade dos grupos cloro-sulfonil existentes na estrutura polimérica do CSM possibilita escolher diversos e diferentes sistemas de cura dos compostos. Ótimas características de vulcanização são conseguidas pela combinação de óxidos metálicos com enxofre ou doadores de enxofre mais aceleradores. Também podem ser formulados compostos de Polietileno Clorosulfonado usando sistemas de cura peroxídicos ou ainda por maleimidas. Os óxidos metálicos como Óxido de Magnésio ou o Óxido de Chumbo ( Litargírio Sublimado ) apresentam ação bifuncional nos compostos atuando como receptor de acidez e como agente de ―crosslink‖. O óxido de zinco, assim como, seus derivados deverão ser evitados, nos compostos com Polietileno Clorosulfonado, pois, estes provocam a formação do cloreto de zinco que tende a catalisar reações de cura comprometendo a segurança de processamento, ainda provocam reações periféricas indesejáveis o que desestabiliza as reticulações causando sensíveis perdas das propriedades dos artefatos vulcanizados como, enrigecimento e decréscimo da resistência ao calor, químicas e a intempéries. RECEPTORES DE ACIDEZ
  • 35. 34 Como já mencionado, os receptores de acidez têm ação bifuncional na cura do Polietileno Clorosulfonado. Aqui vale lembrar que durante a reação de vulcanização do composto, ocorre a formação do cloreto de hidrogênio, como sub-produto, que deverá ser neutralizado através do receptor de acidez, sendo esta a primeira função deste ingrediente de composição. Também, os ingredientes receptadores de acidez podem atuar como primeiro agente de vulcanização gerando a formação de relativamente fracas uniões iônicas entre as moléculas da cadeia estrutural do composto promovendo “crosslink”. Existe uma grande variedade de ingredientes polifuncionais que reagem neutralizando as formações ácidas nos compostos de Polietileno Clorosulfonado, porém, os normalmente mais empregados são os óxidos metálicos como o Óxido de Magnésio Ativo e o Óxido de Chumbo ( Litargírio Sublimado ). Outros materiais como os Sais Orgânicos de Chumbo, ou ainda, Resinas Epoxy, algumas vezes são recomendadas. A escolha do receptor de acidez para os compostos basicamente leva em consideração as principais características desejadas dos artefatos vulcanizados, assim, como orientações de escolha podemos nos balizar pela Tabela n º 8.
  • 36. 35 TABELA N º 8 Igredientes Receptores de Acidez p/ HYPALON RECEPTOR DE ACIDEZ PROPRIEDADES PRINCIPAIS DESEJADAS DOS ARTEFATOS VULCANIZADOS Litargírio - Resistência à água - Resistência Química - Baixa Deformação Permanente Compressão - Artefatos cores pretas e escuras Óxido de Magnésio Ativo - Compostos de baixo custo - Melhores propriedades dinâmicas - Boa segurança de processamento - Artefatos claros e coloridos Óxido de Magnésio Ativo mais Litargírio - Resistência ao Calor - Artefatos cores pretas ou escuras - Resistência à Água - Resistência química
  • 37. 36 Resina Epoxy - Baixos módulos - Melhor tack dos compostos cru - Artefatos claros e coloridos Bases Orgânicas de Chumbo - Resistência à Água - Artefatos claros e coloridos Hidróxido de Cálcio - Baixa Deformação Permanente à Compressão. Óxido de Magnésio Ativo Óxido de Magnésio Ativo é normalmente empregado em compostos de Polietileno Clorosulfonado quando se deseja produzir artefatos com especificações básicas de uso geral, podendo ser de cores claras ou pretas.
  • 38. 37 Este ingrediente tem custo reduzido e oferece muito boa segurança de processamento com regular resistência a água. Durante a vulcanização, o Óxido de Magnésio Ativo reage com certa quantidade de cloreto de hidrogênio formando H2O, solúvel em cloreto de magnésio, o que limita então a resistência a água e química do artefato vulcanizado. Normalmente o teor de Óxido de Magnésio Ativo adicionado ao composto é de 4 PHR que fornece ótimas propriedades mecânicas ao artefato vulcanizado, como: alto alongamento e ótima tensão de ruptura. O aumento do teor de Óxido de Magnésio ao composto tem pouco efeito sobre o “scorch” ou no estado de cura dos vulcanizados. Teores elevados deste ingrediente provoca a redução da tensão de ruptura e do alongamento. Algumas vezes, teores de Óxido de Magnésio Ativo acima de 20 PHR são recomendados quando se deseja artigos claros ou coloridos com máxima estabilidade de cor.
  • 39. 38 Compostos que serão vulcanizados em túneis contínuos sugerem empregar de 4 a 8 phr de Óxido de Magnésio Ativo. O Óxido de Magnésio para ser considerado Ativo deverá apresentar número de iodo acima de 130, seja, grande tamanho de área superficial . A exposição do Óxido de Magnésio Ativo à umidade ou ao dióxido de carbono provoca considerável redução da superfície ativa, o que ocasionará significativo prejuízo da segurança de processamento e instabilidade da reação de vulcanização do artefato. Uma boa opção é o emprego de Óxido de Magnésio Ativo pré disperso em plastificantes ou em polímeros inertes, pois, a incorporação ao composto é mais rápida e a atuação do ingrediente é perfeitamente eficaz. Óxido de Chumbo – “LITARGÍRIO SUBLIMADO”
  • 40. 39 O Litargírio Sublimado proporciona excelente resistência a água, química e a deformação permanente por compressão, aos artefatos de Polietileno Clorosulfonado, vulcanizados. Durante a reação de vulcanização o Óxido de Chumbo combina-se com o gás clorídrico liberado produzindo então cloreto de chumbo que é insolúvel em água proporcionando assim artefatos vulcanizados de com excelente resistência a água e resistência química. O uso do Litargírio Sublimado ( Óx. de Chumbo ), está restrito somente a compostos para produção de artefatos de cor escura ou preta, porque na vulcanização ocorre também a formação do sulfeto de chumbo que tende a manchar e descolorir artigos de cores claras. Ótimos resultados de cura são conseguidos com a adição de 25 a 30 phr de Litargírio Sublimado aos compostos de Polietileno Clorosulfonado, tanto os carregados com negro de fumo quanto aqueles contendo cargas minerais. O aumento do teor de Litargírio Sublimado ao composto, além do recomendado poderá provocar sensível incremento do estado de cura e redução da segurança de processamento.
  • 41. 40 Litargírio calcinado ou tipos de baixa atividade são pouco usados em compostos de CSM. Para assegurar uma perfeita dispersão do Litargírio Sublimado no composto e garantir ótimas propriedades aos artefatos vulcanizados recomenda-se empregar este aditivo preferencialmente pré disperso em polímero ou cargas minerais inertes. Compostos de Polietileno Clorosulfonado contendo Litargírio Sublimado dispensa o uso de estearatos ou ácido esteárico como auxiliar de processo, pois, estes ingredientes devido sua acidez, reduzem significativamente a segurança de processamento. Uma cuidadosa análise deverá ser dispensada ao indicar o Litargírio Sublimado, bem como, outros sais orgânicos de chumbo ao composto, assim também como cuidados no manuseio destes produtos, pois, apresentam certa toxidade e estão enquadrados como metais pesados. Combinação de Óxido de Magnésio Ativo com Litargírio Sublimado
  • 42. 41 A combinação de Óxido de Magnésio Ativo com Litargírio Sublimado, como receptor de acidez, para compostos de Polietileno Clorosulfonado, também é uma prática comumente usada quando se deseja produzir artefatos vulcanizados com máxima resistência ao calor. Compostos vulcanizados contendo a combinação de Óxido de Magnésio Ativo + Litargírio Sublimado, também oferecem melhor resistência a água e resistência química, comparativamente àqueles onde é usado somente o Litargírio Sublimado, ou somente o Óxido de Magnésio Ativo, como receptor de acidez. Resinas EPOXY ou Ingredientes EPOXIDADOS Resinas Epoxy ou Óleos Epoxidados reagem com os subprodutos ácidos liberados durante a vulcanização dos compostos de Polietileno Clorosulfonado formando elementos residuais orgânicos insolúveis em água.
  • 43. 42 Resinas Epoxy ou Óleos Epoxidados podem ser usados sozinhos ou em combinação com Óxido de Magnésio Ativo, produzindo ótimas propriedades em artefatos de cores claras ou pretas. As Resinas Epoxy promove ao composto de Polietileno Clorosulfonado um pequeno efeito plastificante e incrementa significativamente o “tack” do composto cru. Compostos contendo Resinas Epoxy apresentam artigos vulcanizados de cores claras ou pretas com excelentes resistências a água e química, também proporcionam altos alongamentos e baixos módulos. O tempo de vulcanização é ligeiramente retardado quando se usa este sistema de receptores de acidez. As Resinas Epoxy tipo Epon 828 (Shell); Der 331 CLC – A (Harwich); Araldite 6010 ( Ciba ) entre outras, equivalentes, são as comumente recomendadas. Bases Orgânicas de Chumbo
  • 44. 43 Certos sais orgânicos de chumbo como o Tribásico Maleato de Chumbo ou o Dibásico Ftalato de Chumbo também podem ser empregados como receptores de acidez em compostos de Polietileno Clorosulfonado. Compostos contendo estes sais de chumbo, depois de vulcanizados oferecem, tanto para artefatos claros como pretos, ótima resistência a água, altos módulos, e tensões de ruptura, porém, se os artefatos de cores claras ficarem expostos a luz solar, poderão tender a tornar-se acinzentado. Hidróxido de Cálcio O emprego de Hidróxido de Cálcio como receptor de acidez somente é indicado quando o sistema de cura for por meio de Maleimida. Compostos assim formulados produzem artefatos vulcanizados com excepcional resistência à deformação permanente à compressão.
  • 45. 44 SISTEMAS DE CURA E AGENTES DE VULCANIZAÇÃO PARA COMPOSTOS DE POLIETILENO CLOROSULFONADO Informações Gerias Preliminares: As reticulações formadas pelos ingredientes receptores de acidez, devido sua ação bifuncional, como já mencionado acima, em compostos de Polietileno Clorosulfonado, são basicamente uniões iônicas pouco estáveis, não sendo suficientemente fortes para proporcionar aos artefatos vulcanizados as características técnicas desejadas, assim sendo, outros ingredientes de cura como ativadores, agentes de reticulação e aceleradores, devem ser considerados nas formulações. Os principais sistemas de vulcanização para este tipo de elastômero estão compreendidos das seguintes condições: a) Enxofre + Aceleradores + Receptores de Acidez, b) Doadores de Enxofre + Aceleradores + Receptores de Acidez,
  • 46. 45 c) Peróxidos + Coagentes + Receptores de Acidez; d) Maleimidas + Aminas + Receptores de Acidez. A “Tabela nº- 9” sumariza as principais combinações de ingredientes para os sistemas de cura dos compostos, bem como, apresenta sugestões de aplicação das alternativas apresentadas e, no texto que segue são desenvolvidas explanações sobre tais sistemas de cura, ingredientes e interações funcionais. Cura por Enxofre e Doadores de Enxofre A combinação de TMTD ou TETD com Enxofre proporciona muito boa segurança de processamento e baixo custo dos compostos de Polietileno Clorosulfonado, usado em artefatos de cores claras ou preta. Normalmente adiciona-se 2 phr de TMTD ou TETD conjuntamente com 0,5 a 1 phr de Enxofre. Esta combinação de curativos promove ótimas características de cura aos artefatos finais.
  • 47. 46 A substituição de TMTD pelo TETD proporciona ligeira melhora da resistência ao calor, dos artefatos vulcanizados, porém, reduz a segurança de processamento do composto. “Tetrone A” é um excelente doador de enxofre, funciona perfeitamente bem como agente de cura para os compostos de Polietileno Clorosulfonado. “Tetrone A”, produz compostos vulcanizados com alto estado de cura e tempo de vulcanização relativamente curto. A curva reométrica mostra um platô muito estável e o artefato vulcanizado apresenta ótimas propriedades técnicas . A combinação de “Tetrone A “ com MBT, MBTS, TMTD ou D.O.T.G. promove eficientes características de cura do composto, sendo que, se o Óxido de Magnésio for o receptor de acidez utilizado, podemos produzir artefatos de cores claras ou coloridas com ótima estabilidade de cor. A combinação de “Tetrone A” com Litargírio Sublimado também é comumente usada, porém, restringindo-se a fabricação de artigos vulcanizados de cores escuras ou preto.
  • 48. 47 Comumente empregam-se teores entre 0,75 a 2 PHR de “Tetrone A” ao composto, quantidades maiores, quando usadas, poderá provocar redução da segurança de processamento e aumento significativo do estado de cura do artefato vulcanizados. MBT e MBTS funcionam como aceleradores secundários em compostos contendo “Tetrone A”, TMTD ou Enxofre. Geralmente empregam-se teores entre 0,5 a 1,5 phr de MBT ou MBTS em combinações com “Tetrone A” aos compostos, para artefatos de cor preta. Algumas vezes usamos MBT como acelerador primário em compostos de cores claras ou coloridos, isso quando o receptor de acidez é o Tribásico Maleato de Chumbo. D.O.T.G. é outro tipo de acelerador secundário algumas vezes empregado em concentração entre 0,25 a 0,5 phr, combinado com Enxofre, para cura de compostos de Polietileno Clorosulfonado. A combinação de Litargírio Sublimado + Óxido de Magnésio Ativo + Tetrone A + MBTS + HVA-2 + NBC, proporciona artefatos vulcanizados com alta resistência ao calor e ótimo isolamento elétrico, além de compostos com boa segurança de processamento.
  • 49. 48 TABELA N º 9 Sistemas de Cura e Ingredientes de Vulcanização p/ HYPALON INGREDIENTES CARACTERÍSTICAS / APLICAÇÕES Sistema Por Enxofre ou Doadores de Enxofre Enxofre + TMTD ou Enxofre + TETD Sistema de cura de uso geral para compostos de cores claras ou pretas Baixo Custo Tetrone A Agente de cura para artigos de uso geral de cores claras ou pretas. Alto custo, melhor propriedades elétricas que o sistema TMTD / Enxofre. MBT, MBTS e DOTG Aceleradores secundários usados em combinação com Tetrone A ou TMTD / Enxofre. O MBT pode ser usado sozinho como acelerador primário. MBT e MBTS aumenta a segurança de Scorch. HVA-2 Acelerador secundário e agente de cura que proporciona alto estado de cura e artefatos de melhor resistência ao calor. Melhora a isolação elétrica dos compostos. Peróxidos Peróxidos orgânicos tipo Bis – Peróxidos de Benzeno e Hexano ou Dicumila apresentam resultados satisfatórios. Peróxidos proporcionam excelente segurança de processamento e baixa deformação permanente à compressão para artefatos claros ou pretos Compostos exigem cuidados especiais, ver no texto. Coagentes para TAC, HVA-2 entre outros tem apresentado Melhora o estado de cura dos compostos curados por peróxidos.
  • 50. 49 Peróxidos resultados satisfatórios. Sistema por Maleimida HVA – 2 Agente de cura primário, melhora a segurança de processamento em compostos contendo cargas minerais, excelente resistência à deformação permanente à compressão. IONAC GFI – 710 Ativador de vulcanização usado em combinação com HVA-2 para máxima resistência à D.P.C. Usado somente em compostos escuros ou pretos. 4,4’ - Ditio Morfolina (Sulfasan R) Proporciona excelente estabilidade de estocagem do composto quando em combinação com HVA-2 e Litargírio em compostos carregados com cargas minerais. Outros ativadores e agentes de cura Pentaeritritol Ativador de cura em combinação com Óxido Magnésio Ativo. NBC Ativador usado em compostos com alta resistência do calor. Deve ser usado em combinação com Tertrone A / MBTS ou TMTD / Enxofre. Poly-Dispersão HC-11 Ingrediente de cura completo contendo óxidos metálicos mais agentes de cura em forma de pré disperso. PAPI Age como retardador de cura em compostos com excesso de umidade.
  • 51. 50 Cura por Peróxidos:- Peróxidos Orgânicos também produzem excelentes características de cura em compostos de Polietileno Clorosulfonado apresentando ótima segurança de processamento e excepcional resistência à deformação permanente à compressão. Artefatos de cores claras com superior resistência a água podem ser conseguidos de compostos curados por peróxidos, desde que, contenha bases orgânicas de chumbo, como receptor de acidez. Acredita-se que os peróxidos, durante a reação de cura deste elastômero, produzam certa quantidade de radicais livres na estrutura polimérica promovendo a reticulação. A velocidade de cura do composto por peróxido está diretamente relacionada com a temperatura de vulcanização, enquanto que, a densidade de “crosslink” e o estado de cura são determinados pelo teor de peróxido usado, bem como, pela quantidade e tipo de coagente empregado. Observa-se também que a temperatura de vulcanização está diretamente relacionada com a
  • 52. 51 decomposição do peróxido e seu efeito meia-vida o que interfere na segurança de processamento do composto. Tipos de Peróxidos:- A escolha do tipo de peróxido usado nos compostos de Polietileno Clorosulfonado é determinada principalmente pelas propriedades desejadas do artefato vulcanizado, bem como, pelas condições de processamento e temperatura de decomposição do peróxido. Muito bons resultados são observados com o uso do 2,5-Dimetil-2,5-BIS- (Tercio Butil Peróxido) de Hexano (Varox DBPH-50 “ Marca Registrada Vanderbilt ), 50% ativo, seja, este peróxido é pré disperso em carga inerte. Também, outros tipos de peróxidos como o BIS-(Tercio-Butil-Isopropil Peróxido) de Benzeno ( Perkadox 14 / 40, Marca Registrada Akzo ), 40% ativo, pré disperso em carga inerte, e o Peróxido de Dicumila 40% ativo, também pré disperso e carga inerte, oferecem ótimos resultados de segurança no processamento e característica de cura dos compostos de CSM.
  • 53. 52 Para obter-se as melhores propriedades mecânicas e de resistência química e ao calor, dos artefatos produzidos com elastômeros de Polietileno Clorosulfonado, curados por peróxidos, é de suma importância que durante a vulcanização, ocorra a total decomposição do peróxido, pois, peróxido residual não decomposto poderá causar efeitos adversos indesejáveis nos artefatos vulcanizados, além de redução da resistência ao calor e possível “blooming”. Coagentes para Peróxidos:- Coagentes multifuncionais podem ser usados em combinação com peróxidos, em compostos de Polietileno Clorosulfonado, estes melhoram a formação do “crosslink” e densidade de cura, obtendo-se melhores resultados na reação de vulcanização, um ótimo estado de cura e densidade de crosslink bastante uniforme dos artefatos vulcanizados. Entende-se que os coagentes agem no composto durante a vulcanização produzindo pontes na cadeia polimérica melhorando assim, a eficiência da cura peroxídica.
  • 54. 53 Existem comercialmente vários tipos de coagentes que podem ser usados nos compostos com Polietileno Clorosulfonado, como: TAC (Trialil-Cianurato), TATM (Trialil-Trimelitato); HVA-2 (n,n„-m-fenileno-dimaleimida), entre outros, que proporcionam ótimos resultados em combinação com peróxidos. Compostos de Polietileno Clorosulfonados Curados por Peróxidos:- A quantidade de peróxido e coagente a ser usados em compostos de Polietileno Clorosulfonado é basicamente escolhida pela prática, baseando-se nas características de cura e propriedades desejadas dos artefatos vulcanizados. As medições da reação de cura por meio do reômetro, fornecem referências importantes, porém, resultados de precisão somente serão conseguidos por meio dos ensaios checados diretamente no produto vulcanizado, como; medição do D.P.C., Dureza, Tensão de Ruptura, Alongamento, Inchamento em fluídos, etc... O uso de teores em excesso de peróxido, para produzir altos estados de cura em ciclos curtos de vulcanização poderá ser empregado, porém, com muito
  • 55. 54 cuidado, pois, o risco de ocorrer residual peroxídico não-decomposto é maior cujos prejuízos já comentamos acima. Em casos muito específicos onde a prática do uso de peróxido em excesso é necessária, aconselha-se trabalhar com temperatura de vulcanização mais elevada e promover pós-cura aos artefatos vulcanizados em estufas com ar circulante. Considerações Especiais de Compostos Curados por Peróxidos:- Alguns ingredientes comumente usados em compostos de Polietileno Clorosulfonado poderão interferir na cura por peróxidos, assim, aconselha-se evitar o uso. Considerações especiais de compostos curados por peróxidos são mostrados abaixo: - Escolher ingredientes de formulação como acidez equilibrada ou ligeiramente alcalina. Cargas ácidas como os Negros de Fumo de canal e Caulins duros deverão ser evitados.
  • 56. 55 - Plastificantes deverão ser cuidadosamente escolhidos, pois, alguns óleos comuns usados em borracha, como os Aromáticos, poderão reagir com os peróxidos diminuindo a eficiência de cura. Óleos Naftênicos somente poderão ser usados em mínimos teores. As parafinas cloradas, bem como, os plastificantes ésteres e poliésteres são os tipos mais indicados para os compostos contendo peróxidos. - O Óxido de Magnésio Ativo é o receptor de acidez mais indicado para sistema de cura peroxídica podendo-se adicionar teores entre 10 e 20 PHR, aos compostos, pois, este tende a aumentar a alcalinidade o que produz melhor eficiência de cura. - Quando o composto vulcanizado por peróxido exigir superior resistência a água., pode-se indicar o Dibásico Ftalato de Chumbo como receptor de acidez. - Ingredientes antioxidantes como o NBC ( Dibutil-Ditiocarbamato de Níquel ) normalmente usado em compostos de Hypalon como estabilizador térmico, deverão ser cuidadosamente dosados, porque, poderá reduzir a atividade do peróxido.
  • 57. 56 - Também é aconselhável nunca pré-misturar o peróxido com outros ingredientes antes de sua adição ao composto, pois, poderão ocorrer possíveis reações que comprometam a eficácia do produto. Cura do Polietileno Clorosulfonado com MALEIMIDAS e Seus Ativadores:- Ingredientes como a Maleimida combinada com outros aditivos ativadores e aceleradores também promovem a vulcanização de compostos com este tipo de elastômero. Este sistema de cura não utiliza enxofre ou seus derivados, assim, é um sistema não-sulfuroso. Sistemas de cura por Maleimida ( HVA-2, Marca Registrada DuPont ) permite a produção de artefatos vulcanizados com excelente resistência à deformação permanente por compressão.
  • 58. 57 Este sistema de cura ainda oferece excelentes resultados de vulcanização tanto em artefatos de cores claras como pretas. Compostos curados usando Maleimidas oferecem muito boa segurança de processamento e proporciona largo Shelf-Life de compostos contendo cargas minerais. A combinação de Hidróxido de Cálcio + HVA-2 mais um ingrediente amínico como o Ionac GF1-710 proporciona ótimas características de cura do composto base Polietileno Clorosulfonado, fornecendo artefatos vulcanizados com resistência à D.P.C. equivalente aquela conseguida na cura peroxídica, porém, devendo ser usado somente para artigos de cor escura ou preto, devido a possibilidade de manchamento. Comumente se emprega a combinação de Litargírio Sublimado mais acelerador DTDM e HVA-2 para promover a cura do composto, isso também oferece excelente estabilidade de estocagem, muito boa velocidade de vulcanização com alto estado de cura, quando elevados teores de caulim duro são usados. Outros Sistemas de Cura para Compostos de Polietileno Clorosulfonado:-
  • 59. 58 Compostos de Polietileno Clorosulfonado podem também ser vulcanizados por meio da combinação de Pentaeritritol (PER), mais Enxofre ou Doadores de Enxofre e Óxido de Magnésio Ativo. ( O Pentaeritritol tem funcionalidade como ativador, do sistema de cura ) O emprego do Pentaeritritol (PER) permite reduzir a quantidade de Óxido de Magnésio Ativo, normalmente requerido na formulação. Também, o PER melhora a estabilidade ao envelhecimento por longos períodos de trabalho, do artefato vulcanizado. O Pentaeritritol é um ótimo ativador de cura para os compostos de Polietileno Clorosulfonado que contenham sais orgânicos de chumbo, como receptores de acidez. Sistemas assim formulados produzirão curvas de vulcanização com “scorch” extremamente largos, porém, os artefatos vulcanizados apresentarão menor resistência a água. Normalmente indica-se Pentaeritritol com tamanho de partículas de 200 mesh (PER-200), em teores de até 3 PHR, nas formulações. Outra alternativa de cura do Polietileno Clorosulfonado é a adição ao composto de Poli-dispersão HC-11, sendo este produto uma completa pré-dispersão de ingredientes curativos já mencionados, contendo derivados de chumbo.
  • 60. 59 Poli-dispersão HC-11 é produzido pela Rhein Chemie C.O., este oferece aos compostos de Polietileno Clorosulfonado boa segurança de processamento e ótima estabilidade de estocagem ( composto cru ), também promove rápida velocidade de vulcanização com elevado estado de cura e, os artefatos vulcanizados apresentam excelente resistência à descoloração. O polisocianato PAPI, algumas vezes é usado como retardador, da cura, este reage com o excesso de umidade, que muitas vezes causam redução significativa do “scorch”. A “Tabela 10” ( vista nas últimas páginas desta literatura ) apresenta diversas sugestões de sistemas de cura de compostos de Polietileno Clorosulfonado baseando-se nas características de processamento e propriedades desejadas dos artefatos vulcanizados. PLASTIFICANTES Informações Preliminares:-
  • 61. 60 Os plastificantes são adicionados aos compostos de Polietileno Clorosulfonado para melhorar sua plasticidade reduzindo a viscosidade Mooney de maneira a facilitar o processamento e aumentar a flexibilidade dos artefatos finais. Sem o uso de plastificantes os compostos contendo altos teores de carga, se tornariam muito rígidos o que dificultaria sobremaneira o processamento, ainda, a incorporação dos ingredientes de formulação seria inadequada, prejudicando as propriedades elastoméricas dos produtos vulcanizados. A escolha correta dos plastificantes para depende de fatores importantes como: - Compatibilidade do plastificante com o polímero e outros ingredientes de composição; - Processamento de mistura e conformação do artefato; - Custo do composto e artefato final vulcanizado;
  • 62. 61 - Propriedades desejadas dos produtos finais. Os plastificantes derivados de petróleo são os mais largamente usados em compostos de Polietileno Clorosulfonado, tendo boa compatibilidade e baixo custo. Plastificantes ésteres também são muito usados, quando queremos produzir artefatos de cores claras e que devam apresentar boa performance no desempenho em baixas temperaturas. Plastificantes clorados oferecem aos artefatos maior resistência a flamabilidade e ao intemperismo. Plastificantes poliméricos apresentam menor volatilidade em altas temperaturas, assim sendo, são os mais recomendados para produção de artefatos vulcanizados resistentes ao calor. Plastificantes Derivados de Petróleo:-
  • 63. 62 Os óleos derivados de petróleo são largamente usados como plastificantes em compostos de Polietileno Clorosulfonado por ter baixo custo, oferecer boas características de processamento e propriedades elásticas interessantes aos artefatos vulcanizados. Óleos aromáticos são preferenciais, podendo ser adicionados em teores de até 55 phr aos compostos, pois, apresentam ótima compatibilidade com o polímero. Óleos altamente aromáticos também podem ser adicionados aos compostos, em teores de até 75 phr, quando se necessita de maior efeito plastificante. Nota: - Plastificantes aromáticos não devem ser usados em compostos para artefatos de cores claras ou coloridos, pois, poderá ocorrer manchamento. Também, em compostos curados por peróxidos deve-se evitar o emprego de plastificantes aromáticos. Os óleos Naftênicos apresentam compatibilidade limitada com o este tipo de polímero, assim sendo, os teores máximos adicionados ao composto deverão ser inferior a 15 phr.
  • 64. 63 Normalmente os óleos Naftênicos são usados em combinação com os aromáticos, para diminuir o efeito de o composto aderir nos rolos do misturador aberto e calandra. O uso de somente os óleos Parafínicos deverão ser evitados devido a incompatibilidade com o Polímero. Plastificantes Ésteres:- Os plastificantes ésteres como o Dioctil Sebacato (D.O.S.), Dioctil Ftalato (D.O.P), Trioctil Trimelitato ( T.O.T.M. ) ou Butil Oleato, apresentam excelente compatibilidade de uso em compostos de Polietileno Clorosulfonado. Esta categoria de plastificantes permite a elaboração de compostos para produção de artigos vulcanizados com excelentes propriedades de resistência à flexão em baixas temperaturas, bem como, pode ser usado em artefatos claros e coloridos. O plastificante TOTM ainda oferece aos artefatos vulcanizados maior resistência ao calor.
  • 65. 64 Compostos vulcanizados contendo plastificantes ésteres apresentam resultados inferiores das propriedades elétricas e custo mais elevado, se comparando com os plastificantes derivados de petróleo. Parafina Clorada:- Um ótimo balanço entre processamento dos compostos e propriedades mecânicas dos artefatos, pode ser conseguido com o emprego de parafinas cloradas como plastificante. Devido ao cloro contido neste tipo de plastificante podemos conseguir ótimos resultados na resistência a flamabilidade dos artigos em CSM, vulcanizados. A parafina clorada também proporciona aos artefatos vulcanizados incremento na tensão de ruptura e melhora na resistência ao calor até temperatura de aproximadamente 130 º C. Parafina clorada também podem ser usadas como plastificante para compostos de cores claras ou coloridos.
  • 66. 65 Plastificantes Poliméricos Ésteres:- Os plastificantes poliésteres apresentam baixa volatilidade, portanto, são muito resistentes ao calor. Compostos de Polietileno Clorosulfonado contendo plastificantes poliésteres oferecem artefatos vulcanizados que são mais indicados para trabalhar em condições de temperaturas elevadas, dentro da faixa determinada pela norma ASTM para esta família de elastômeros. Embora a resistência ao calor, do artefato contendo plastificantes poliésteres seja melhorada, as propriedades mecânicas como: resistência a abrasão, rasgamento e elétricas, sofrerão um ligeiro decréscimo. Também, o efeito de amaciamento dos artefatos vulcanizados, produzidos de compostos contendo plastificantes poliméricos, é menor, se comparado com o efeito causado por outros tipos de plastificantes.
  • 67. 66 Os plastificantes poliméricos ésteres normalmente empregados em compostos de Polietileno Clorosulfonado são: Uniflex 300 (Plastificante poliéster de médio peso molecular); e, plastificante TP-95, Di-( Butoxi-Etoxi-Etil-Adipato ) fornecido pela Morton International. AUXILIARES DE PROCESSO PARA COMPOSTOS DE POLIETILENO CLOROSULFONADO Informações Preliminares:- Auxiliares de processo são normalmente usados em compostos de Polietileno Clorosulfonado para facilitar a incorporação dos ingredientes de formulação, bem como, para minimizar o efeito produzido pelo composto de aderir aos rolos ao misturador e calandra. Diversos são os tipos de auxiliares de processo comumente usado nos compostos, dependendo do principal efeito desejado no processamento, podendo ser utilizado desde ácido esteárico até “tackificantes”.
  • 68. 67 Ceras:- As ceras são provavelmente os auxiliares de processamento mais largamente usados nos compostos de Polietileno Clorosulfonado, pois, são de fácil solubilidade e dispersibilidade ajudando na incorporação dos demais ingredientes de formulação e ainda oferece um excelente efeito como desmoldante interno. Podem ser consideradas como ceras auxiliares de processo as parafinas, vaselinas, ceras de polietileno e as microcristalinas. As parafinas e vaselinas são muito eficientes auxiliares de processo, porém, se usado em excesso poderão causar “blooming”. Ácido Esteárico e Estearatos:-
  • 69. 68 O ácido esteárico (estearina) e os estearatos também são usados como auxiliares de processo e desmoldante interno em compostos de Hypalon, porém, limitado a compostos que não contenham o litargírio. O estearato de zinco deverá ser evitado em compostos de Polietileno Clorosulfonado, porque, o zinco tende a formar o cloreto de zinco com subseqüente dehidrohalogenação do polímero, prejudicando sua resistência ao calor e intemperismo. Cera de Polietileno de Baixo Peso Molecular e Polietileno Glicol:- Ceras de polietileno de baixo peso molecular como o tipo AC – 617 – A ou tipo AC – 1702 são normalmente empregadas como um eficiente auxiliar de processo para compostos de Polietileno Clorosulfonado. A cera AC – 617-A é comumente indicada quando, durante o processamento de mistura do composto, a temperatura seja superior a 97 ºC, para que ocorra o amolecimento e perfeita solubilidade na mistura.
  • 70. 69 Compostos que serão processados em misturador aberto onde, normalmente a temperatura não atinge valores altos, torna-se mais recomendado o emprego da cera tipo AC – 1702, adicionada logo no início do processamento de mistura, assim que tenha ocorrido a mastigação e plastificação do polímero. O polietileno glicol tipo AT-PEG 4000 também funciona perfeitamente bem como auxiliar de processo para compostos de Polietileno Clorosulfonado, misturados em temperaturas inferiores a 80 ºC. O principal efeito destes auxiliares de processo está na dispersão dos ingredientes de formulação. Durante a mistura, também são extremamente eficazes como lubrificantes interno, melhorando a extrusão, calandragem e desmoldagem de artigos injetados ou moldados. EPDM – ( Semi Cristalino / Média Viscosidade ), e Polibutadieno de Alto CIS 1,4. Grades de EPDM de média viscosidade Mooney e Semi Cristalino são essencialmente efetivo como auxiliar de processo para compostos de Polietileno Clorosulfonado que contenham cargas minerais, melhorando o “green strength”, facilitando o manuseio dos compostos no estado não vulcanizado; como: lençóis calandrados, alimentação de injetoras, etc.
  • 71. 70 O Polibutadieno de alto CIS 1.4 atua com efeito similar ao do EPDM, no composto de Polietileno Clorosulfonado, ainda, devido sua característica amorfa, auxilia na desmoldagem dos artigos vulcanizados e diminui a adesão do composto nos rolos do misturador e calandra. Agentes Tackificantes:- A produção de alguns tipos de artefatos fabricados em Polietileno Clorosulfonado, como correias transportadoras, revestimento de tanques, emendas de lençóis calandrados, revestimento de rolos, entre outros, são basicamente preparados a partir de montagens de compostos cru ( não vulcanizados ). Normalmente, a preparação destes artefatos se dá por sobreposição de mantas ou lençóis calandrados, perfis extrusados, ou junção de alguma forma, do compostos cru, o que exige alto “tack”. Compostos base Polietileno Clorosulfonado, devido sua termoplasticidade, quando em temperatura ambiente, não apresentam significantes propriedades de “tack”, assim, a adição de ingredientes tackificantes torna-se imprescindível, seja:
  • 72. 71 a) Preparação do composto. Uma significativa melhora do “tack” ocorre com a adição ao composto de plastificante aromático, caulins e sílicas. O emprego da Cumarona-Indeno tipo Cumar P-10 ou Rhenosin C-10 ( Rhein Chimie ), em teores de até 15 PHR, funciona como eficiente tackificante. b) Ótimos resultados do incremento do “tack”, também são conseguidos aquecendo o composto de Polietileno Clorosulfonado à temperatura entre 50 a 60 ºC, no ato da sobreposição, junção ou união das partes elastoméricas. c) É muito importante, antes da sobreposição das partes elastoméricas ( no estado cru ), ativar o tack das superfícies de contato utilizando solventes do tipo Ciclohexano. Este solvente proporciona excelente ativação do “tack” superficial, oferecendo poucos riscos de formação de bolhas, sendo ainda de baixa toxidade. CARGAS PARA COMPOSTOS DE HYPALON:- Compostos de Polietileno Clorosulfonado tipo goma-pura e vulcanizados, apresentam excelentes propriedades técnicas como:- tensão de ruptura, módulos, resistência a abrasão, rasgamento, etc., assim sendo, na elaboração de compostos quando desejamos adicionar cargas, não é necessária a
  • 73. 72 indicação de cargas altamente reforçantes, para obter as qualidades desejadas do artefato. Muitas vezes, cargas são adicionadas aos compostos, mais por questões de economia do que para buscar melhorias das propriedades técnicas dos artefatos finais. Cargas reforçantes como Negros de Fumo são comumente recomendadas para compostos de cor preta, estas oferecem ótimas características mecânicas e químicas, aos artefatos vulcanizados. Negros de Fumo tipo N - 762, N - 660, N – 550 e N - 990, são os mais indicados por fornecer ótimo balanço entre as propriedades desejadas do artefato vulcanizado e facilidade de processamento. Para compostos de cores claras, ou carregados com cargas minerais, a indicação do tipo mais adequado de carga dependerá das propriedades buscadas do artefato vulcanizado. Comparando-se com os Negros de Fumo, as cargas minerais proporcionarão aos artefatos de Polietileno Clorosulfonado vulcanizados, maior alongamento e
  • 74. 73 melhor resistência ao rasgo, porém, com módulos inferiores, bem como, a tensão de ruptura, resistência a abrasão e a água. Compostos carregados com pó de cortiça, também podem ser elaborados, estes resultam em artefatos vulcanizados com boa resistência ao calor, óleos e menor DPC. Juntas automotivas normalmente utiliza compostos de Polietileno Clorosulfonado, contendo cortiça. Outra especialidade são os compostos carregados com ferrita magnética. Compostos assim elaborados são indicados para produção de artefatos como vedações para câmaras frigoríficas, fitas magnéticas flexíveis, lâminas aderentes a superfícies ferrosas, brindes,etc. Polietileno Clorosulfonado, devido ao cloro contido em sua estrutura polimérica é geralmente mais resistente a flamabilidade que outros polímeros hidrocarbônicos convencionais. Esta resistência à flamabilidade poderá ainda ser intensificada com a adição de certos tipos de cargas e aditivo halogêneos como a alumina hidratada, hidróxido de magnésio, trióxido de antimônio e decabromodifenilóxido, além de plastificantes base fosfitos e ou clorados.
  • 75. 74 PIGMENTOS CORANTES PARA COMPOSTOS DE HYPALON:- Compostos de Polietileno Clorosulfonado para artefatos de cor preta, podem usar o Negro de Fumo como pigmento. Compostos de cor preta ainda oferecem maior versatilidade na escolha dos ingredientes receptores de acidez, podendo usar o Litargírio Sublimado, os Sais de Chumbo ou Óxido de Magnésio. Para fabricação de artefatos claros ou coloridos, devemos partir de compostos de cor branca onde o Dióxido de Titânio é o pigmento utilizado, pois, além de realçar a cor branca com tonalidade fosca, ainda oferece ao artefato vulcanizado muito boa resistência a raios ultra-violeta. Para colorir o composto base branca, podem ser utilizados pigmentos coloridos do tipo orgânico ou inorgânico, na tonalidade desejada. PROCESSAMENTO DE COMPOSTOS DE POLIETILENO CLOROSULFONADO:-
  • 76. 75 Informações Preliminares:- Considera-se como processamento do Polietileno Clorosulfonado, em uma fábrica transformadora de borracha, desde a chegada das matérias primas, na planta produtora até a montagem e operação do produto final vulcanizado às aplicações a que se destinam. Grande volume dos polímeros de Polietileno Clorosulfonado é comercializado para produção de artefatos sólidos, porém, alguns grades deste material são destinados a preparação de soluções líquidas de base solvente. A produção de compostos sólidos segue os métodos tradicionais, e são processados em equipamentos convencionais de fábricas transformadoras de borracha, guardando-se cuidados somente de algumas pequenas particularidades típicas desta família de elatômeros. O processamento de mistura pode ser pelo sistema convencional ou, dependendo das características do composto, também, pelo sistema UPSIDE – DOWN, de qualquer maneira, após a descarga do Banbury, a massada deverá
  • 77. 76 ser laminada, resfriada e descansada, antes de seguir para os processos subseqüentes. Os diversos meios de conformação para artefatos de borracha, como: moldagem por compressão, extrusão, calandragem, injeção, etc., são comumente usados para produzir peças em Polietileno Clorosulfonado que, oferecem ótimos resultados. Processamento de Mistura:- A produção da mistura dos compostos em Polietileno Clorosulfonado pode ser desenvolvida em Banbury ou em Misturador Aberto. A mistura em Banbury é preferida devido a velocidade de produção, bem como, pelos níveis de temperatura conseguido, pois, alguns ingredientes de formulações exigem temperaturas mais elevadas para solubilização e dispersão.
  • 78. 77 Misturadores abertos também produzem compostos com boa qualidade, porém, exigem períodos bem mais longos de mistura e incorporação dos ingredientes. Normalmente os misturadores abertos são usados para pequenas produções de compostos. Mistura em Banbury, método UPSIDE – DOWN Uma eficiente condição de mistura do composto de Polietileno Clorosulfonado em Banbury requer um cuidadoso dimensionamento do fator de enchimento. Aconselha-se usar fator de enchimento entre 70 a 75 % do volume da câmara do Banbury. Excelentes características de mistura pelo método “UPSIDE-DOWN” são conseguidas obedecendo as seguintes etapas: 1°- Alimentar o Banbury com as cargas e misturar por 15 segundos;
  • 79. 78 2º- Adicionar o receptor de acidez, auxiliares de processo e plastificantes; misturar por mais de 20 segundos. 3º- Adicionar o polímero e misturar por mais 5 minutos. 4º- Descarregar a massada sobre um Misturador Aberto, homogeneizar, laminar, resfriar e colocar para descansar (maturação) por um período mínimo de 24 horas. Nota: - A temperatura da massada no ato da descarga do Banbury deverá ser inferior a 110 º C. 5º- Retornar o composto (descansado) ao Misturador Aberto, pré aquecê-lo, em seguida adicionar o NBC ( se este for ingrediente da formulação ), incorporando-o perfeitamente. Seguindo, adicionar os agentes de cura e aceleradores, misturando-os e homogenizando-os ao composto cuidadosamente durante aproximadamente 4 minutos. 6 º- Laminar em mantas e enviar para os processos subseqüentes.
  • 80. 79 Mistura em Banbury método Convencional:- Calcular o fator de enchimento para 70 a 75 % do volume da câmara do Banbury. 1º- Alimentar o Banbury com todo o polímero e proceder à mastigação durante 2 minutos. 2º- Adicionar o receptor de acidez e auxiliares de processo, misturar por aproximadamente 20 segundos. 3º- Adicionar as cargas plastificantes, misturar e incorporar por 4 minutos. Obs.: As etapas 4, 5 e 6, são idênticas às do sistema anterior (UPSIDE DOWN). Mistura em Misturador Aberto:-
  • 81. 80 Compostos de Polietileno Clorosulfonado são facilmente processados em Misturador Aberto. O aumento da temperatura dos rolos durante a mistura promove ao composto maior plastificação, facilitando a incorporação dos ingredientes. De qualquer maneira o sistema de arrefecimento deverá ser mantido. O volume da massada a ser processada no Misturador Aberto é um fator importante a ser considerado, pois, se dimensionado incorretamente, para mais ou para menos, poderá ocasionar deficiência de mistura, obtendo-se artefatos finais vulcanizados com características inadequadas. Os fabricantes de Misturadores Abertos fornecem tabelas que definem o volume da massada em função do tamanho da máquina. O tempo de mistura de um composto em Misturador Aberto demanda desde 25 minutos até 40 minutos, dependendo da quantidade de cargas e plastificantes adicionados. A ordem de adição dos ingredientes para mistura em Misturador Aberto segue as etapas abaixo:
  • 82. 81 1º- Com a máquina ligada, refrigeração atuando e distância entre rolos de aproximadamente 2 mm., adicionar o polímero e mastigar até formar uma banda uniforme em torno do rolo do misturador; 2 º- Adicionar a Cera de Polietileno e incorpora-la ao polímero plastificado até total dispersão. 3°- Adicionar as cargas reforçantes juntamente com as resinas amaciantes e auxiliares de processo; misturar até total incorporação; 4 º- Adicionar o Óxido de Magnésio ( e ou Litargírio pré-disperso ); misturar até total incorporação; 5°- Adicionar as cargas inertes juntamente com os plastificantes e o ácido esteárico ou estearatos ( quanto tiver ); misturar até total incorporação; 6°- Laminar a massada em mantas, resfria-la, e colocar para descansar durante mínimo 24 horas;
  • 83. 82 7°- Retornar a massada ao misturador aberto, aquece-la e adicionar os agentes de cura, aceleradores, NBC ( quando tiver ); misturar até total homogeneização; 8°- Cortar a massada em mantas ou fitas e enviar para os processos subseqüentes de conformação e vulcanização. Processamento de Extrusão:- Compostos de Polietileno Clorosulfonado oferecem ótimas características de conformação por extrusão, podendo ser processados com extrusoras longas, alimentadas por fitas do composto a frio, ou extrusoras curtas, desde que alimentadas a quente.
  • 84. 83 A extrusão do composto apresenta melhor performance se a calibração das temperaturas da extrusora obedecerem as seguintes recomendações: Zona da máquina Extrusora Curta Aliment. Quente Extrusora Longa Aliment. Frio Rosca 30 º C 55 º C Boca de Alimentação 50 º C 50 º C Câmara (canhão) 60 º C 60 º C Cabeçote e Matriz 105 º C 107 º C Assim como compostos de outros tipos de borracha, também para os de Polietileno Clorosulfonado, os ingredientes, Negros de Fumo de alta estrutura como o N - 550, auxiliares de processo, resinas amaciantes entre outros, tipicamente usados em compostos para extrusão, devem ser observados.
  • 85. 84 Processamento de Calandragem:- Compostos convencionais de Polietileno Clorosulfonado, normalmente são calandrados em temperaturas um pouco mais elevadas que as utilizadas para outros tipos de borracha. Algumas vezes o processamento de calandragem em temperaturas inferiores às recomendadas ajudam a diminuir possíveis formações de bolsões de ar no composto, próximo ao “nip” dos rolos da calandra. Processamento de calandragem em altas temperaturas produzem lençóis com superfícies lisas e brilhantes, porém, poderá ocorrer adesão do lençol nos rolos da calandra. Ao alimentar a calandra, é recomendado que o composto esteja pré-aquecido próximo à temperatura de calandragem ainda, a temperatura de pré aquecimento deverá ser uniforme para evitar o enrugamento do calandrado.
  • 86. 85 Antes de calandrar compostos, muito macios, é imprescindível observar a total isenção de ar ocluso, aconselha-se extrusar o composto antes de calandrar, para evitar formação de bolhas; também, recomenda-se trabalhar com velocidades mais reduzidas de calandragem. Compostos muito macios torna-se interessante que o nível de plasticidade seja aumentado, para melhor calandragem, assim, a adição ao composto de 5 a 10 phr de cumarona indeno sólida poderá ser de grande auxilio. Os lençóis calandrados apresentam excelente aspecto superficial em espessuras mínimas de até 1,0mm., espessuras inferiores não são recomendadas. Lençóis calandrados muito finos, após serem calandrados, aconselha-se que sejam resfriados e suportados por tecido de forro para evitar rasgos ou deformações indesejáveis, principalmente lençóis produzidos a partir de compostos macios. Normalmente, o Hypalon 45 é o tipo mais recomendado para produção de compostos calandrados, seguido pelo Hypalon 40 S e Hypalon 40. Vale lembrar que bons auxiliares de processo como: Estearina, Polietileno Glicol, Ceras de
  • 87. 86 Polietileno, Parafinas Cloradas, etc.... devem ser consideradas nas formulações. Abaixo mostramos sugestões da regulagem de temperatura dos rolos da calandra. a- Calandra de três rolos – lençóis espessos. - rolo superior ..................................................................................132 a 143 ºC - rolo intermediário...........................................................................132 a 143 ºC - rolo inferior..................................................................................... 20 a 25 ºC b- Calandra de três rolos – lençóis finos - rolo superior ..................................................................................127 a 143 ºC
  • 88. 87 - rolo intermediário...........................................................................127 a 143 ºC - rolo inferior.................................................................................... 104 a 116 ºC Obs.: Neste caso o lençol deverá ser suportado por tecido de forro. c- Calandra de quatro rolos – lençóis finos - rolo superior ..................................................................................127 a 143 ºC - primeiro rolo intermediário. ..........................................................127 a 143 ºC - segundo rolo intermediário ..........................................................116 a 127 ºC - rolo inferior................................................................................... 104 a 116 ºC Obs.: Lençol suportado por tecido de forro.
  • 89. 88 Processamento de Moldagem por:- Compressão , Transferência e Injeção:- Compostos de Polietileno Clorosulfonado podem ser moldados e vulcanizados pelos métodos convencionais usados pelas indústrias transformadoras de borracha. Moldados de superior qualidade visual e facilidade de desmoldagem são produzidos em moldes com cavidades cromadas. Eficiente desmoldante pode ser obtido pela combinação de 0,5 % de Vanfre DFL com emulsão de Silicone tipo Dow Corning 36, perfeitamente solubilizado em água. Compostos de Polietileno Clorosulfonado, contendo Vanfre HYP e Cera de Polietileno tipo AC – 1702 apresentam ótima fluidez no interior do molde, excelente desmoldagem e baixa sujidade.
  • 90. 89 Para produção de peças moldadas por compressão, a indicação de compostos de viscosidade mais elevada reduz problemas de bolhas, e se estes compostos forem processados por transferência recomenda-se aquecer os pré-formados. Compostos de Polietileno Clorosulfonado para artefatos injetados deverão apresentar ótimo “green strength” o que evita o rompimento da fita que alimenta a injetora. Para evitar a adesão das superfícies da fita sobre ela própria, recomenda-se aplicação de caulim em tais superfícies. Outros tipos de antiaderentes devem ser evitados. Bons resultados de injeção são conseguidos calibrando-se a injetora com as seguintes temperaturas: câmara de injeção 80 a 85°C e molde 170 a 180 ºC, (vulcanização). Evitar temperaturas de vulcanização acima de 190 ºC pois, poderá comprometer a estrutura polimérica do material. O tempo de injeção dependerá do volume do artefato e o tempo de vulcanização é definido pela curva reométrica, caso a caso. FORMULAÇÕES:-
  • 91. 90 A Tabelas n º 11 apresenta diversas sugestões de formulações com referência para compostos de Polietileno Clorosulfonado e, a Tabela n° 12 mostra algumas propriedades e indicação para condições de uso dos compostos vulcanizados.
  • 92. 91 TABELA N º 5 PROPRIEDADES COMPOSTOS DE HYPALON C/ N. DE FUMO Composto Hypalon (graus abaixo)................................................. 100 PHR Padrão Litargirio Subrimado Dispersão 90% ativo ................ 27,8 PHR Usado Negro de Fumo N – 762................................................ 55 PHR Plastificante aromático................................................... 55 PHR MBTS............................................................................ 0,5 PHR Tetrone A ..................................................................... 2 PHR
  • 93. 92 TIPOS DE HYPALON 20 30 40S 40 408 5 HP G 652 5 45 48 PROPRIEDADESDOCOMPOSTOCRU VISCOSIDADE MOONEY – ML 1 + 4 @ 100 º C 25 29 38 42 68 78 32 40 Scorch Mooney MS @ 121 º C - Viscosidade minima (unid.) 14 11 10 12 22 30 15 11 - TEMPO PARA AUMENTO DE 10 UNID. NA VISCOSIDADE (MÍN.) 13 13 20 19 16 18 16 20 PROPRIEDADESCOMPOSTOSVULCANIZADOS VULCANIZADOS 30 MIN. @ 153 º C Propriedades Originais a 24 º C - MÓDULO A 100 % (MPA) 4,8 13 5 5,2 6 4,7 6 10,2 - MÓDULO A 200 % (MPA) - - 13, 4 14 16, 2 12, 8 17, 1 20,6 - TENSÃO DE RUPTURA (MPA) 12 15,6 18, 1 20 21, 7 19, 8 20, 6 22,2 - ALONGAMENTO À RUPTURA (%) 180 140 270 310 290 320 275 210 - DUREZA (SHORE A) 67 89 66 67 67 65 80 77 Propriedade Envelhecimento 7 dias @ 121 º C - Tensão de ruptura (Mpa) 13, 8 18,4 19, 1 19, 7 20, 3 21 23 21,4 - Alongam. à ruptura % 80 60 200 210 190 260 210 140 - Dureza Shore A 83 90 77 76 78 77 85 87
  • 94. 93 Propriedades Originais à 100 º C - Tensão de ruptura (Mpa) 3,4 4,2 9 10 10, 5 9,3 7,8 9,6 - Alongamento à Rup. (%) 70 130 170 190 190 200 190 150 Rasgamento C.P. tipo C (KN/m) 21 34 35 31, 5 35 38 31 25 Resiliência Yerzley (%) 65 Muit o Baix a 60 55 65 72 60 Muit o Baix a Temperatura de transição Vítrea º C -50 -30 -55 -56 -55 -56 -65 -14 Incham. Água 7 dias a 70 º C (%) 1 2 3 3 3 2 4 2 Incham. Óleo ASTM 3 – 70 H @ 121 º C (%) 83 13 44 44 36 80 83 13 Deformação Permanente à Compressão 22 horas @ 70 º C Método B (%) 34 50 13 12 9 11 15 28 TABELA N º 6 –PROP.COMPOSTOS DE HYPALON COM CARGAS MINERAIS Composto Hypalon (graus abaixo)................................................. 100 PHR Padrão Óxido Magnésio ativo ................................................. 4 PHR Usado Caulim Duro.................................................................. 80 PHR Plastificante aromático................................................... 30 PHR Pentaeritritol (200 mesh)................................................ 3 PHR Tetrone A ...................................................................... 2 PHR
  • 95. 94 TIPOS DE HYPALON 20 30 40S 40 408 5 HPG 6525 45 48 PROPRIEDADESDO COMPOSTOCRU VISCOSIDADE MOONEY – ML 1 + 4 @ 100 º C 16 15 40 44 73 83 26 37 Scorch Mooney MS @ 121 º C - Viscosidade minima (unid.) 5 5 14 16 26 30 10 8 - TEMPO PARA AUMENTO DE 10 UNID. NA VISCOS. (MIN.) 38 35 29 24 23 26 46 48 PROPRIEDADESCOMPOSTOSVULCANIZADOS VULCANIZADOS 30 MIN. @ 153 º C Propriedades Originais a 24 º C - MÓDULO A 100 % (MPA) 5,6 12,4 5,5 6 6 5,3 5 6,2 - MÓDULO A 200 % (MPA) 8,4 - 7,8 8,4 9 7,9 7,4 11,8 - TENSÃO DE RUPTURA (MPA) 9,4 14 18,6 19 20,7 20 18,8 16,8 - ALONGAMENTO À RUPTURA (%) 260 140 550 550 520 530 540 470 - DUREZA (SHORE A) 63 82 63 67 69 70 81 72 Propriedade Envelhecimento 7 dias @ 121 º C - Tensão de ruptura (Mpa) 15,8 21,8 16,2 17 17,9 15,4 15,2 18,6 - Alongam. à ruptura % 120 80 200 210 205 270 250 180 - Dureza Shore A 74 91 76 78 78 78 84 80 Propriedades Originais à 100 º C - Tensão de ruptura (Mpa) 3,8 3 2,8 3,1 3,7 4 3 4,4 - Alongamento à Rup. (%) 150 90 210 220 215 215 270 280 Rasgamento C.P. tipo C (KN/m) 31 26 55 57 59 57 50 42 Índice de Abrasão NBS 70 52 108 146 203 247 70 73 Resiliência Yerzley (%) 67 Muito baixa 55 58 65 75 60 Muito baixa Temperatura de transição Vítrea º C -37 -30 -35 -34 -34 -37 -32 -14
  • 96. 95 Incham. Óleo ASTM 1 – 70 H. a 121o . C. -4 12 -11 -12 -13 10 16 -12 Incham. Óleo ASTM 3 – 70 H 121 º C (%) 92 13 52 45 38 103 135 13 Incham. Água 7 dias a 70 º C. 71 52 78 74 67 47 60 56 Deformação Permanente à Compressão 22 horas @ 70 º C (%) Corpo-de-prova vulcanizado por 35 min. A 153o . C 60 69 59 59 54 47 46 65
  • 97. 96 TABELA N º 10 SUGESTÕES PARA SISTEMAS DE CURA DOS COMPOSTOS DE HYPALON Características ou Propriedades desejadas Indicado para Ingredientes de Cura Quantidade em PHR Coloridos Pretos Artefatos de Uso Geral Sim Sim Òx. Magnésio / PER/TMTD/Enxofre 4 / 3 / 2 / 1 Sim Sim Óxi. Magnésio / PER / TETRON A 4 / 3 / 2 Não Sim Litargírio / Enxofre / TMTD ou TETD 25 / 1 / 2 Não Sim Litargírio / Tetrone A / MBTS 25 / 2 / 0,5 Máxima Estabilidade de cor Sim Sim Óxido Magnésio / Enxofre 20 / 1 Sim Sim Óx. Magnésio / Tetrone A 20 / 2 Sim Sim Óx. Magnésio / Varox DBPH – 50 / TAC 10 / 6 / 4 Ótima resistência à Água e a produtos químicos Não Sim Litargírio / Enxofre / TMTD ou TED 25 / 1 / 2 Não Sim Litargírio / Tetrone A / MBTS 25 / 2 / 0,5 Sim Sim Tribásico Maleato de Chumbo / PER / MBT 40 / 3 / 1,5 Sim Sim Dibásico Ftalato de Chumbo / Varox DBPH – 50 / TAC 40 / 6 /4
  • 98. 97 Sim Sim Óx. Magnésio / Resina Epoxy / Tetrone A 3 / 4 / 2 Sim Sim Resina Epoxy / Tetrone A / MBTS / DOTG 15 / 1,5 / 0,5 / 0,25 Alta resistência ao calor Não Sim Litargírio / Óx. Magnésio / TMTD / Enxofre / NBC 20 / 10 / 2 / 1 / 3 Não Sim Litargírio / Óx. Magnésio / Tetrone A / MBTS / NBC 20 / 10 / 2 / 0,5 / 3 Não Sim Litargírio / Óx. Magnésio / Tetrone A / MBTS / HVA-2 / NBC 20 / 10 / 0,75 / 0,5 / 1 / 3 Baixa Deformação permanente à compressão Sim Sim Óx. Magnésio / Varox DBPH – 50 / TAC 10 / 6 / 4 Sim Sim Dibásico Ftalato de chumbo / Varox DBPH – 50 / TAC 40 / 6 / 4 Não Sim Hidrox. Cálcio / HVA – 2 / Ionac GFI – 710 4 / 3 / 2 Sim Sim Óx. Magnésio / PER / Tetrone A / HVA – 2 4 / 3 / 2 / 1 Sim Sim Óx. Magnésio / Varos DBPH – 50 / TAC 10 / 6 / 4 Não Sim Hidrox. Cálcio / HVA – 2 / Ionac GFI – 710 4 / 3 / 2 Não Sim Litargírio / HVA – 2 / Sulfasan R 25 / 2 / 3 Não Sim Predispersão HC – 11 30
  • 99. TABELA N º 11 FORMULAÇÕES DE REFERÊNCIA MATÉRIAS PRIMAS F1 PHR F2 PHR F3 PHR F4 PHR F5 PHR F6 PHR F7 PHR F8 PHR F9 PHR F10 PHR Hypalon 40 100 100 100 100 0 0 0 100 100 100 Hypalon 4085 0 0 0 0 100 100 100 0 0 0 Óxido Magnésio Ativo 4 0 10 4 5 4 4 4 10 10 Pentaeritritol (200 mesh) 3 0 0 3 3 3 3 3 0 0 Litargírio Sublimado 0 25 20 0 11 0 0 0 0 0 Vanox NBC 0 0 3 3 3 3 2 0 0 0 Dióxido de Titânio 0 0 0 0 0 0 0 35 35 0 Óxido de Cálcio 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0 Negro de Fumo N - 990 0 0 0 0 40 40 0 0 0 0 Negro de Fumo N – 762 40 3 40 50 40 40 50 0 0 3 Talco Industrial 0 0 0 0 0 0 0 0 0 80 Caulim SAC 200 Z 0 80 0 0 0 0 50 50 50 0 Parafina clorada 40% 0 3 0 30 3 3 33 0 0 20 Cera de Poliet. AC-1702 0 0 0 0 3 3 3 0 0 0 Plast.Polim. Uniflex 330 0 0 0 0 30 15 0 0 0 0 Óleo de Soja Epoxidado 0 0 0 0 0 15 0 0 0 0 Plastif. Aromático 0 15 0 0 0 0 0 0 0 0 Enxofre 1 0 0 2 0 0 0 1 0 0 TMTD (ou TETD) 2 0 0 0 0 0 0 2 0 0 Tetrone A 0 2 0,75 0 1 1 1 0 0 0
  • 100. www.cenne.com.br Página 99 MBTS 0 0,5 0,5 0,5 1 1 1 0 0 0 HVA – 2 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 VAROX DBPH – 50 0 0 0 0 0 0 0 0 6 6 TAC (70%) 0 0 0 0 0 0 0 0 4 3,75 TABELA N º 12 ALGUMAS PROPRIEDADES DOS COMP. DAS FORMULAÇÕES DA TABELA N º 11 Cód. da Form. Vulcanização Dure za ( 5) SH-A Tens ão de Rup. Mpa Along . à Rupt. % D.P.C . 22 Ha 70 º C % APLICAÇÃOTempo Min. Temper º C. F1 30 153 75 25,6 230 31 Uso Geral F2 15 160 70 14,8 520 41 Segurança no Processamento F3 30 153 67 20,0 240 20 Resist. à água e ao calor F4 10 160 60 17,2 340 - Uso geral F5 6 160 70 14 230 35 Reistência ao Calor F6 13 160 65 17 260 - Resistência ao Calor F7 15 160 70 15,4 320 22 Sem Chumbo Resist. a Água F8 30 153 77 17,6 440 40 Artigos de Cores Claras F9 30 153 70 14 360 18 Peças Claras Baixo DPC F10 20 160 63 7,00 430 27 Baixa D.P.C Formulação de Referencia para Tintas Base Polietileno Clorosulfonado Etapa N°1:- Composto “A”
  • 101. www.cenne.com.br Página 100 Matérias Primas phr Hypalon 30 ( ou Hypalon 20 ) ------------------------------------ 100 Litargírio Sublimado -------------------------------------------------- 15 Resina Ester de Breu ------------------------------------------------- 3 Sílica Precipitada ------------------------------------------------------ 10 Dióxido de Titânio ----------------------------------------------------- 8 Pigmento Corante ------------------------------------------------------ 2 ------ 138 Misturar estes ingredientes perfeitamente em Misturador Aberto. Etapa N°- 2:- Composto “B” Composto ―A‖ ---------------------------------------------------------- 138 Solvente MEK ---------------------------------------------------------- 80 Solvente Tolueno ---------------------------------------------------- 160 Solvente Xilol ---------------------------------------------------------- 160 ---------- 538 Misturar perfeitamente os ingredientes Etapa N°- 2, produzindo o Composto ―B‖. Este processo de mistura deverá ser feito em Misturador de Hélices ( Diluidor ),e durante aproximadamente 20 horas. Etapa N°- 3:- Composto “C” Etileno Tiurea N.A – 22 ------------------------------------------------ 1 DOTG ----------------------------------------------------------------------- 2
  • 102. www.cenne.com.br Página 101 Solvente Tolueno -------------------------------------------------------- 10 -------- 13 Misturar estes ingredientes, Composto ―C‖, perfeitamente em Misturador de Hélices durante aproximadamente 5 horas até total dissolução. Etapa N°- 4:- Procedimento de Preparação da Tinta Composto ―B‖ ----------------------------------------------------------- 538 Composto ―C‖ ------------------------------------------------------------ 13 --------- Total 551 Misturar o Composto ―B‖ com o Composto ―C‖ em Misturador de Hélices durante aproximadamente 40 minutos. Após esta Etapa N°-4, a tinta estará pronta para aplicação, por pincel, rolo, ou pistola ( neste caso ajustar a viscosidade através de solventes ). É muito importante que o substrato onde será aplicada a tinta esteja perfeitamente limpo e desengraxado. Depois de aplicada a tinta sobre a superfície do substrato, o conjunto deverá ser colocado em estufa com circulação de ar e à temperatura de 130° C, durante aproximadamente 40 minutos para que ocorra a cura da tinta. Conclusão:-
  • 103. www.cenne.com.br Página 102 Acreditamos que com as informações contidas neste texto seja possível o esclarecimento de diversas dúvidas que normalmente ocorrem na oportunidade de indicação desta família de polímero para produção de artefatos técnicos em borracha de alta performance. Lembramos diante – mão que as poucas linhas acima descritas e as informações nelas contidas, estão muito longe de esgotar o assunto, mesmo porque, trata-se quase de uma ciência em constante evolução, em que a cada dia encontramos histórias de casos com singular sucesso. Nosso principal objetivo, na realidade é somente de compartilhar estas informações com nossos colegas tecnologistas interessados. Bibliografia:- - R.R. Warner, Rubber Age 1952, - R.E. Brooks, D.E.Strain, and A.. McAlevy, India Rubber World 1953, - M.A. Smmok, I.D.Roche, W.B. Clark, and O.G.Youngquist, India Rubber World 1953 - A.Nersasian and D.E. Anderson, J.Appl. Poly. Sci 4, 74 ( 1960 ). - W.F.Busse and M.A.Smmok, India Rubber World 1953, - Basic Compounding of Hypalon, Selecting a Filler, By I.C.. DuPuis, DuPont Elastomers, - Hypalon for Weather Resistance, by I.C.. Dupuis and D.W. Cumberland, DuPont 1987 - Crosslinking Chlorosulfonated Polyethylenes, by J.T.Maynard and P.R.Johnson, Rubber Chimistry and Techinoloy, Oct.- Nov. 1963, - Types, Properties and Uses of Hypalon, Techinical Information, DuPont Elastomers, - Selecting a Curing Sistem for Hypalon, Techinical Information, Dupont Elastomers 1997, - Peroxide Cure Systems for Hypalon, Techinical Informtion, DuPont Elastomers, 1997,
  • 104. www.cenne.com.br Página 103 - Selecting a Plasticizer and Processing Aid, Techinical Information HP 340-1 DuPont. 1997, - Processing Hypalon, Techinical Information HP – 400.1 ( R2 ) DuPont Elastomers 1997, - Fluid Resistance of Liners and Covers Based on Hypalon Tech. Inf. DuPont 1996, - Film Calandred of Hypalon, Techincal Information, DuPont Elastomers 1997, - Protective and Decorative Coatings with Hypalon, by R.S.Jenkins, DuPont Elastomers 1986.