Universidade Estadual da Paraba Centro de Cincias e Tecnologia Departamento de Qumica

Universidade Estadual da ParabaCentro de Cincias e TecnologiaDepartamento de Qumica

Campina Grande-PB, 06/02/2014Higo MoreiraJos CleudoRodolfo FelixAditivao de PolmerosBibliografia

IntroduoOs polmeros vm tendo uma grande expanso das indstrias de polmeros e produtos plsticos, adotando novos usos e tecnologia para estes materiais em velocidade surpreendente.A aplicao dos materiais polimricos possvel pela sntese de novos polmeros e pela modificao de polmeros existentes. Os aditivos tem exercido uma funo trmica importante neste desenvolvimento, desde a etapa de polimerizao at a alterao de importantes propriedades finais dos polmeros originais.Pode ser lquidos, slidos ou borrachosos, orgnicos ou inorgnicos.Os aditivos so geralmente adicionados ao polmero (no sempre) em pequenas quantidades.

IntroduoOs aditivos devem atender os seguintes requisitos:eficientes em sua funo. Quanto menor a quantidade necessria para que o aditivo confira s propriedades exigidas ao produto, melhor;estveis nas condies de processamento. Os polmeros geralmente so processados em temperaturas elevadas o que pode provocar decomposies em aditivos termicamente sensveis.de fcil disperso. O desempenho do produto diminui muito em composies com disperso deficiente.estveis nas condies de servio. O efeito do tempo pode provocar alteraes qumicas ou fsicas nos aditivos.ser de baixo custo. A convenincia econmica na maioria das vezes colide com a eficincia tecnolgica.

Introduono migrar. Os aditivos, como substncias de baixo peso molecular, podem ter mobilidade acentuada na massa polimrica, difundido para a superfcie do produto. Esta migrao normalmente indesejvel pois o aditivo perde a sua eficincia no interior da pea e provoca efeitos negativos na aparncia do material.ser atxicos e no provocar gosto ou odor. Condies especialmente importantes quando o material ser utilizado em contato com alimentos, medicamentos ou brinquedos.no afetar negativamente as propriedades do polmero. Condio difcil de ser alcanada se o aditivo for utilizado em quantidades elevadas.

Tipos de AditivosOs mais comumente utilizados so:plastificantes;estabilizantes;cargas;antiestticos;nucleantes;lubrificantes;pigmentos;espumantes;retardantes de chama;

Tipos de AditivosOs tipos e quantidades dos aditivos adicionados dependem do polmero em si, do processo de transformao a ser utilizado e da aplicao a que se destina o produto.Muitas vezes necessrio se otimizar as propriedades pois a adio de um certo aditivo, para se atingir um determinado objetivo, pode alterar de forma negativa outras propriedades do polmero;Ex.: negro de fumo (carbono black), muito utilizado em borrachas, que aumenta a resistncia a trao e mdulo esttico, confere colorao preta e atua tambm como estabilizante da radiao ultra-violeta.

Tipos de AditivosDuas razes para a necessidade de se introduzir aditivos na massa polimrica:Os aditivos so algumas vezes necessrios para alterar as propriedades do material, tornando-o mais rgido, por exemplo, ou flexvel, ou at mesmo mais barato;

A necessidade de conferir estabilidade ao material durante o servio e/ou durante o processamento.

Pode-se classificar os aditivos em duas categorias gerais:aditivos protetores: estabilizantes, lubrificantes e antiestticos;

aditivos modificadores: os demais.Tipos de AditivosUma outra classificao, mais abrangente, trata de quatro categorias de aditivos: Auxiliares de polimerizao:Catalisadores.IniciantesAgentes de reticulaoOutros auxiliares

Auxiliares de processamentoLubrificantesAuxiliares de fluxo polimricosSolventes

Tipos de Aditivos EstabilizantesAntioxidantesEstabilizantes trmicosDesativadores de metaisEstabilizantes de ultravioletaPreservativos Aditivos modificadores de propriedadesAntiestticosRetardantes de chamaPigmentosPlastificantesCargasAgentes de reticulaoAgentes de expansoNucleantesEstabilizantesAs propriedades dos matrias plsticos se modificam no decorrer do tempo como resultado de algumas modificaes estruturais.Tais como: ciso da cadeia principal; reaes de reticulao; alteraes na estrutura qumica, levando a formao de cor e a mudanas nas propriedades eltricas e qumica; degradao ou eliminao dos aditivos presentes.Consequncia dos vrios tipos de ataques fsicos (trmica, mecnica, fotoqumica ou radiao de alta energia) ou qumicos (oxidao, hidrlise, ozonlise ou acidlise, etc.).O termo degradao pode ser definido como uma srie de reaes qumicas envolvendo tambm ruptura das ligaes da cadeia principal da macromolcula.

EstabilizantesPara reduzir parte da degradao, isto , para conferir uma maior vida til ao produto, comum a utilizao dos chamados estabilizantes, aditivos que, por vrios mecanismos de atuao, reduzem a velocidade de degradao dos polmeros.So considerados aditivos obrigatrios.A incorporao geralmente feita durante ou logo aps a polimerizao, conferindo estabilidade tambm durante o armazenamento e mistura do material.EstabilizantesOs estabilizantes devem seguir os seguintes estabilizantes:Devem ser sem cor e contribuir pouco para a descolorao do substrato.Devem ser p de fluidez fcil com ponto de fuso at 250C ou lquidos de mdia ou baixa viscosidade.Devem ter estabilidade trmica para suportar as etapas de mistura e processamento.Devem apresentar estabilidade hidroltica.Devem resistir extrao por gua ou outros solventes.Devem ser solveis no monmero ou solvente para uma melhor disperso, durante a polimerizao.Devem ser compatveis com o polmero, apresentando pouca tendncia migrao.Devem possui baixa volatilidade.PlastificantesOs plastificantes so aditivos extremamente empregados em alguns tipos de materiais, com o objetivo de melhorar a processabilidade e aumentar a flexibilidade.A plastificao de um polmero consiste em adicionar os plastificantes para alterar a viscosidade do sistema, aumentando a mobilidade das macromolculas. Podem ser slidos ou, como na maioria dos casos, lquidos de alto ponto de ebulio.O PVC o principal polmero plastificado, correspondendo a mais de 80% do consumo de plastificantes atualmente.Uma possvel forma de atuao dos plastificantes em polmeros envolve a neutralizao, ou reduo, das foras intermoleculares do polmero pelas molculas do plastificante. O peso molecular do plastificante deve ser alto o suficiente para que no seja vaporizado durante o processamento nem que cause uma difuso acentuada.

PlastificantesOs requisitos de qualidade de um plastificante podem compreender os seguintes critrios:pureza;comportamento;permanncia;toxicidade;propriedades conferidas ao polmero;outros efeitos aditivos.

A permanncia do plastificante no polmero depende da volatilidade e da suscetibilidade migrao e extrao por solventes. preciso que o plastificante tenha baixa presso de vapor e baixa taxa de difuso no polmero. PlastificantesNa escolha do tipo de plastificante a ser empregado em um determinado polmero deve-se levar em considerao os seguintes critrios:propriedades: cor, odor, volatilidade, solubilidade, viscosidade, toxidade, densidade, entre outros;processamento: tipo de processamento e de mistura, faixa de temperatura;desempenho do produto: propriedades fsicas, qumicas, eltricas e pticas, entre outros;permanncia: migrao, volatilidade, resistncia qumica e estabilidade;outros efeitos aditivos e interao com outros tipos de aditivos presentes;custo.PlastificantesOs plastificantes podem ser divididos nas seguintes classes principais, cada uma delas com um grande nmero de produtos comerciais:ftlicos;trimetilatos;epoxdicos;polimricos;fosfatos;lineares;hidrocarbonetos.

LubrificantesOs polmeros possuem altos pesos moleculares, o que os tornam extremamente viscosos no estado fundido.Esta alta viscosidade dificulta muito o processamento uma vez que normalmente preciso submeter o material entre canais ou matrizes estreitos em tempos curtos.Para se ter alta produo com mnimo de desgaste da maquina, e mnimo consumo de energia, necessrio se reduzir a viscosidade da massa polimrica.H duas maneiras de reduzir a viscosidade polimrica:Aumentando-se a temperatura, o que aumenta a velocidade de degradao das molculas, o consumo de energia e o tempo de resfriamento;E pela introduo de lubrificantes, que auxiliam o processamento pela reduo da frico interna e externa.

LubrificantesOs lubrificantes facilitam o processamento e mistura de polmeros, atravs da melhoria das propriedades de fluxo e da diminuio da aderncia do melt aos componentes da mquina.Podem tambm exercer muitas outras funes: estabilizantes, antiesttico, pigmento, melhorar a resistncia ao impacto ou atuar como ativador na vulcanizao de borrachas.Normalmente, os lubrificantes, so compostos orgnicos de origem natural ou sinttica, em forma de p, com ponto de fuso at 150C ou lquidos.Os requisitos bsicos de um lubrificante so citados abaixo:devem ser eficientes em sua funo, i.e., reduzir a temperatura de processamento ou reduzir a viscosidade. Normalmente so utilizados em concentraes de 0,3 3%;devem ser estveis durante o processamento, evitando descolorao e degradao para no contaminar o material;Lubrificantesno afetar de forma negativa as propriedades mecnicas e eltricas;no prejudicara estabilidade luz e ao ambiente;no migrar para a superfcie, o que impediria esta de ser revestida ou impressa;no provocar reaes negativas quando em contato com humanos ou com alimentos;melhorar o brilho e o acabamento superficial;no provocar efeito plastificante;no alterar as propriedades pticas, como transparncia. Lubrificantes incompatveis com o polmero podem provocar opacidade e turbidez.

LubrificantesDurante a mistura e o processamento ele reveste a superfcie das partculas do polmero e, quando este comea a amolecer, o lubrificante, j derretido, penetra no polmero. A penetrao depende de sua solubilidade no polmero fundido.Os lubrificantes em geral so hidrocarbonetos ou so hidrocarbonetos com grupos polares.Entre o lubrificante, h os aditivos correlatos, onde est o agente desmoldante, que forma uma fina pelcula, facilitando a retirada da pea.LubrificantesAs principais classes de lubrificante so:cidos e lcoois graxos: cido esterico, cido lurico, lcool estearlico, etc;amidas de cidos graxos: etileno-bis-estearamida, oleamida, etc;steres de cidos graxos: etil estearato, estearil estearato, gliceril triestearato, etc;sabes metlicos: estearato de clcio, magnsio, zinco, etc;ceras parafnicas: ceras de PE e PP, parafinas naturais e sintticas, etc;polimricos: silicones, fluorados, lcool polivinlico, etc;inorgnicos: grafite, dissulfeto de molibdnio, talco, etc.

AntiestticosOs produtos plsticos geralmente acumulam cargas eltricas estticas superficiais, causando alguns problemas comoAcumulo de poeiraChoques eltricosDanos eletrostticos em componentes eletrnicosGerao de fascasAglomerao de p durante o transporte pneumticoAderncia de filmes e chapasAntiestticosOs agentes antiestticos alteram as propriedades eltricas do produto, reduzindo a resistncia eltrica de sua superfcie e aum. valor que permite rpida dissipao da carga eletrosttica.Pode-se adotar os seguintes procedimentos para a eliminao de carga eltrica esttica:Aumentar a umidade relativa do ambiente do produtoAumentar a condutividade eltrica do arUtilizar aditivos antiestticosAntiestticos

AntiestticosAgentes antiestticos externos: So aplicados superfcie do produto acabado atravs de tcnicas de pulverizao ou imerso, sendo o aditivo utilizado mais comum o sal de amnio quaternrio aplicado com uma soluo de gua ou lcool.

Agentes antiestticos internos:Antiestticos migratrios : funcionam quimicamente fazendo com que haja uma dependncia do tipo de polmero, de seu poder higroscpico, tipo de processamento e para que exista compatibilidade. Como o prprio nome sugere, esses aditivos migram para a superfcie do produto fazendo com que parte dele se perca dependendo do acabamento superficial da pea, reduzindo a eficincia antiesttica. A superfcie ativa desses aditivos podem ser catinicas, aninicas ou no-inicas.AntiestticosAntiestticos permanentes: no dependem da umidade do ambiente para serem eficientes j que no migram para a superfcie da pea, o que j uma vantagem em relao aos antiestticos migratrios. Existem dois tipos de antiestticos permanentes: os polmeros hidroflicos como o copolmero em bloco de politer e as cargas condutivas, como o negro-de-fumo, a fibra de carbono e etc

Geralmente, os antiestticos so usados em filmes de PE e de PVC. Para o polietileno podem ser utilizados antiestticos a base de compostos glicerinados enquanto compostos de amnio quaternrio servem para o PVC.Retardantes de ChamaSo utilizados em aplicaes onde se exige maior nvel de segurana, os antichamas devem atender aos seguintes requisitos bsicos:Fornecer um efeito durvel com pequenas quantidades adicionadasIncorporao fcilNo ter efeitos corrosivos nos equipamentos de mistura e processamentosNo afetar negativamente as propriedadesNo se decompor ou reagir com o polmero durante o processamentoNo apresentar caractersticas de migraoNo alterar a estabilidade do polmeroNo apresentar toxidade

Retardantes de ChamaOs retardantes de chama podem ser subdivididos nos seguintes tipos:inorgnicos;orgnicos no reativos;orgnicos reativos.

Os aditivos retardantes de chama podem atuar em vrios estgios durante o processo de combusto por um ou mais dos seguintes mecanismos:Interferem quimicamente com o mecanismo de propagao da chama;Podem produzir grandes quantidades de gases incombustveis que diluem o suprimento de ar;Podem reagir se decompor ou mudar de estado endotermicamente, isto , absorvendo calor;Podem formar um revestimento impermevel ao fogo, evitando o acesso do oxignio ao polmero e dificultando a troca de calor.

Reticulantes de termoplsticosAreticulao polimrica um processo que ocorre quandocadeias polimricaslineares ou ramificadas so interligadas porligaes covalentes, um processo conhecido comocrosslinkingou ligao cruzada, ou seja, ligaes entre molculas lineares produzindopolmerostridimensionais com alta massa molar. Com o aumento da reticulao, a estrutura se torna mais rgida. A vulcanizaoda borracha um exemplo de ligao cruzada.

Desde os anos 50 tem havido crescente interesse no desenvolvimento de agentes de reticulao para polmeros termoplsticos com o objetivo de se alcanar determinadas propriedades, tais como:Maior resistncia qumica;Maior resistncia degradao trmica;Melhores propriedades adesivas;Maior estabilidade ao calor e menor fluncia.

Reticulantes de termoplsticosPara efetuar a reticulao pode-se optar por dois caminhos distintos: mtodo de radiao e uso de agentes de reticulao, especialmente os perxidos orgnicos. Os mtodos de radiao incluem: raios X, raios gama, eltrons de alta energia e ultravioleta.

Os agentes de reticulao so empregados em termoplsticos para as seguintes aplicaes principais:Recobrimento de fios e cabos (PE e borrachas);Tubos de mangueiras para transportes de produtos qumicos em temperaturas elevadas (PE e borracha);Solados de sapatos (EVA expandido);Peas por moldagem rotacional: tanques, containers (PE, EVA);Absorvedores de choque (PE expandido);Revestimentos e isolao trmica (PVC).

Reticulantes de termoplsticosO grupo caracterstico dos perxidos orgnicos o OO, que se decompe no aquecimento formando dois radicais livres. Quimicamente podem ser classificados como:

Alquil perxidos (ex: di-t-butil perxido)Alquiral perxidos (ex: t-butilcumil perxido)Perxi steres (ex: t-butil peroxi benzeno)Diacil perxidos (ex: perxido de benzoila)Reticulantes de termoplsticosDependendo do tipo os perxidos orgnicos apresentam temperaturas de decomposio que variam desde abaixo de 0C at acima de 200C. O agente de reticulao deve atender a alguns requisitos:Deve ser seguro de manipular durante transporte, armazenagem e processamento;A natureza dos produtos de decomposio deve permitir rpida reticulao na temperatura desejada, sem tendncia a reao prematura;Deve reagir de tal maneira que a reticulao seja a nica modificao no polmero;Deve ser ativo na presena de cargas e outros aditivos;Os produtos de decomposio no devem acelerar o envelhecimento;Os perxidos e seus produtos de decomposio devem atender aos requisitos de no toxicidade e de higiene industrial.

PigmentosSo aditivos utilizados para conferir tonalidades de cor aos materiais polimricos. Tm sido utilizados pelo homem com finalidades decorativas e artsticas desde os tempos pr-histricos.Extratos naturais retirados de plantas ou de minerais.Apenas no sculo XVIII comearam a surgir os primeiros pigmentos sintticos.Podem aumentar o brilho, aumentar a opacidade ou ter outros efeitos aditivos como, por exemplo, estabilidade radiao ultravioleta.Ex.: o negro de fumo, que atua simultaneamente como pigmento preto, estabilizante de luz e reforo em muitos polmeros.PigmentosPode-se subdividir os pigmentos em quatro categorias gerais:pigmentos orgnicos;pigmentos inorgnicos;pigmentos solveis;pigmentos especiais.

Os pigmentos especiais consistem de uma mistura de pigmentos visando efeitos como fluorescncia, aspecto metlico, efeito perolizado, etc.Os pigmentos orgnicos so solveis no polmero fundido enquanto os inorgnicos so insolveis.PigmentosA tabela abaixo compara as propriedades gerais destes dois tipo de pigmentos.

CritrioInorgnicoOrgnicoCustoBaixoElevadoPropriedades pticasOpacoTranslcidoDispersibilidadeFcilDifcilEstabilidade luz e ao calorExcelenteLimitadaBrilhoFoscoBrilhosoPoder de reconhecimentoFracoForteTendncia migraoReduzidaElevadaPigmentosOs principais tipos de pigmentos utilizados so:Pigmentos inorgnicosDixido de titnioxido de ferroCompostos de cdmioAmarelo de cromoLaranja de molibdato

Pigmentos orgnicosNegro de fumoAzul de ftalocianinaVermelhos orgnicos

PigmentosOs efeitos produzidos pelos pigmentos dependem da forma de fabricao dos mesmos. A atuao tambm pode ser alterada por modificaes superficiais visando facilidade de disperso, melhoria na resistncia luz, etc.So fornecidos comercialmente de vrias formas descritas a seguir:pigmentos puros. concentrados slidos. concentrados lquidos.misturas especiais.

Ao se fazer uma seleo do tipo de pigmento a ser aplicado a um determinado polmero deve-se levar em considerao:tipo de polmero;condies de processamento;uso final do produto a ser fabricado.

Agentes nucleantesCristalizao de polmerosExistem dois requisitos estruturais bsicos para a cristalizao de polmeros:Regularidade da estrutura molecular;Polaridade dos substituintes laterais.

A cristalizao de polmeros, assim como a de substancias de baixo peso molecular, envolve basicamente duas etapas: formao do ncleo ou nucleao e seu crescimento.A velocidade de nucleao expressa o nmero de ncleos estveis por unidade de tempo e depende da temperatura. Assim como a cristalizao como um todo, a nucleao s ocorre entre as temperaturas de transio vtrea (Tg) e a de fuso (Tm) uma vez que acima de Tm no h nucleao, pois o movimento trmico muito intenso, e abaixo de Tg no h mobilidade molecular para a nucleao e o crescimento.

Agentes nucleantesOs agentes nucleantes tm se mostrado eficaz atravs de experimentos empricos e a eficincia parece depender muito dos aspectos fsico-qumicos. O mecanismo exato ainda no foi completamente desvendado, mas algumas observaes gerais podem ser feitas:O agente de nucleao deve ser molhado ou absorvido pelo polmero. Quanto maior a afinidade maior a velocidade de nucleao.deve ser insolvel no polmero;deve ter um ponto de fuso maior que o do polmero.deve ser bem disperso em partculas pequenas (1 a 10 m)Os nucleantes pode ser classificados como:aditivos inorgnicos: talco, slica, fibra de vidro, caulim e outras cargas;compostos orgnicos: sais de cidos mono e policarboxlicos e certos pigmentos;polimricos: copolmeros etileno/ster acrlico, PET, etc.

Agentes nucleantesInfluncia nas propriedades dos polmerosDo ponto de vista de propriedades fsicas, o efeito de nucleantes pode ser relacionado com dois aspectos:Aumento do grau de cristalinidade;Diminuio do tamanho dos esferulitos (formas obtidas em muitos processos de transformao de polmeros).

Os efeitos do aumento do grau de cristalinidade so bvios: Maiores durezaMdulo de elasticidadeResistncia traoTenso de escoamento em comparao com o material no nucleado.

CargasCargas podem ser definidas como materiais slidos, no solveis, que so adicionados aos polmeros em quantidades suficientes para diminuir os custos e/ou alterar suas propriedades fsicas. Alm de aumentar a viscosidade do material fundido, dificultando o processamento, as cargas geralmente diminuem a resistncia ao impacto Por outro lado, a presena de cargas melhora a estabilidade dimensional e diminui a retrao no resfriamento ou na cura.

Cargas minerais atuam tambm como um reforo aos polmeros, enquanto algumas fibras apresentavam propriedades reforantes. Por isto pode-se adotar uma classificao considerando-se simplesmente a forma fsica:Carga fibrosa, que possui uma elevada razo de aspecto;Carga no fibrosa ou particulada, podendo ser em forma de escamas ou de partculas mais ou menos anisomtricas.

CargasDe acordo com a capacidade de reforo pode-se classificar as cargas como:- Carga ativa ou reforante;- Carga inerte ou enchimento.Um aspecto de fundamental importncia a concepo da carga como um componente de um material conjugado e no como um simples aditivo de polmero, neste caso, refere-se a compsitos polimricos.

EspumantesOs polmeros expandidos, ou espumas plsticas, podem ser considerados como materiais compostos polmero-enchimento, sendo o enchimento as clulas de gs, introduzidas de algum modo durante a fabricao do produto. Este enchimento no refora, ao contrrio: as propriedades mecnicas so geralmente reduzidas em comparao com o material expandido.As espumas possuem outras propriedades que as tornam de grande interesse tcnico, como a elevada capacidade de isolao trmica e de amortecimento. Outras propriedades importantes das espumas so:menor densidade (menor consumo de material);maior rigidez especfica (relao rigidez/peso);melhores propriedades dieltricas;maior isolao trmica e acstica (para ambientes e equipamentos).EspumantesEm virtudes destas propriedades, as espumas tm aplicaes muito especficas, tais como: isolao trmica e acstica, ncleo de estruturas sujeitas a esforos (como proteo a embalagens), como material de enchimento, etc. De acordo com a natureza das clulas formadas, os polmeros expandidos podem ser classificados como (i) de clula aberta ou (ii) de clula fechada.Em uma espuma de clula fechada, cada clula individual, de forma mais ou menos esfrica est envolvida completamente por uma parede de polmero cuja espessura determinar a densidade de espuma.Na espuma de clula aberta as clulas individuais esto interconectadas como em uma esponja, com a capacidade de absorver lquido. EspumantesOutra classificao de acordo com a aplicao, destacando-se trs principais tipos: espuma para isolao, espuma para enchimento e espuma estrutural.Critrios para escolha de um espumante:O primeiro critrio de escolha de um espumante para um determinado polmero e mtodo de transformao sua temperatura de decomposio, que deve ser em uma faixa estreita, definida e compatvel com a temperatura de processamento do polmero. No deve se decompor espontaneamente como um explosivo, e os gases formados no devem conter constituintes explosivos. Devem ser de fcil incorporao e disperso no polmero.

EspumantesNem o espumante nem os produtos de decomposio devem provocar riscos sade, ou afetar a estabilidade trmica do polmero ou ter efeitos corrosivos nos equipamentos de mistura e processamento.Finalmente, devem ter grande rendimento de gs, para que sejam utilizados em pequenas quantidades.

Modificadores de impactoUma sria limitao de muitos materiais plsticos especialmente os chamados vtreos, a baixa resistncia ao impacto, notadamente em temperaturas abaixo da ambiente.Para se melhorar a tenacidade de polmeros pode-se adicionar plastificantes, mas este procedimento altera significativamente outras propriedades do material (como mdulo elstico e a temperatura mxima de uso) e est limitado a uns poucos polmeros comerciais (como o PVC).Uma segunda possibilidade a realizao de copolimerizao com um monmero que gere polmeros mais flexveis, diminuindo a temperatura de transio vtrea do material.

Modificadores de impactoUma terceira opo a utilizao de modificadores de impacto, atravs dos seguintes mtodos:adio de partculas de borracha atravs de mistura mecnica;polimerizao do polmero vtreo na presena do componente elastomrico, obtendo-se um copolmero do tipo enxertado.

Os modificadores de impacto, portanto, so borrachas e apresentam uma baixa miscibilidade com o polmero.

Modificadores de impactoAs condies essenciais para se obter uma mistura com alta resistncia ao impacto so:(i) a temperatura vtrea do componente elastomrico deve ser bem abaixo da temperatura ambiente; (ii) a borracha deve formar uma segunda fase, dispersa na matriz vtrea;(iii) deve haver uma boa adeso entre as fases.

Incorporao de aditivosA incorporao de aditivos um dos mais importantes aspectos na tecnologia dos polmeros, uma vez que o desempenho do produto final est intimamente associado ao grau de disperso e homogeneidade dos aditivos presentes. no processo de mistura que se obtm um material adequado ou no pra as suas aplicaes.Alguns tipos de aditivos so incorporados ao polmero pelo prprio fabricante, com os grades fornecidos podendo conter aditivos gerais como estabilizantes trmicos, e lubrificantes ou aditivos especficos como agentes de expanso ou retardantes de chama.

Incorporao de aditivosA etapa de composio (incorporao de aditivos) baseada no desenvolvimento de uma formulao prtica, devendo-se levar em consideraes aspectos como: Consideraes de uso e de processamento;Custo;Efeitos sinrgicos e antagnicos entre os aditivos, etc.

A composio ideal determinada pelo mtodo de processamento adotado, pelo conjunto de propriedades requeridas e pelos campos de uso dos artigos finais. Incorporao de aditivosTipos de processos de mistura

Em princpios so trs os mtodos de incorporao de aditivos:os aditivos so adicionados ao monmero, isto , antes ou durante a polimerizao;os aditivos so adicionados em uma etapa separa de fabricao, a composio;os aditivos so incorporados diretamente durante o processamento do polmero.Incorporao de aditivosComposio

A operao geral de composio compreende as seguintes etapas:armazenagem dos materiais de partida (polmeros e aditivos) em silos;dosagem;pr-mistura (ou mistura distributiva, ou mistura simples, ou ainda blindagem);mistura intensiva (ou disperso, ou mistura dispersiva);cominuio;armazenagem dos ps ou grnulos obtidos.

Incorporao de aditivosEquipamentos para mistura

tamboreamento (mistura simples);misturador de banda helicoidal (mistura simples);misturador Henschel (mistura simples);misturador aberto de cilindros (mistura dispersiva em borracha);misturador tipo Banbury (mistura dispersiva em borracha).

Produtos Qumicos para borrachaI. Estabilidade dos produtos qumicos para borrachaA maioria dos produtos qumicos utilizados na fabricao de artefatos de borracha esto sujeitos a variaes. Por exemplo, polmeros podem variar sua viscosidade, as cargas podem possuir nveis variveis de contaminaes, como umidade. Alguns desses produtos podem sofrer alteraes em aparncia, pureza ou desempenho funcional sob condies improprias de estocagem. A seguir uma lista dos produtos mais sensveis e seus indicativos de mudana de qualidade.I-a. Aceleradores a base de sulfenamidas:As sulfenamidas esto sujeitas degradao com o tempo. Essa degradao acelerada na presena de umidade, alta temperatura de estocagem ou contaminaes com materiais bsicos. Assim que a sulfenamida degrada, vrias mudanas perceptveis ocorrem:Produtos Qumicos para borracha(1) Amina livre liberada. Isto caracterizado por um cheiro de peixe. Em casos extremos de degradao a quantidade de amina liberada pode ser suficiente para ocasionar desconforto pessoal no manuseio. Em estocagens prolongadas a quantidade de amina livre contida no medida mais correta da degradao uma vez que as aminas so volteis e podem escapar atravs da embalagem. (2) A quantidade de insolveis em metanol ou ter aumenta. Os insolveis so produtos de degradao, incluindo MBTS e sais de amina. Com o progresso da degradao das sulfenamidas h um decrscimo no tempo de scorch, queda na velocidade de cura e leve reduo do mdulo. Produtos Qumicos para borrachaEm outras palavras, a sulfenamida degradada, lentamente vai tomando as caractersticas da cura com MBTS. Degradaes considerveis podem ocorrer antes das sufenamidas serem funcionalmente usadas em borracha. Em geral, no se recomenda utilizar produtos com um teor maior que 1% de amina livre, por caus do desconforto potencial que pode vir a ocasionar ao trabalhador.Sulfenamidas com teor de insolveis maior que 5% devem ser testadas na borracha e alguns ajustes podem se fazer necessrios no composto. Todas as sulfenamidas com mais de um ano de uso devem ser consideradas suspeitas. Amostras com menos de um ano somente h necessidade de checagem se foram molhadas, tiverem odor de amina livre ou se foram expostas a estocagem acima de 50C.Produtos Qumicos para borrachaI-a.1. Ditiofosfato de zinco:Cristais tendem a se formar sobre resfriamento. Eles podem ser redissolvidos sem perda de desempenho durante a mistura e aquecimento.I-b. Agentes de curaI-b.1. Doador de EnxofreA degradao caracterizada pela cor amarela e odor de amina. Materiais nestas condies no devem ser usados sem checagem laboratorial. Odor intenso de amina pode ocasionar problemas pessoais devido exposio.

Produtos Qumicos para borrachaI-b.2. Enxofre Insolvel

O enxofre insolvel ira se transformar em enxofre solvel com o tempo, portanto, ira alterar a sua tendncia de no aflorar. Esta mudana acelerada por temperaturas altas e pela presena de materiais bsicos. A temperatura de 110C a converso de enxofre insolvel para solvel ocorre imediatamente. O enxofre insolvel no deve ser estocado muito prximo de sulfenamidas e outros materiais bsicos. A amina livre das sulfenamidas favorece a mudana de enxofre insolvel para enxofre solvel.

Produtos Qumicos para borrachaI-c. Antidegradantes:

Todos os parafenilenodiaminas substitudos esto sujeitos degradao oxidativa. Condies extremas de exposio ao ar, tempo e temperatura devem ser evitadas. A degradao oxidativa caracterizada pela queda na pureza, alguma perda de segurana de processamento e reduo na proteo ao oznio. Entretanto, est uma reao muito lenta na temperatura de estocagem recomendada ou abaixo desta. Na pratica, a degradao oxidativa no tem sido um problema.Produtos Qumicos para borrachaII. Variabilidade devido misturaII-a. Disperso dos ingredientes de composio

Um dos problemas mais comuns que o qumico se depara o de no atingir uma disperso satisfatria dos pigmentos na borracha. Disperso pobre resulta em propriedades fsicas baixas, aparncia pouco apresentvel, artefatos defeituosos e falhas em servio. A causa para a pobre disperso pode ser usualmente classificada como sendo devido a:

Produtos Qumicos para borrachapigmentos ou elastmeros de baixa qualidade ou fora de especificaes;concentrao de pigmentos;ordem imprpria de mistura dos ingredientes;tcnica de mistura imprpria;problemas de equipamento.

A meta a ser atingida em uma mistura de borracha envolver as partculas dos pigmentos como polmero, enquanto o pigmento uniformemente dispersado na borracha. Alguns podem imaginar que a melhor maneira da borracha realizar esta condio seria utilizar uma borracha macia ou lquida. Entretanto, pigmentos mais reforantes requerem altas taxas de cisalhamento para serem propriamente dispersos, e na prtica, usa-se polmeros com a mais alta viscosidade que possam ser manuseados durante a mistura e os subsequentes passos do processo.

Produtos Qumicos para borrachaDesde que o controle de viscosidade bastante importante para dispersar os ingredientes propriamente, aes que levem ao controle da viscosidade devem ser consideradas no desenvolvimento de um composto. de comum acordo que a melhor maneira de se mistura, quando a taxa de cisalhamento a mais alta. Entretanto no h um consenso sobre a melhor ordem de adio dos pigmentos. Estudos mostram que para borracha natural e SBR, a ordem preferencial de adio a seguinte:Elastmero xido de zinco negro-de-fumo leo de processo acelerador cido esterico enxofre

Produtos Qumicos para borrachaTambm, produtos cidos e produtos bsicos no devem ser adicionados simultaneamente. Por esta razo, o cido esterico no deve ser adicionado com o xido de zinco, pois, provavelmente uma m disperso do xido de zinco ocorrer.

Materiais cidosMateriais bsicoscido benzoico Carbonato de clcioMBTxido de magnsiocido oleicoxido de zincoAnidrido ftlicoDixido de titnioResinas cidasSlica hidratadacido estericoCarbonato de magnsioProdutos Qumicos para borrachaTanto em misturadores abertos como nos misturadores fechados, concentraes de pigmentos nos rotores podem ser observadas quando se adiciona materiais bsicos e cidos juntos. Alguns produtos qumicos para borracha tais como certo aceleradores, antidegradantes e enxofre so relativamente insolveis na borracha nas temperaturas de mistura, o que cria problemas de disperso.No caso de agente de cura pode ocorrer sobrecuras localizadas no artefato final. Obviamente, excelente disperso do sistema de cure essencial para se obter a mxima qualidade. Desde que esses ingredientes so adicionados, usualmente, prximo ao final do ciclo de mistura, disperses insatisfatrias so comuns de ocorrer, especialmente se a mistura em cilindro for insuficiente. Esta , portanto, a razo pela qual as propriedades fsicas exibidas nas mistura feitas em laboratrio divergirem daquelas feiras na fbrica.Mistura de Dois CopolmerosPRT_624_40copolmero de butadieno e estireno produzido por polimerizao em emulso a frio, usado em mistura de sabes graxos e resinosos com emulsificante e antioxidante no-manchante e coagulado em sistema sal-cido.uso.

624_71 -> BunaOs elastmeros so copolmeros de butadieno e estireno produzidos por polimerizao em soluo com iniciador estreoespecifico do tipo alquil-ltio, esses elastmeros so usados na confeco de pneus, bandas de rodagens, peas tcnicas, calandradas ou extrusoras.Evitar:-> Temperaturas extremas e oxidantes fortes e cidos fortes.

Mistura de Dois Copolmeros624_00carbonato de clcio (calcrio, arogonita, calcita) um produto inerte no txico, nno corrosivo e no inflamvel. Ponto de fuso: 1339Ccopolmero de SBR Estireno Butadienoponto de amolecimento 42-52CpH: no aplicvelDensidade 1,04/ 1,01 g/cmMistura de Dois Copolmeros hidrosilicato de alumnio: Caulim 625_02

material inerte e no reativoEvitar armazenar em local seco, protegido da chuva e excesso de umidadeForma podor sem odorcor brancodensidade 2,62 g/cm at 20 CpH 6,5 a 7,5

Mistura de Dois Copolmeroscido Esterico (origem animal) A estearina dupla presso no considerada um produto perigoso, s deve-se tomar precaues quando aquecido.produto inflamvel a temperatura superior a 196CEstado fsico slido/lquidocor brancoebulio 370C a 760CFuso 56CDensidade 0,87 g/cm621_07 (Acelerante)Preparada com 2 mercaptobenzotiazol (MBT) leo mineralPerigos mais importantes: muito txico para os organismos, podendo causar efeitos nefastos a longo prazo no ambiente aqutico.Mistura de Dois Copolmeros626_08BB 580 mistura: mistura a base de bicarbonato de sdioEm contato com o fogo o produto libera dixido de carbonoestado fsico slido (p fino)cor brancoEspojante: 626_10Preparado: Reao de oxidao do hidrazodicarbonamida ao se decompor o produto libera gases monxido de carbono, dixido de carbono e amnia.estado fsico slido (p fino)cor amareloodor inodoroleo mineral de petrleo do tipo naftnico, devidamente refinado, composto dos tipos alcanos e cicloalcanos.natureza qumica hidrocarboneto naftnico.

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