A vulcanização da borracha é um processo químico que ocorre através do contato do material com altas temperaturas, fazendo com que sua composição seja alterada.
Essa descoberta aconteceu de forma acidental em 1839, quando o inventor norte-americano Charles Goodyear estava testando diferentes possibilidades para fazer com que a borracha fosse mais resistente a variações de temperatura. Ele, então, derramou uma mistura de látex e enxofre sobre um fogão quente, o que acarretou uma massa que não derreteu, muito pelo contrário, demonstrou mais resistência do que a anteriormente conhecida.
Nesse momento, Charles ainda conseguiu estabelecer o tempo e a temperatura ideal de aquecimento para que a borracha ficasse estabilizada. A descoberta transformou a indústria da borracha, que conseguiu superar alguns desafios impostos pelo material na época. O nome da empresa Goodyear foi escolhido justamente em homenagem ao inventor!
Veja mais detalhes sobre a vulcanização
A vulcanização da borracha permite a criação de um material mais durável, flexível e resistente. Isso acontece porque durante o processo as propriedades físicas da borracha natural e até mesmo sintética são melhoradas.
O método mais comum é realizado através do uso do enxofre, porém, alguns problemas decorrentes dessa técnica podem acontecer, o que leva à utilização de outros aditivos. Por isso, a vulcanização pode ser feita através de 3 processos.
No artigo de hoje, iremos tirar todas as suas dúvidas sobre o assunto e abordar como funciona a parte química com adição de enxofre, assim como os outros métodos. Confira!
Tipos de vulcanização
Com a evolução tecnológica e química, os processos para a criação de borrachas sintéticas estão avançando cada vez mais, o que possibilita diversas variações, permitindo a criação da borracha com outros tipos de agentes de vulcanização.
Vulcanização utilizando o enxofre
O enxofre é o agente vulcanizante mais antigo utilizado para melhorar as características da borracha natural. Descoberto por Charles Goodyear em 1838. Ele percebeu que uma mistura de borracha e enxofre que caiu sobre o fogão quente não chegou a derreter, mas apenas queimou um pouco. Com isso, ele percebeu que com a adição de enxofre, a borracha se tornava mais resistente, quimicamente atuando quimicamente quando os átomos de enxofre atacam as ligações duplas entre os carbonos da borracha, definindo ligações covalentes, pontes para átomos de enxofre.
A partir dessa ligação química, forma-se uma espécie de rede tridimensional entre as moléculas de borracha vulcanizada. Sendo assim, o material passa do estado plástico para o elástico, logo, pode ser amplamente utilizado. Nesse caso, quanto mais adição de enxofre, mais dureza e menos elasticidade é concedida à borracha, por isso são feitos ajustes dependendo da necessidade do produto.
Vulcanização (reticulação) com peróxidos orgânicos
O uso de um peróxido orgânico como agente de reticulação de Borracha foi relatado pela 1ª vez por Ostromislenski, em 1915. Nesse estudo experimental o Peróxido de Dibenzoila, que na época era usado no tratamento de farinha, foi usado na vulcanização de borracha natural. Esse novo método tinha suas limitações, pois produzia vulcanizados com baixa resistência ao calor.
No início dos anos 50, com o surgimento do Peróxido de Dícumila e sua efetiva comercialização, iniciou-se sua utilização na reticulação da borracha de silicone e polímeros saturados tipo EPM, silicone e algumas poliolefinas (polietileno).
A constante evolução em P&D sobre reticulação via Peróxidos permitiu uma rápida expansão na utilização de Peróxidos Orgânicos nos mais diversos polímeros e faixas de temperatura.
O processo realizado com os peróxidos orgânicos possibilita que sejam utilizadas borrachas saturadas, isto é, que não possuem um grupo reativo capaz de formar reticulações. Quando se utiliza um peróxido, ele não entra na cadeia, ao contrário dos outros tipos de vulcanização da borracha. Neste caso, produz radicais livres que formam ligações entre os carbonos e criam cadeias adjacentes ao polímero, o que restringe o movimento das suas moléculas.
Esse processo dá vantagens à borracha, como alta flexibilidade até mesmo em baixas temperaturas, além da resistência ao envelhecimento por calor, tornando o material mais durável.
As ligações cruzadas acontecem diretamente entre as cadeias do elastômero, não existindo outros átomos de ligação como no caso das pontes de enxofre.
Os peróxidos promovem a reticulação tanto de elastômeros de cadeias saturadas quanto insaturadas, e ligações cruzadas, concomitantemente.
Existe sempre a possibilidade de se lançar mão de blendas poliméricas (reticulação de polímeros saturados e insaturados) em conjuntos com novos peróxidos sintetizados e altamente modificados.
Esta técnica proporciona ao manufaturado melhores características físicas, maior alongamento, melhor compression set, resistência dinâmica, resiliência, rasgo, abrasão, contração, e resistência a solventes.
O que considerar na escolha do sistema de vulcanização
Escolher corretamente seu processo de vulcanização da borracha resultará em maiores ou menores lucros na entrega de seu artefato final e sobre isso falaremos mais abaixo abordamos como o sistema via peróxidos orgânicos leva larga vantagem para aumentar o resultado financeiro de sua indústria, permitindo:
- Redução de mão de obra;
- Redução de itens na formulação e espaço de armazenagem;
- Melhor e mais rápida homogeneidade da massa;
- Ciclos de vulcanização rápidos, maior produtividade;
- Possibilidade de acelerar diretamente no banbury;
- Cura de polímeros saturados e insaturados;
- Economia por ausência de massas pré-vulcanizadas;
- Excelente estabilidade do composto pronto;
- Redução do uso de pigmentos, com cores mais vivas e branco com maior alvura;
- Redução drástica de rebarbas , galhos de injeção e perdas de material;
- Possibilidade de reciclar 100% das sobras de produção, sem criogenia ou autoclave;
- Características não manchantes;
- Melhor resistência à deformação permanente;
- Melhor resistência ao envelhecimento;
- Ausência de nitrosaminas;
- Melhor tack;
- Superior adesão em camadas e substrato;
- Ausência de blooming.
Esperamos que esse artigo tenha tirado as suas dúvidas sobre o assunto e se desejar conversar em mais detalhes de como otimizar processos, entre em contato com nossos especialistas.
