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“ REDUÇÃO NAS QUANTIDADES DE ÓXIDO DE ZINCO EM COMPOSTOS DE BORRACHA, ATENDENDO AS NOVAS EXIGÊNCIAS AMBIENTAIS INTERNACIONAIS ”. EDSON ALVES VIANNA. ABTB SP 2009. INTRODUÇÃO :. CONSUMO: Europa = 250.000 ton/ano. USOS EM COMPOSTOS DE BORRACHA: - PowerPoint PPT Presentation
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“ “ REDUÇÃO NAS QUANTIDADES DE REDUÇÃO NAS QUANTIDADES DE
ÓXIDO DE ZINCO EM COMPOSTOS DE ÓXIDO DE ZINCO EM COMPOSTOS DE
BORRACHA, ATENDENDO AS NOVAS BORRACHA, ATENDENDO AS NOVAS
EXIGÊNCIAS AMBIENTAIS EXIGÊNCIAS AMBIENTAIS
INTERNACIONAIS ”INTERNACIONAIS ”
ABTB SP ABTB SP
20092009
EDSON ALVES VIANNAEDSON ALVES VIANNA
CONSUMO:CONSUMO:
Europa = 250.000 ton/ano.Europa = 250.000 ton/ano.
USOS EM COMPOSTOS DE USOS EM COMPOSTOS DE
BORRACHA:BORRACHA:
ATIVADOR DE VULCANIZAÇÃO:ATIVADOR DE VULCANIZAÇÃO: Maior uso. Maior uso.
Entra na quase totalidade dos compostos Entra na quase totalidade dos compostos
curados com enxofre. Normalmente usa-se 5 phr.curados com enxofre. Normalmente usa-se 5 phr.
AGENTE DE RETICULAÇÃO:AGENTE DE RETICULAÇÃO: em polímeros em polímeros
clorados e carboxilados.clorados e carboxilados.
OSCILAÇÃO DOS PREÇOSOSCILAÇÃO DOS PREÇOS: :
Vem ocorrendo em nível mundial. ( menos importante )Vem ocorrendo em nível mundial. ( menos importante )
IMPACTO AMBIENTAL:IMPACTO AMBIENTAL:
Pressão por redução de teores, principalmente pela ação sobre Pressão por redução de teores, principalmente pela ação sobre
ambientes aquáticos.ambientes aquáticos.
PROJETO “ECOZINC”PROJETO “ECOZINC”: :
OBJETIVOOBJETIVO:: reduzir derivados de Zinco, principalmente Óxido de reduzir derivados de Zinco, principalmente Óxido de
Zinco, em uma ampla gama de produtos. Nestes, estão inclusos Zinco, em uma ampla gama de produtos. Nestes, estão inclusos
os compostos de borracha.os compostos de borracha.
LME - EVOLUÇÃO DOS PREÇOS DO ZINCO:LME - EVOLUÇÃO DOS PREÇOS DO ZINCO:07/2008 A 07/200907/2008 A 07/2009
Atualmente: pressão por reduçãoAtualmente: pressão por redução
Futuramente: provável restriçãoFuturamente: provável restrição
Seres humanos : Falta é pior que excessoSeres humanos : Falta é pior que excesso
Ambientes aquáticos : Afeta fortemente Algas, peixes, Ambientes aquáticos : Afeta fortemente Algas, peixes, Invertebrados , etc. Invertebrados , etc.
Concentração : de 40 ppb a 60.000 ppb, dependendo do Concentração : de 40 ppb a 60.000 ppb, dependendo do meio, pode representar toxicidade aguda .meio, pode representar toxicidade aguda .
Bio-cumulativoBio-cumulativo
EPA : environmental protection agency - USA : Rejeitou EPA : environmental protection agency - USA : Rejeitou retirada do Zn da lista de produtos tóxicosretirada do Zn da lista de produtos tóxicos . .
É uma questão com relativa complexidadeÉ uma questão com relativa complexidade
Existem várias possibilidadesExistem várias possibilidades
NOSSO OBJETIVO : Oferecer uma opção NOSSO OBJETIVO : Oferecer uma opção viável técnica e economicamente viável técnica e economicamente
Há 3 processos principais para produção do ZnO:Há 3 processos principais para produção do ZnO:
- AMERICANO ou DIRETO:AMERICANO ou DIRETO: Sucata ou minério de Sucata ou minério de
Zinco é fundido, reduzido com carvão e diretamente Zinco é fundido, reduzido com carvão e diretamente
re-oxidado.re-oxidado.
– FRANCÊS ou INDIRETO:FRANCÊS ou INDIRETO: A cinza do Zinco é A cinza do Zinco é
vaporizada e o vapor oxidado usando Oxigênio.vaporizada e o vapor oxidado usando Oxigênio.
– PRECIPITAÇÃO ou AQUOSO:PRECIPITAÇÃO ou AQUOSO: Uma solução Uma solução
purificada de Cloreto de Zinco é precipitada em purificada de Cloreto de Zinco é precipitada em
Hidróxido de Zinco ou Carbonato e então calcinado Hidróxido de Zinco ou Carbonato e então calcinado
resultando num Óxido de Zinco altamente ativo.resultando num Óxido de Zinco altamente ativo.
ALTA ATIVIDADE:ALTA ATIVIDADE: Grande área superficial e Grande área superficial e
baixos níveis de metais pesados.baixos níveis de metais pesados.
ÁREA SUPERFICIAL:ÁREA SUPERFICIAL: até 5 vezes maior, mas até 5 vezes maior, mas
dosagem não pode ser reduzida dosagem não pode ser reduzida
proporcionalmente.proporcionalmente.
NOVA TECNOLOGIA:NOVA TECNOLOGIA: Novo produto foi Novo produto foi
desenvolvido. Mantém a alta atividade de um desenvolvido. Mantém a alta atividade de um
óxido ativo, revestindo a superfície de um óxido ativo, revestindo a superfície de um
núcleo que não tem Zinco.núcleo que não tem Zinco.
Atividade e Área superficial:
Carbonato de Cálcio revestido com Carbonato de Cálcio revestido com 55% de um Óxido de Zinco 55% de um Óxido de Zinco altamente ativo, com uma área altamente ativo, com uma área superficial de 20 a 30 m²/g.superficial de 20 a 30 m²/g.
PROPRIEDADES PROPRIEDADES ISOQURE ZnO 25 CC:ISOQURE ZnO 25 CC:
CaCOCaCO33 aumento1000xaumento1000x
IsoQure ZnO 25 CC IsoQure ZnO 25 CC aumento 1000xaumento 1000x
CaCOCaCO33 aumento 5000xaumento 5000x
IsoQure ZnO 25 CC IsoQure ZnO 25 CC aumento 5000xaumento 5000x
Comparações foram feitas em Comparações foram feitas em vários compostos com ZnO vários compostos com ZnO
convencional, IsoQure ZnO 25 CC e convencional, IsoQure ZnO 25 CC e ZnO Ativo.ZnO Ativo.
EPDM: Composto altamente carregado, com sistema de cura livre de nitrosamina:
Composto 1Composto 1 Composto Composto 22 Composto Composto 33 Composto Composto 44 Composto Composto 55
EPDMEPDM 100 pphr100 pphr 100 pphr100 pphr 100 pphr100 pphr 100 pphr100 pphr 100 pphr100 pphr
Black N 550Black N 550 50 pphr50 pphr 50 pphr50 pphr 50 pphr50 pphr 50 pphr50 pphr 50 pphr50 pphr
Black N 990Black N 990 50 pphr50 pphr 50 pphr50 pphr 50 pphr50 pphr 50 pphr50 pphr 50 pphr50 pphr
Sillitin N 85Sillitin N 85 880 pphr0 pphr 880 pphr0 pphr 880 pphr0 pphr 880 pphr0 pphr 880 pphr0 pphr
Stearic AcidStearic Acid 33 pphr pphr 33 pphr pphr 33 pphr pphr 33 pphr pphr 33 pphr pphr
Paraffinic OilParaffinic Oil 4545 pphr pphr 4545 pphr pphr 4545 pphr pphr 4545 pphr pphr 4545 pphr pphr
Isogran® CLD-80Isogran® CLD-80 1.61.6 pphr pphr 1.61.6 pphr pphr 1.61.6 pphr pphr 1.61.6 pphr pphr 1.61.6 pphr pphr
Isogran® CBS-80Isogran® CBS-80 0.60.6 pphr pphr 0.60.6 pphr pphr 0.60.6 pphr pphr 0.60.6 pphr pphr 0.60.6 pphr pphr
Isogran® ZDTP-50Isogran® ZDTP-50 3 pphr3 pphr 3 pphr3 pphr 3 pphr3 pphr 3 pphr3 pphr 3 pphr3 pphr
MBTMBT 0.50.5 pphr pphr 0.50.5 pphr pphr 0.50.5 pphr pphr 0.50.5 pphr pphr 0.50.5 pphr pphr
IsoQure® ZnO 25 IsoQure® ZnO 25 CCCC
2 pphr2 pphr
IsoQure® ZnO 25 IsoQure® ZnO 25 CCCC
4 pphr4 pphr
IsoQure® ZnO IsoQure® ZnO Active 50Active 50
2 pphr2 pphr
IsoQure® ZnO IsoQure® ZnO Active 50Active 50
4 pphr4 pphr
ZnO Processo ZnO Processo FrancêsFrancês
6 pphr6 pphr
Tabela -1
Vulcanisation at 170°C
0
1
2
3
4
5
6
7
25 CC 2 pphr 25 CC 4 pphr Active 2 pphr Active 4 pphr FP 6 pphr
Min
ute
s Scorch Ts2 in minutes
T 90 in minutes
T 98 in minutes
Figura-1
EPDM: Composto altamente carregado, com sistema de cura livre de nitrosamina
EPDM: Composto altamente carregado, com sistema de cura livre de nitrosamina
62
63
64
65
66
67
68
69
25 CC 2 pphr 25 CC 4 pphr Active 2 pphr Active 4 pphr FP 6 pphr
Hardness ShA
Hardness ShA after ageing
Figura-2
EPDM: Composto altamente carregado, com sistema de cura livre de nitrosamina
6,2
6,4
6,6
6,8
7
7,2
7,4
7,6
7,8
8
25 CC 2 pphr 25 CC 4 pphr Active 2 pphr Active 4 pphr FP 6 pphr
Tensile in MPA
Tensile in MPa after ageing
Figura-3
EPDM: Composto altamente carregado, com sistema de cura livre de nitrosamina
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
25 CC 2 pphr 25 CC 4 pphr Active 2 pphr Active 4 pphr FP 6 pphr
Elongation in %
Elongation in % after ageing
Figura-4
Teste preliminar em um composto para Pneu:
NRNR 80,0 phr80,0 phr
BRBR 20,0 phr20,0 phr
Black N 330Black N 330 60,0 phr60,0 phr
Óleo AromáticoÓleo Aromático 10,0 phr10,0 phr
EstearinaEstearina 2,0 phr2,0 phr
AntioxidanteAntioxidante 2,0 phr2,0 phr
Resina de EstirenoResina de Estireno 4,0 phr4,0 phr
PVIPVI 0,2 phr0,2 phr
Cera de parafinaCera de parafina 3,0 phr3,0 phr
TBBSTBBS 1,0 phr1,0 phr
EnxofreEnxofre 2,4 phr2,4 phr
ZnO 25 CCZnO 25 CC 4,0 phr4,0 phr
ZnO White SealZnO White Seal 4,0 phr4,0 phr
ZnO AtivoZnO Ativo 4,0 phr4,0 phr
Tabela-2
Teste preliminar em um composto para Pneu:
ResultadosResultados WS ZnOWS ZnO 25 CC25 CC Active ZnOActive ZnO
Dureza, shore ADureza, shore A 6666 6767 6666
100% modulus, MPa100% modulus, MPa 2.042.04 2.152.15 2.052.05
200% modulus200% modulus 5.015.01 5.145.14 5.735.73
300% modulus300% modulus 9.019.01 9.119.11 9.719.71
400% modulus400% modulus 13.3013.30 13.6413.64 14.3314.33
500% modulus500% modulus 17.8917.89 18.1118.11 18.6618.66
Tensão de RupturaTensão de Ruptura 18.5518.55 18.7218.72 19.9319.93
Alongamento, %Alongamento, % 518518 517517 555555
Torque 1.5Torque 1.500 160 16000C, dNmC, dNm
MLML 8.408.40 8.778.77 9.09.0
MHMH 67.0467.04 68.7568.75 68.468.4
Tempo de cura, minTempo de cura, min
tsts22 4.634.63 4.044.04 4.544.54
tt9090 8.588.58 7.887.88 8.428.42
Rasgamento, N/mmRasgamento, N/mm 91.391.3 106.3106.3 90.290.2
Abrasão, DIN (Perda de Abrasão, DIN (Perda de volume mmvolume mm33))
49.649.6 37.637.6 38.838.8
Tabela-3
Teste preliminar em um composto para Pneu:
Figura-5
Propriedades Físicas:
010203040506070
Dureza ShA
R. TraçãoMpa
Módulo300%
MPA
ZnO 25 CC
ZnO White Seal
Zno Active
ENSAIOS FEITOS NO BRASIL EM EPDM E SBRENSAIOS FEITOS NO BRASIL EM EPDM E SBR(Laboratórios da Flexsys)(Laboratórios da Flexsys)
INGREDIENTES: INGREDIENTES: EPDM ISOQUREEPDM ISOQURE EPDM ZnOEPDM ZnO SBR ISOQURESBR ISOQURE SBR ZnOSBR ZnO
EPDM KELTAN 96EPDM KELTAN 96 150 150 150 150 - - - -
SBR 1502 SBR 1502 - - - - 100 100 100 100
Sillitin N85 Sillitin N85 30 30 30 30 30 30 30 30
N. Fumo N-550 N. Fumo N-550 100 100 100 100 - - - -
N. Fumo N-772 N. Fumo N-772 - - - - 80 80 80 80
Dispergator FL Dispergator FL 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5
Estearina Estearina 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
Oleo Parafmico Oleo Parafmico - - - - 10 10 10 10
IsoQure ZnO 25 CC IsoQure ZnO 25 CC 2,5 2,5 - - 2,5 2,5 - -
Óx. Zinco 99,5 % Óx. Zinco 99,5 % - - 5,0 5,0 - - 5,0 5,0
Perkacit ZDEC Perkacit ZDEC 0,4 0,4 0,4 0,4 - - - -
Perkacit TMTD Perkacit TMTD 0,4 0,4 0,4 0,4 0,5 0,5 0,5 0,5
Perkacit MBT Perkacit MBT 1,0 1,0 1,0 1,0 - - - -
Enxofre Enxofre 1,0 1,0 1,0 1,0 1,5 1,5 1,5 1,5
Perkacit MBTS Perkacit MBTS - - - - 2,0 2,0 2,0 2,0
PROPRIEDADES REOLÓGICAS 170ºCPROPRIEDADES REOLÓGICAS 170ºC
PROPRIEDADES: PROPRIEDADES: EPDM ISOQUREEPDM ISOQURE EPDM ZnOEPDM ZnO SBR ISOQURESBR ISOQURE SBR ZnOSBR ZnO
Tempo de Cura T 90, min Tempo de Cura T 90, min 3,52 3,52 3,42 3,42 2,45 2,45 2,70 2,70
Tempo de Scorch T 31, min Tempo de Scorch T 31, min 0,55 0,55 0,53 0,53 0,76 0,76 0,73 0,73
Torque Máximo MH, lb-in Torque Máximo MH, lb-in 17,91 17,91 17,87 17,87 17,77 17,77 18,87 18,87
Torque Mínimo ML, lb-in Torque Mínimo ML, lb-in 2,68 2,68 2,76 2,76 1,61 1,61 1,67 1,67
PROPRIEDADES FÍSICAS :PROPRIEDADES FÍSICAS :
Propriedades: Propriedades: EPDM EPDM ISOQURE ISOQURE
EPDM EPDM ZnOZnO
SBR SBR ISOQURE ISOQURE
SBR SBR ZnO ZnO
Norma: Norma:
Tensão de Ruptura, MPa Tensão de Ruptura, MPa 16,38 16,38 16,35 16,35 15,75 15,75 15,55 15,55 ASTMD 4l2-98a ASTMD 4l2-98a
Alongamento, % Alongamento, % 529,6 529,6 522,6 522,6 358,7 358,7 338,3 338,3 ASTM D 412-98a ASTM D 412-98a
Módulo 100 %, MPa Módulo 100 %, MPa 3,11 3,11 3,18 3,18 3,35 3,35 3,60 3,60 ASTM D 412-98a ASTM D 412-98a
Módulo 200 %, MPa Módulo 200 %, MPa 6,78 6,78 6,83 6,83 8,43 8,43 8,81 8,81 ASTM D 412-98a ASTM D 412-98a
Módulo 300 %, MPa Módulo 300 %, MPa 10,00 10,00 9,97 9,97 13,74 13,74 14,24 14,24 ASTMD 412-98a ASTMD 412-98a
Dureza, Shore A Dureza, Shore A 68,5 68,5 69,0 69,0 66,5 66,5 68,0 68,0 ASTM D 2240-03 ASTM D 2240-03
Rasgamento, Kgf/cm Rasgamento, Kgf/cm 45,4 45,4 44,7 44,7 32,8 32,8 34,8 34,8 ASTM D 624-00c ASTM D 624-00c
Resiliência, %Resiliência, % 4343 4343 4343 4444 DIN 53512 DIN 53512
EPDM – ENVELHECIMENTO (70 H, 100ºC)EPDM – ENVELHECIMENTO (70 H, 100ºC)
Propriedades: Propriedades: EPDM ISOQURE EPDM ISOQURE EPDM ZnO EPDM ZnO Norma: Norma:
Tensão de Ruptura, MPa Tensão de Ruptura, MPa 16,60 16,60 16,28 16,28 ASTMD 412-98a ASTMD 412-98a
Var. Tensão, % Var. Tensão, % + + 1,3 1,3 - 0,4 - 0,4 ASTM D573-99 ASTM D573-99
Alongamento, % Alongamento, % 278,7 278,7 279,3 279,3 ASTMD 412-98a ASTMD 412-98a
Var. Alongamento, % Var. Alongamento, % - 47,3 - 47,3 - 46,5 - 46,5 ASTM D573-99 ASTM D573-99
Dureza, Shore A Dureza, Shore A 72,072,0 72,0 72,0 ASTM D 2240-03 ASTM D 2240-03
Var. Dureza, pontos Var. Dureza, pontos + + 3,5 3,5 + + 3,0 3,0 ASTM D573-99 ASTM D573-99
SBR – ENVELHECIMENTO (70 H, 70ºC)
Propriedades: Propriedades: SBR ISOQURE SBR ISOQURE SBR ZnO SBR ZnO Norma: Norma:
Tensão de Ruptura, MPa Tensão de Ruptura, MPa 15,60 15,60 16,04 16,04 ASTMD 412-98a ASTMD 412-98a
Var. Tensão, % Var. Tensão, % -0,9 -0,9 + + 3,1 3,1 ASTM D573-99 ASTM D573-99
Alongamento, % Alongamento, % 239,2 239,2 226,2 226,2 ASTMD 412-98a ASTMD 412-98a
Var. Alongamento, % Var. Alongamento, % - 33,3 - 33,3 - 33,1 - 33,1 ASTM D573-99 ASTM D573-99
Dureza, Shore A Dureza, Shore A 72,0 72,0 72,0 72,0 ASTM D 2240-03 ASTM D 2240-03
Var. Dureza, pontos Var. Dureza, pontos +5,0+5,0 +4,0 +4,0 ASTM D573-99 ASTM D573-99
TESTES INICIAIS:TESTES INICIAIS:
Evidenciam eficiência na substituição de diversos tipos Evidenciam eficiência na substituição de diversos tipos
de Óxidos de Zinco.de Óxidos de Zinco.
ISOQURE ZnO 25 CC X ZnO COMUM:ISOQURE ZnO 25 CC X ZnO COMUM:
Redução de 72% do teor efetivo de Óxido de Zinco.Redução de 72% do teor efetivo de Óxido de Zinco.
ISOQURE ZnO 25 CC X ZnO ATIVO:ISOQURE ZnO 25 CC X ZnO ATIVO:
Redução de 45% do teor de ZnO ativo.Redução de 45% do teor de ZnO ativo.
REDUÇÃO DE PESO ESPECÍFICO:REDUÇÃO DE PESO ESPECÍFICO:
ZnO comum: 5,6ZnO comum: 5,6
Isoqure ZnO 25 CC: 3,7Isoqure ZnO 25 CC: 3,7
Vantagem econômica, com densidade 34% menor.Vantagem econômica, com densidade 34% menor.
Custo do ZnO representa algo entre 1 % a Custo do ZnO representa algo entre 1 % a 2,5% na formula .2,5% na formula .
Varia muito de composto. Depende do Varia muito de composto. Depende do total de phrtotal de phr
Substituição representa redução de custo Substituição representa redução de custo devido a densidade ou no mínimo, um devido a densidade ou no mínimo, um custo equivalente.custo equivalente.
IMPACTO AMBIENTAL:IMPACTO AMBIENTAL: Adequação às novas Adequação às novas
tendências e exigências que estão surgindo no tendências e exigências que estão surgindo no
mercado mundial.mercado mundial.
PADRONIZAÇÃO:PADRONIZAÇÃO: Um só produto pode ser usado Um só produto pode ser usado
em substituição ao ZnO convencional ou ao ativo.em substituição ao ZnO convencional ou ao ativo.
ECONÔMICO:ECONÔMICO: Menor teor de Zinco, que tem tido Menor teor de Zinco, que tem tido
forte variação de preços, além do ganho forte variação de preços, além do ganho
significativo na densidade do produto.significativo na densidade do produto.
MUITOMUITO
OBRIGADO!OBRIGADO!
MUITOMUITO
OBRIGADO!OBRIGADO!
CONTATO :CONTATO :
FONE : (51) 3568-1030 – RSFONE : (51) 3568-1030 – RS
FONE : (11) 4451-0999 – SPFONE : (11) 4451-0999 – SP
EMAIL : EMAIL : [email protected]
SITE : www.interquimica.com.brSITE : www.interquimica.com.br