PLASTIFICANTES EM COMPOSTOS DE BORRACHA

Luis TormentoDezembro/2016

Introdução• Os plastificantes têm a função de plastificar o composto,

melhorar seu processamento, reduzir a energia necessária para o processamento e ajudar na incorporação dos ingredientes, melhorando sua dispersão. Nos vulcanizados reduzem a dureza e rigidez, aumentam o alongamento à ruptura e melhoram sua flexibilidade à baixa temperatura. Estas mudanças são acompanhadas de uma redução nas propriedades mecânicas e nas propriedades elásticas. Os plastificantes são muitas vezes utilizados com o objetivo de reduzir a viscosidade do composto, permitindo assim adicionar mais cargas; quando são utilizados para este fim recebem o nome de extensores.

Introdução• Além dos plastificantes e extendedores existem outros

produtos que não modificam a viscosidade do composto, nem as propriedades dos vulcanizados, porém, facilitam o processamento dos compostos e são denominados auxiliares de processo, que geralmente são combinações de ceras, sais de ácidos graxos e outros produtos de composição não revelada; utilizam-se na ordem de 1-3 phr.

• Em alguns artefatos de borracha onde exista a necessidade de aumentar a pegajosidade dos compostos, utilizamos os chamados agentes de pegajosidade, na ordem de 2-5 phr.

Plastificantes• Os plastificantes de maior consumo são os óleos minerais, derivados de

frações pesadas do petróleo. Pela sua composição química classificam-se em aromáticos, naftênicos e parafinicos. Os óleos são misturas complexas de hidrocarbonetos, que frequentemente são misturas de estruturas aromáticas, naftênicas (cicloparafina) e parafínicas. O caráter do óleo é determinado pela chamada constante de viscosidade-densidade, VGC (Viscosity Gravity Constant), que é dada pela seguinte fórmula empírica:

10G – 1,072 log(V-38) VGC = ------------------------------- 10 – log(V-38)• sendo G o peso específico do óleo a 15,5ºC e V sua viscosidade Saybolt a

38ºC.

Plastificantes

Tipo de óleo mineral Intervalo de VGC

Parafínico 0,791-0,820

Relativamente naftênico 0,821-0,850

Naftênico 0,851-0,900

Relativamente aromático 0,901-0,950

Aromático 0,951-1,000

Altamente aromático 1,001-1,050

Extremamente aromático >1,050

A tabela abaixo indica a aromaticidade dos óleos em função de sua VGC:

Plastificantes• Outra característica empírica que se emprega com freqüência é o

ponto de anilina definido como a temperatura em que ocorre a miscibilidade entre o óleo e anilina em igualdade volumétrica. Quanto mais aromático for o óleo, mais baixo será seu ponto de anilina. Ambas as constantes estão relacionadas pela fórmula:

647 – ponto de anilina (ºC) VGC = -------------------------------------- 650• Um fator importante para a escolha do tipo de plastificante é sua

compatibilidade com a borracha. A tabela a seguir mostra alguns óleos e sua compatibilidade com algumas borrachas:

PlastificantesTipo de óleo mineral NR SBR BR NBR CR CSM EPDM IIR

Parafínico + + + - - - + +

Relativamente naftênico

+ + + - - - + +

Naftênico + + + O O O + O

Relativamente aromático

+ + + O + + + -

Aromático + + + + + + O -

Altamente aromático + + + + + + O -

+ Compatível O Compatibilidade moderada – Incompatível

Plastificantes• O efeito plastificante de um óleo mineral aumenta com sua

aromaticidade, o que também contribui para a dispersão das cargas reforçantes. Um inconveniente destes óleos é que são manchantes e podem interferir parcialmente com a atividade peroxídica..

• Os óleos parafínicos funcionam mais como auxiliares de processo do que plastificantes e não afetam a coloração. Seu emprego limita-se às borrachas EPM e IIR, e a compostos claros. Os óleos naftênicos ocupam a posição intermediária, e são empregados como plastificantes e como extendedores. Conferem boa resistência a baixa temperatura.

Plastificantes

• A segunda família de produtos de maior consumo no setor de borrachas, principalmente para borrachas sintéticas polares, são os plastificantes sintéticos tipo éster. Entre eles podemos citar os derivados dos ésteres dos ácidos ftálico, adípico e sebácico; para melhorar o comportamento à chama utilizam-se os fosfatos de tricresila ou de difenilcresila.

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