introducao a tecnologia da borracha crqiv

CONSELHO REGIONAL DEQUMICA - IV REGIO (SP)

Ministrante: Luiz Emiliani JuniorBacharel em Qumica com Atribuies TecnolgicasModulus Ass. Tcnica em BorrachaContatos: [email protected]

So Paulo, 03 de setembro de 2011

Introduo Tecnologia da Borracha

Apoio

Observao: A verso original desta apresentao, com slides coloridos, no formatoPDF, est disponvel na seo downloads do site do CRQ-IV (www.crq4.org.br)

Minicursos CRQ-IV - 2011Introduo tecnologia da borrachaIntroduo tecnologia da borracha

INTRODUO TECNOLOGIA

DA BORRACHADA BORRACHA

Conselho Regional de Qumica IV Regio (SP) Apoio: Caixa Econmica Federal


PROGRAMA

- Histria da Borracha

- Propriedades Fsicas da Borracha

- Elastmeros (Tipos, Propriedades e Aplicao)

D i I d C t F - Demais Insumos de um Composto e suas Funes

- Mistura

- Vulcanizao



HISTRIA DA BORRACHAHISTRIA DA BORRACHA



HISTRIA DA BORRACHA

Descobertas

1500



HISTRIA DA BORRACHA

HANCOCKHANCOCK

MastigadorMastigador

1815


1815


HISTRIA DA BORRACHA

MACINTOCHMACINTOCH

Capas impermeabilizantesp p

1815



DESCOBERTA DA VULCANIZAOCondies de

Temperatura : 140 C

COMPOSIO PHR TEMPO

p

Borracha Natural 1003

Enxofre 8 5 horas

xido de Zinco 5 3 horas

Tiocarbanilida 2 1,5 hora


MBT 1 20 minutos


EXTRAO DO LTEX



BENEFICIAMENTO



PROCESSAMENTO DA NR



PROPRIEDADES FSICASNO VULCANIZADO

(PROCESSAMENTO)VULCANIZADO

(UTILIZAO)Plasticidade / Viscosidade (Viscosmetro Mooney) DurezaPlasticidade / Viscosidade (Viscosmetro Mooney) Dureza

Cura pelo Remetro Tenso de RupturaPegajosidade e Tack Alongamento de Ruptura

MduloDeformao por TraoResistncia ao RasgoD id dDensidadeResilinciaHistereseR i t i Ab Resistncia AbrasoDeformao Permanente a Compresso

Envelhecimento


Baixa TemperaturaFadiga Dinmica


VULCANIZAOVULCANIZADONO VULCANIZADO

Fraco ForteFraco Forte

Plstico ElsticoPlstico

Solvel

Elstico

InsolvelSolvel

Pegajoso

Insolvel

No Pegajoso


egajoso o egajoso


REMETROREMETRO



OPERAO GERAL

CILINDRO DE AR

MBULO PNEUM.

AQUEC. ELTR.

DISCO OSCILANTE

MATRIZ SUP.

MEDIDOR ESFORO

MATRIZ INF.


BRAO DE TORQUEEIXO DE TORQUE


REMETRO



GRFICO REOMTRICO

FASE 1

PROCESSO

FASE 2

CURA

FASE 3

PROPRIEDADES

TORQUEPROCESSO CURA PROPRIEDADES

FSICAS


TEMPO


LIMITES DE ESPECIFICAO

OUT OF SPEC.

TORQUE

TEMPO


TEMPO


REOMETRIA

USO DO REMETRO, PARA PESQUISA E DESENVOLVIMENTO DE NOVOS COMPOSTOSDESENVOLVIMENTO DE NOVOS COMPOSTOS

E PARA ESTABELECER O CONTROLE DE QUALIDADE NA PRODUO



VISCOSMETRO MOONEY

CILINDRO DE AR

MBULO PNEUM.

AQUEC. ELTR.

DISCO ROTATIVO

MATRIZ SUP.

MEDIDOR ESFORO

MATRIZ INF.


BRAO DE TORQUEEIXO DE TORQUE


VISCOSMETRO MOONEY



PROPRIEDADES FSICAS DO MATERIAL VULCANIZADO

Dureza Histerese

Tenso de RupturaAlongamento de Ruptura

Resistncia AbrasoDPCAlongamento de Ruptura

MduloD f T

DPCEnvelhecimento Trmico

B i T tDeformao por Trao

Resistncia ao Rasgo

Baixa Temperatura

Resistncia ao Ozona

R ili i

Densidade Resistncia Qumica


Resilincia


DURMETRO




DUREZA

a resistncia oposta fora de penetrao de um pino de a resistncia oposta fora de penetrao de um pino deponta esfrica sob uma carga constante. Este valor convertido em graus de dureza na escala Shore A Shore D ouconvertido em graus de dureza na escala Shore A, Shore D, ouIRHD. O Durmetro de escala Shore A utilizado paracomposio at 90 pontos e Shore D acima disto O IRHD composio at 90 pontos e Shore D acima disto. O IRHD utilizado mais em pesquisas. (ASTM D 2240 e DIN 1415). Sendoo Durmetro um dos equipamentos mais acessveis quanto ao Durmetro um dos equipamentos mais acessveis quanto acusto, dentre os outros para ensaios fsicos, devemos fazerdele o melhor proveito para que com ele possamos ter mais


dele o melhor proveito para que com ele possamos ter maisum apoio na busca do Controle de Qualidade.


DINAMMETRO



PROPRIEDADES FSICAS DO MATERIAL VULCANIZADOTENSO DE RUPTURA a fora por unidade de rea da seco original do corpo de prova, p g p p ,necessria para romp-lo, sendo sua unidade de medida PSI, Kgf/cm2ou MPa (Norma ASTM D 412).

- MPa x 10,21 = Kgf/cm2- Kgf/cm2 x 14,22 = PSI

ALONGAMENTO a deformao do corpo de prova sob um determinado esforo cuja a deformao do corpo de prova sob um determinado esforo, cujamedida realizada pelo afastamento de 2 traos de referncia,marcados no corpo de prova (25,4 mm) e dado em % da distnciainicial Geralmente o alongamento considerado o do momento de


inicial. Geralmente o alongamento considerado o do momento deRuptura. (Norma ASTM D 412).


PROPRIEDADES FSICAS DO MATERIAL VULCANIZADOMDULO

a fora por unidade de rea da seco original do corpo de prova,necessrio para distend-lo a um determinado Alongamento. Suaunidade Kgf/cm2 ou MPa. O Alongamento deve ser especificado noresultado.Exemplo 60 Kgf / cm2 ou 5,8 MPa a 300 % (Norma ASTM D 412).

DEFORMAO POR TRAO

a extenso residual aps o corpo de prova ter sido estirado a umadeterminada percentagem e deixado retrair numa maneira

ifi d O lt d d d % d i t i i l


especificada. O resultado dado em % do comprimento original.(Norma ASTM D 412).



RESISTNCIA AO RASGO

a resistncia do composto Fora de Rasgamento. Geralmenteela proporcional a Tenso de Ruptura (Norma ASTM D 624). expressa em Kgf/cm ou N/mmexpressa em Kgf/cm ou N/mm.



RESILIMETRO




RESILINCIA

a relao entre a energia liberada na recuperao de uma dadaf f deformao e a energia necessria para produzir a deformao.

expressa em % (DIN 53.512).

HISTERESE

a energia perdida quando da deformao acima, ou seja, 100%


g jmenos que a % da Resilincia (DIN 53.512).


ABRASMETRO




RESISTNCIA ABRASO

Caracterstica apresentada pelas composies de borracha emoferecer resistncia ao desgaste por friccionamento em servio.No existe correlao entre os testes realizados em Laboratrioe o que realmente acontece em servio. O desgaste dado em% de perda de peso do corpo de prova (DIN 53.516).



DPC Compression Set

CARGA APLICADACALIBRADA PARA 25% DE DEFLEXO

ESPAADORESESPAADORES

CORPO DE PROVACORPO DE PROVA




D.P.C. (COMPRESSION SET)

a deformao residual apresentada pelo corpo de provautilizado, aps removida a carga de compresso. (Norma ASTMp g p (D 395 - Mtodo A ou B). dada em % .



ENVELHECIMENTO - ESTUFA



PROPRIEDADES FSICAS DO MATERIAL VULCANIZADOENVELHECIMENTO a suscetibilidade das composies de borracha a se deteriorarem a suscetibilidade das composies de borracha a se deterioraremquando expostas aos efeitos ambientais. A avaliao realizada pelavariao das Propriedades Fsicas dos corpos de prova, apssubmetidos a testes a diversos Tempos e Temperaturassubmetidos a testes a diversos Tempos e Temperaturas.

ENVELHECIMENTO TRMICOPode ser dividido em 4 tipos:

a) Em estufa com ar circulante (Norma ASTM D 573);b) Mtodo de tubo de ensaio (Norma ASTM D 865);c) Bombas de oxignio sob presso;


c) Bombas de oxignio sob presso;d) Bombas de ar sob presso.


PROPRIEDADES FSICAS DO MATERIAL VULCANIZADORESISTNCIA QUMICA / IMERSO EM FLUDOSEm qualquer que seja a aplicao, o composto estar sujeito a contato com leo,

Graxa, Solventes, gua, etc. A Norma ASTM D 471 descreve os mtodos de teste paradeterminar a resistncia dos compostos elastomricos em presena de Calor eCarburantes.

Determinao efetuada neste ensaio :

a) Variao em Peso (%);b) Variao da Dureza (Pontos);b) Variao da Dureza (Pontos);c) Variao de Tenso de Ruptura (%);d) Variao de Mdulo (%);e) Variao de Alongamento de Ruptura (%);f) Variao de Volume (%);f) Variao de Volume (%);

Resultados expressos em % sobre o original, exceto a Dureza.

Exemplo : A absoro de umidade altamente crtica em produtos de isolao eltrica; esta


Exemplo : A absoro de umidade altamente crtica em produtos de isolao eltrica; estapropriedade determinada pela imerso do corpo de prova em gua destilada pordeterminado Tempo e Temperatura, e calculado seu aumento em peso.


FORMULAO BSICA

Elastmero Plastificantes

Ativadores

Peptizantes

Auxiliar de Processo

DissecantesPeptizantes

Retardantes

Dissecantes

Aceleradores

Antioxidantes

Antiozonantes

Agentes de Cura

Esponjantes

Cargas

p j



ELASTMEROS

No Resistente leo Resistente leo

Borracha Natural (NR) Poli (Acrilonitria Butadieno) (NBR)

Poli (Estireno-Butadieno) (SBR)

Polibutadieno (BR)

Policloropreno (Neoprene) (CR)

Siliconas (MQ)Polibutadieno (BR)

Poli (Etileno-Propileno-Dieno) (EPDM)

Siliconas (MQ)

Borrachas Fluoradas (CFM)

Poli (Isobutileno Isopreno) (IIR) Polietilenoclorossulfonado (CSM)



TABELA

COMPARAO DE CARACTERSTICASENTRE ALGUMAS BORRACHAS

(Veja anexo 01)



RESISTNCIA LEO E CALORCCCC

250H

GVMQ

FPM

225

200

G

F FSiAEM

175

150

E

DACMCM HNBR

AEM

125

100

C

B

ECOCSMEPDM

IIR100

70NO REQ 170 120 100

B

ACRNR/SBR NBRNBR


NO REQ. 170 120 100 80 60 40 20 10 Incha-mentoA B C D E F G H K


BORRACHA NATURAL (NR)( )Natureza Qumica: Poliisopreno

Estrutura: CH CHC CHCHEstrutura:

Propriedades: Aplicao:

CHCH

CHC CHCH

Propriedades: Aplicao:

- Excelente Resistncia Dinmica - Pneus

- Excelente Adesividade

- Baixa Resistncia ao Calor e Ozona

- Coxins

- BuchasBaixa Resistncia ao Calor e Ozona

- Boa Resistnia ao Frio

Buchas

- Batentes


- Boa Resistncia Abraso - Uso Geral


BORRACHA NATURAL (NR)( )Principais Tipos e Suas Caractersticas:



BORRACHA NATURAL (NR)( )
