Borracha sintética e borracha natural

Borracha sintética e borracha natural

UNIVERSIDADE REGIONAL DE BLUMENAU

CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA

BORRACHA NATURAL e

BORRACHA SINTÉTICA

DANIEL SEIKI TANAKA SUÁREZ

GETSKA EDUARDA MOTTER

HELOISA RAMLOW

BLUMENAU

2010

SUMÁRIO
  1. INTRODUÇÃO

A borracha tornou-se um material indispensável à indústria moderna e está presente em diversos produtos com os quais o homem convive em seu dia-a-dia. A indústria de borrachas é um ramo consolidado atualmente, destacadamente rico sob os aspectos financeiros e tecnológicos. Pode ser considerado como um excelente termômetro da industrialização das nações.

Borracha é um elastômero, ou seja, um material macromolecular que recupera rapidamente a sua forma e dimensões iniciais, após cessar a aplicação de uma tensão.

A borracha pode ser obtida de duas maneiras: naturalmente e sinteticamente. A borracha natural vem do látex, que é o produto de biossíntese de certas espécies, entre as quais a mais importante é a Hevea brasiliensis. A borracha sintética é feita a partir da polimerização de diferentes monômeros. Após a produção da borracha, ela é moldada e vulcanizada de acordo com o interesse do consumidor.

Para que uma substância seja considerada uma borracha ela deve apresentar os seguintes requisitos: possuir preferencialmente longas cadeias moleculares; o segmento individual da cadeia deve ser flexível para ter movimento browniano à temperatura ambiente, ou seja, para possuir movimento aleatório das partículas macroscópicas, como conseqüência dos choques das moléculas do fluido nas partículas; deve ser predominantemente amorfa à temperatura ambiente, para que a flexibilidade da cadeia não seja inibida pela cristalização.

A escolha da borracha base para a execução de uma formulação é fortemente determinada pelo comportamento pretendido no que respeita ao amortecimento, à rigidez, à resistência a temperaturas elevadas ou baixas, à resistência a óleos, à resistência ao ataque químico e por algumas das características apresentadas após envelhecimento.

O desenvolvimento de novos produtos e o aprimoramento e manutenção da qualidade dos já existentes constituem uma proveitosa área de atuação para o profissional de engenharia química.

  1. borracha

    1. Histórico

Em 1493, Cristóvão Colombo observa nativos do atual Haiti brincarem com bolas que “ao tocarem o solo subiam a grande altura”, formadas por uma goma chamada cauchu, que significa “árvore que chora”. O nome inglês “rubber” foi dado por Priestley, que pela primeira vez observou a capacidade de o material apagar (“rub out”) o traço de um lápis. O primeiro emprego da borracha foi como apagador.

Em 1820 um industrial inglês, Nadier, fabricou fios de borracha e procurou utilizá-los em acessórios de vestuário, como em calçados impermeáveis, mas que logo tornavam-se quebradiços devido ao frio, e o inconveniente de aderirem-se uns aos outros se ficassem expostos aos raios de sol. Mas em 1839, Goodyear descobre a vulcanização da borracha mediante o enxofre. Por volta de 1850, a borracha já era utilizada em instrumentos cirúrgicos, materiais de laboratório, brinquedos e em vários outros objetos, como botas e capas. Em 1895 Michelin teve a idéia audaciosa de adaptar o pneu ao automóvel. Em 1909, o químico Fritz Hofmann conseguiu produzir a substância elástica metil-isopreno, e abriu caminho para o desenvolvimento da borracha sintética, que completou seu centenário ano passado. No início da Segunda Guerra Mundial, foram suspensos os suprimentos de borracha natural aos Estados Unidos, em virtude da invasão das áreas produtoras pelo Japão, e os americanos organizaram uma indústria de borracha sintética. As primeiras borrachas sintéticas foram: policloropreno e poli(sulfeto orgânico), na década de 30.

    1. mercado

Até a década de 1950, o Brasil era o principal produtor de látex no mundo. Hoje, quase todo látex vem da Tailândia, Indonésia e Malásia, que juntas detém 95% da produção mundial (cerca de 5,7 milhões de toneladas anualmente). Toda a produção da América Latina, incluindo o Brasil, corresponde a apenas 1,2%. Antes, o látex era extraído das árvores na floresta nativa. Hoje, a maior parte vem de plantações de seringueiras e o estado de São Paulo gera 75% da produção brasileira. A produção brasileira, atualmente estimada em 90 mil toneladas de borracha por ano, atende apenas a cerca de 40% da demanda, de 230 mil toneladas. As perspectivas de crescimento da produção de borracha natural no Brasil são muito positivas. Espera-se que dentro de alguns anos o país possa, pelo menos, suprir as necessidades da indústria nacional. Os maiores consumidores de borracha natural são China, seguido pelos países da Comunidade Européia, Estados Unidos e Japão.

Apesar da borracha sintética ainda não ser exatamente igual à natural, sua produção hoje supera em muito a da borracha natural e os Estados Unidos aparecem como o maior produtor mundial, seguidos de perto por outros países, como Japão, França, Alemanha e Reino Unido. O Brasil é o maior fabricante de borracha sintética da América Latina. Sua produção foi iniciada em 1962, com matéria-prima fornecida pela refinaria Duque de Caxias, no estado do Rio de Janeiro, e ficou a cargo de uma subsidiária da Petrobrás, a Fabor, hoje privatizada com o nome de Petroflex, filial brasileira da multinacional alemã Lanxess.

  1. borracha natural

    1. origem

Existem muitas espécies vegetais produtoras de borracha, mas praticamente toda a borracha natural empregada industrialmente vem da árvore Hevea brasiliensis, mais conhecida apenas como seringueira, originária da selva amazônica e depois, cultivada em plantações no Sudeste Asiático e África equatorial, que produz o hidrocarboneto isoprênico, principal constituinte da borracha, através de biossíntese.

    1. composição

O polímero da borracha natural tem configuração química muito regular; é uma cadeia cis-poliisoprênica. Também é comercialmente chamado apenas de isopreno ou 2-metil 1,3-butadieno, com fórmula química C5H8. Possui de 0,3-1,0% de umidade; 1,4-4,5% de extrato de acetona; 2,0-3,0% de proteínas; 0,2-0,5% de cinzas e 91-96% de hidrocarboneto.

A borracha natural é encontrada no látex. O látex da seringueira forma um sistema coloidal polifásico e polidisperso, sendo representado por 37% de fase borracha (hidrocarboneto isoprênico); soro (48%) (proteína e sais dissolvidos em água); fração de fundo (depósito) (15%) (Lutóides e partículas (Frey Wisslyng)). Algumas destas impurezas têm um efeito benéfico; podem, por exemplo, atuar como antioxidantes naturais.

    1. obtenção

A borracha é encontrada na árvore da Hevea na forma de uma suspensão coloidal de aspecto leitoso, denominada látex, que tem 30% de borracha. O látex circula por uma rede de canais lactíferos de onde é extraído através de uma incisão (sangramento) na casca que circunda estes canais, o que provoca a secreção do látex durante algumas horas, até que, por coagulação espontânea a incisão é fechada; a incisão deve ser refeita a fim de que o processo seja repetido, mas esta operação deve ser feita em dias alternados. O látex que flui da incisão é recolhido em vasilhas adequadamente dispostas, o sangramento é feito nas primeiras horas da manhã e, ao término da jornada recolhe-se o látex acumulado na vasilha. O látex recolhido é levado a uma unidade onde é homogeneizado em grandes tanques de armazenamento, para depois, por meio da adição de ácido acético ou fórmico diluídos, coagular o látex em placas de 4-5 cm de espessura. As placas são sucessivamente lavadas e laminadas entre cilindros; gradativamente, estes cilindros vão reduzindo a espessura da placa e eliminando água residual; o último par de cilindros é ranhurado, a fim de que a borracha apresente uma superfície rugosa, facilitando a posterior secagem da prancha. A secagem é feita por vários processos, com ar moderadamente quente e ao abrigo da luz ou, mais freqüentemente, por fumaça procedente da combustão de madeira, que tem coloração mais escura. A borracha comercial é embarcada em fardos, podendo ser estocada durante vários anos. Em outro método de obtenção da borracha, o látex é submetido, logo após a coleta, à ação de uma força centrífuga elevada (40.000rpm), e separam-se três frações bem distintas. A primeira de coloração amarela que se deposita é constituída de componentes não borracha, os lutóides(proteínas, fosfolipídios e sais minerais) e as partículas Frey-Wyssling(carotenóides e lipídios). A segunda, fração intermediária em forma de líquido, é o soro que contém em solução substâncias de natureza protéica e sais minerais. O soro é o meio dispersivo do sistema coloidal látex. Finalmente, a terceira, fração constituída de uma camada superior de densidade menor do que as duas outras, é formada quase que exclusivamente de borracha e apresenta-se com coloração branca.

    1. propriedades e aplicações

A borracha natural, ou conhecida apenas pela sigla NR, foi a primeira e única borracha a ser utilizada até 1927. Os vulcanizados de NR possuem propriedades como elasticidade e flexibilidade; resistência a abrasão (desgaste); impermeabilidade; facilidade a adesão em tecidos e aço e resistência a produtos químicos. Sua utilização principal é em pneumáticos, preservativos, luvas descartáveis, tubos cirúrgicos e cateteres. Apesar de sua substituição por algumas borrachas sintéticas, ainda satisfaz cerca de um terço da necessidade mundial de borracha, graças à indústria de pneus. Seu uso persistente se deve pelas excelentes propriedades elásticas, pelo equilíbrio entre suas qualidades e graças a sua excepcional resistência ao aquecimento por atrito.

  1. borracha sintética

A borracha sintética é feita a partir da polimerização de uma variedade de monômeros, que podem ser misturados em várias proporções desejáveis para uma ampla gama de propriedades físicas, mecânicas e químicas.

    1. PRODUÇÃO DO MONÔMERO e seus polímeros

4.1.1 Butadieno

O 1,3 butadieno, ou simplesmente butadieno, de fórmula C4H6 e sigla BR, é um monômero que origina o polibutadieno, que dará origem a várias borrachas juntos com outros monômeros, como por exemplo, o acrilato-butadieno(ABR), o nitrila-butadieno(NBR), o piridina-butadieno(PBR), o piridina-estireno-butadieno(PSBR) e o estireno-butadieno(SBR). É obtido através de diversos métodos como a desidratação do álcool etílico. Existem dois processos em uso. Em uma, o etanol é convertido em butadieno, hidrogênio e água a 400-450°C, conforme a reação:

2 CHOH  C4H6 + 2 H2O + H2

Em outro processo, o etanol é oxidado com acetaldeído, que reage com adição de tântalo e sílica (dióxido de silício) a 325-350°C para produzir butadieno e água.

CHOH + C2H4O  C4H6 + 2 H2O

Outras formas de se obter o batudieno são: desidrogenações catalíticas do butano normal ou de butenos existentes nas frações leves de refinaria.

O polibutadieno é produzido por processo de polimerização com a ajuda de um catalisador organometálico. Os monômeros do butadieno podem se ligar de várias maneiras entre si: trans-1,4 adição, cis-1,4 adição e 1,2 adição. Será a escolha do catalisador (neodímio, cobalto, lítio ou titânio), que determinará as características da borracha, influenciando a microestrutura e a macroestrutura dos polímeros e suas propriedades. É uma borracha de elevada resistência à abrasão e flexibilidade a baixas temperaturas, alta elasticidade e possui bastante resistência a altas temperaturas. As principais aplicações são piso de pneu, solas, correias transportadoras e de transmissão, revestimento de rolos e outras aplicações que necessitem de um composto com resistência à reversão.

4.1.2 Estireno

O estireno, com fórmula química C8H8, é um monômero para a borracha, originando borrachas como a piridina-estireno-butadieno(PSBR), estireno-butadieno(SBR), estireno-cloropreno(SCR) e o estireno-isopreno(SIR). O processo predominante na produção do estireno passa pelo etilbenzeno, que é proveniente da alquilação do benzeno pelo eteno; segue-se a desidrogenação a estireno, com um catalisador de cloreto de alumínio, ácido fosfórico sólido ou catalisadores de sílica-alumina, conforme a reação:

C6H6 + C2H4  C6H5C2H5  C6H5CH CH2 + H2

4.1.3 Acrilonitrila

Com fórmula C3H3N, é obtida principalmente a partir do acetileno e do cianeto de hidrogênio, que reagem com um catalisador líquido constituído por cloreto cuproso, cloreto de hidrogênio e cloretos alcalinos, à pressão aproximadamente atmosférica:

CH:CH + HCN CH2 CH CN

A borracha acrilato-butadieno tem uma resistência incomum aos óleos e outras substâncias e são amplamente produzidos como borrachas especiais com tais qualidades. É muito usado combinado com estireno e butadieno, originando o acrilonitrila butadieno estireno, mais conhecido apenas como ABS, uma borracha dura e rígida, com resistência térmica e química, sendo usada principalmente em materiais de construção e eletrodomésticos.

4.1.4 Cloropreno

Com fórmula C4H5Cl, é fabricado a partir do acetileno e do cloreto de hidrogênio. O acetileno é dimerizado a monovinilacetileno, que então reage com o cloreto de hidrogênio, para formar o cloropreno monomérico:

2CH.CH CH2:CH.C CH + HCl CH2:CCl.CH:CH2

Vinilacetileno Cloropreno

Para se obter o policloropreno, o monômero é emulsificado em água e polimerizado a cerca de 38°C sob pressão atmosférica na presença de enxofre, sendo o persulfato de potássio o catalisador O policloropreno, mais conhecido como Neoprene, o nome de marca dado pela DuPont, tem características superiores à borracha natural como resistência à oxidação, óleos, graxas, ozônio, luz solar. Possui ainda boas características mecânicas e uma boa elasticidade a temperaturas baixas, além de serem muito pouco inflamáveis. A utilização é variada, como em roupas de mergulho, fios e cabos, juntas, retentores, gaxetas, adesivos, vedantes, cobertura de mangueiras automotivas e industriais, da isolação elétrica e nas correias de ventilador do carro.

4.1.5 Isobuteno

O isobuteno, de fórmula C4H8, é recuperado das frações leves de refinação mediante os métodos convencionais. O poliisobuteno, constitui um tipo de borracha sintética denominada borracha butílica, muito usada na fabricação de "câmaras de ar" para pneus. É um monômero usado em algumas borrachas como bromoisobuteno-isopreno(BIIR), cloroisobuteno-isopreno(CIIR) e isobuteno-isopreno(IIR).

4.1.6 Isopreno

Com fórmula C5H8 e sigla IR,o isopreno origina um cis-1,4-poliisopreno, ou apenas polisopreno, uma borracha natural sintética, pois mesmo sendo sintética, é quimicamente muito parecida com o isopreno vindo do látex. O polisopreno é obtido num solvente orgânico apropriado de modo a se obter somente a estrutura cis (até 98%) com a ajuda de catalisadores estereoespecíficos do tipo Ziegler-Natta ou de litioalquila, sendo que é mais parecida com a borracha natural quanto mais cis contém. Como a estrutura química é quase similar à da borracha natural, o campo de aplicação da IR é semelhante ao da borracha natural, embora a borracha sintética IR seja bastante mais pura. A maior parte da borracha de isopreno é formulada juntamente com borracha natural ou borracha de estireno butadieno. O isopreno pode ser produzido de três maneiras. Na primeira o isopreno é obtido a partir do propeno, um processo barato e com matéria-prima abundante. Na segunda o isopreno é produzido a partir do isobuteno e do metanol, e possui excepcional pureza. Na terceira usam-se acetona, acetileno, hidrogênio e amônia para produção de isopreno. O isopreno pode ser obtido pela desidrogenação do isopentano. É um monômero aplicado em borrachas como bromoisobuteno-isopreno(BIIR), cloroisobuteno-isopreno(CIIR), isobuteno-isopreno(IIR), nitrila-isopreno(NIR) e estireno-isopreno(SIR). O IRR, ou apenas borracha butílica, é obtida pela polimerização em solução, em temperaturas muito baixas, seguida pela precipitação da borracha pela adição de água; a borracha separa-se como grumos, que podem ser filtrados e secos como o equipamento convencional.

    1. copolímeros

São polímeros formados a partir de dois ou mais monômeros diferentes. Alguns copolímeros mais conhecidos são: polisiloxano(SI), encontrado em utensílios de cozinha; a borracha de uretano(AU e EU), encontrada em espumas flexíveis; e o polietileno clorosulfonado (CSPE), mais conhecido comercialmente como Hypalon, encontrado em botes infláveis e caiaques. Aqui será exemplificado a produção de butadieno-estireno, já que é muito usado.

4.2.1 Butadieno-estireno

Os copolímeros de butadieno e estireno, com mais de 50% em butadieno, são conhecidos como SBR. À medida que o teor de estireno se torna superior a 50%, o produto se torna cada vez mais plástico, e é usado nas tintas a látex. A polimerização por emulsão é efetuada em reatores, que são operados em série, durante períodos que vão aproximadamente de 8 até 12 h. Após o tempo de reação desejado, faz-se uma curta parada, e os monômeros não reagidos são removidos por arraste a vapor. O látex é acumulado em tanques de reserva e homogeneizado até ter as especificações pertinentes ao tipo de borracha. É coagulado pela adição de sal, de ácido sulfúrico, de alume ou de substâncias semelhantes, e extensamente lavado e enxugado antes da operação de secagem. As principais propriedades da SBR são: ótima resistência à abrasão e ótima resistência a altas temperaturas e ao envelhecimento. A SBR pode ser considerada um produto sintético de uso geral, encontrando grande emprego nos pneumáticos de automóveis e em artefatos mecânicos. A borracha natural e as várias borrachas de cis-polibutadieno têm melhores propriedades térmicas e são usadas em pneumáticos de caminhões e em outros artigos de grande espessura. No emprego em pneus, esta borracha compete com a SBR não só em preço, mas também nas propriedades.

Figura 1: Fluxograma simplificado da fabricação da SBR. AAC, acetato de amônio e cobre I. (General Tire & Rubber Co.)

    1. polimerização

Os monômeros não possuem difícil manuseio e, com ajuda de inibidores, ficam estáveis na estocagem. A consideração importante, muitas vezes, é a dissipação do calor de polimerização, que é controlado através do ajustamento da velocidade da reação, para distribuir o desprendimento de calor sobre um período de tempo razoável, o uso de refrigeração, como a provocada por serpentinas de amônia nos reatores, e a operação em meios diluídos, como emulsões ou soluções. Para o controle da massa molecular, desenvolveu-se as borrachas impregnadas a óleo, que não somente torna possível o processamento da borracha muito dura e de elevada massa molecular, mas também guarda, em grande parte, as qualidades inerentes ao material mais duro e contribui para uma melhoria real da qualidade. A qualidade da borracha e a velocidade da reação diminuem ambas à medida que a polimerização avança; por isto, é usual interromper a reação um pouco antes da conversão completa da borracha. Uma etapa essencial na produção econômica da borracha sintética é a recuperação dos monômeros não reagidos e a respectiva purificação. São aplicados métodos de recuperação, mediante extração a vapor, de látex aquosos, ou mediante a destilação de soluções, também podendo ser efetivada durante a etapa de secagem, num secador extrusor desvolatizador. A água, ou o solvente, pode ser removida pela combinação de uma compressão mecânica e pela passagem através de uma seção de vácuo.

O processo de acabamento consiste, usualmente, em precipitar a borracha da emulsão de látex ou da solução de solvente, na forma de grumos, ou seja, pequenas porções de matéria coagulada; estes são secos e comprimidos num fardo. Os látices ordinários podem ser facilmente coagulados pela adição de cloreto de sódio ou de ácido sulfúrico diluído, alume, ou de quase que qualquer outra combinação de um eletrólito e um ácido diluído. O cimento de borracha resultante da polimerização em solução pode ser precipitado na forma de grumos, pela adição da solução a um tanque de água quente sob agitação violenta, com ou sem a adição de agentes umectantes, para controlar o tamanho do grumo e impedir a reaglomeração. Os grumos coagulados são separados do soro e lavados em peneiras vibratórias ou em filtros rotatórios e secados em temperaturas convenientes. A borracha é um material difícil de secar, e é necessário cuidado para não superaquecê-la, o que provoca a sua deterioração. O tempo de secagem nos secadores convencionais a cortina de ar quente pode ser de várias horas.

A embalagem da borracha sintética é importante, pois em certos casos, é difícil resolver os problemas provocados pela aderência à embalagem e pela contaminação resultante de proteção inadequada, em virtude da tendência de a borracha escoar e não reter sua forma. A maior parte da borracha é, atualmente, envolvida em folha de polietileno.

  1. fabricação

    1. fluxograma

Os fluxogramas para produção de certa borracha são típicos, e diversas borrachas podem ser feitas alternadamente nas usinas.

    1. reagentes

A indústria de borracha utiliza reagentes que modificam os elastômeros básicos e atribuem qualidades melhoradas aos artefatos acabados. Alguns dos principais reagentes são aceleradores de vulcanização, retardadores do envelhecimento ou antioxidantes, pigmentos e peptizantes(reduzem a viscosidade da borracha a fim de facilitar o processamento). O uso de cargas às composições de borracha ou de látex por razões técnicas ou econômicas é necessário e importante para a obtenção das propriedades desejadas, já que proporcionam dureza, tenacidade, rigidez, resistência à abrasão, condutividade elétrica, propriedades dinâmicas, menor preço, etc. As cargas são inicialmente divididas em negros de carbono e cargas brancas, sendo a sílica pertencente a este último grupo, e juntamente com o negro de carbono, uma das cargas reforçantes muito utilizadas.

    1. Processos

Para processar a borracha é necessário maquinário pesado. É preciso dissipar e controlar a considerável quantidade de calor durante a misturação, a mastigação, a moagem e a extrusão.

A borracha sintética/natural é armazenada em fardos. Esses fardos são cortados e então o negro de fumo e o óleo, ou outros reagentes são acrescentados. Ocorre a pesagem da carga e então ela é misturada, onde os ingredientes são bem distribuídos e difundidos. A massa então é montada de acordo com o interesse da empresa. Os compostos de borracha, na forma de uma massa plástica, podem ser moldados em quase qualquer forma, que fica mantida quando o composto é vulcanizado num molde. No caso da fabricação de pneus, as remessas cruas de borracha então normalmente serão processadas em folhas de cobertura numa calandra para correias transportadoras têxteis ou numa máquina de extrusão para correias transportadoras com cabos de aço. A calandragem, também chamada de revestimento, é o processo onde os compostos da borracha são aplicados ao tecido, impregnando-se o composto da borracha no tecido por meio da passagem em calandras de vários cilindros. Os cordéis pneumáticos constituem um caso especial: os cabos de algodão, de raiom, de náilon ou de poliéster são dispostos em paralelo e aglutinados pela borracha numa calandra.

    1. EXTRUSÃO

A extrusão é processo de componentes mecânicos de forma semi-contínua onde a borracha é forçada através de uma matriz adquirindo assim a forma pré determinada pelo projetista da peça. Tiras vedantes, mangueiras, tubos internos, bandas de pneumáticos, gaxetas, calhas e muitos outros artefatos de borracha são fabricados por extrusão da massa plástica, que pode ser vulcanizada durante a operação ou posteriormente. O pneumático de automóvel serve de exemplo. O pneumático é construído como um cilindro sobre um tambor rotatório retrátil. Aplicam-se camadas de cordéis impregnados na borracha apropriada, de modo que uma camada amarra os fios metálicos numa direção e a outra camada amarra-os na direção transversal. Os cabos metálicos imersos numa borracha dura e resistente são “costurados” ao pneu mediante a dobragem das extremidades das lonas. Finalmente, aplica-se a banda formada por extrusão e as extremidades são soldadas. O tambor que forma o pneu é retirado e o pneumático cilíndrico é removido e colocado numa prensa; insere-se no cilindro um saco de borracha(usualmente feito de borracha butílica) fixado a uma haste; que é inflado dentro do tubo; simultaneamente o molde da prensa é fechado, e o pneu assume a forma toroidal. Aplica-se aquecimento ao molde e vapor ao saco interno. A borracha em excesso escapa por orifícios de drenagem e, depois do tempo de vulcanização a uma temperatura pré-selecionada, o pneu está pronto. Os pneumáticos modernos podem não ter câmara de ar, dispondo de uma camada retentora de ar fixada internamente, ou de um tubo interno de borracha butílica extrudada. Os pneus radiais usam um método de montagem diferente do tradicional. Usam-se cintas de raiom, de poliéster, de Fiberglas de aço. Após a extrusão, a peça é vulcanizada.

    1. vulcanização

Fase mais importante da indústria de borracha, é um método criado por Charles Goodyear em 1839, e consiste geralmente na aplicação de calor e pressão à uma composição de borracha, a fim de dar a forma e propriedades do produto final. Na vulcanização, as moléculas individuais de um polímero serão ligadas a outras moléculas de polímero por pontes atômicas. O resultado final é que as moléculas flexíveis de borracha tornam-se ligadas de maior ou de menor grau umas às outras. Com isto o material ficará mais duro, muito mais durável e também bem mais resistente ao ataque químico. Isto também faz com que a superfície do material se sente lisa e não pegajosa. Esta reação irreversível de cura define os compostos de borracha curados como material thermoset, que não derrete em aquecimento, e os coloca fora da classe de materiais termoplásticos (como polietileno e polipropileno. Isto é uma das diferenças fundamentais entre borrachas e plásticos).

Normalmente, a ligação química cruzada é feita com enxofre. Ao longo da molécula de borracha existe um número de locais que são atraentes para os átomos de enxofre. Estes são chamados locais de cura. Em cada local de cura na molécula de borracha, um átomo de enxofre pode unir-se, e então uma corrente de enxofre pode crescer, até que eventualmente alcança um local de cura em outra molécula de borracha. Há outras tecnologias, incluindo sistemas baseados em peróxido. O pacote combinado de cura num composto típico de borracha compreende o próprio agente de cura (enxofre ou peróxido), junto com os agentes aceleradores e retardadores.

  1. CONCLUSÃO

O emprego da borracha é muito amplo, pois as características e propriedades que os elastômeros reúnem fazem com que alcancem praticamente todos os setores da economia: automobilístico, calçadista, construção civil, plásticos, materiais hospitalares e outros também de grande importância no dia-a-dia da sociedade. Isso faz com as borrachas se tornem essenciais para o desenvolvimento do ser - humano.

Um profissional inserido no mercado de borrachas, com certeza vai possuir um futuro promissor, porque o mercado, além de bilionário, cresce com a economia mundial.

Percebe-se claramente que a borracha natural suplementa as borrachas sintéticas, mas que seria difícil a situação mundial se a borracha natural fosse a única fonte de suprimento.

Com a visita técnica às Borrachas Wolf, de Jaraguá do Sul, conhecemos melhor o dia-a-dia de uma grande fábrica de borrachas e de como é difícil a união de meio ambiente e borracha, já que muitos resíduos são produzidos. É necessário também uma atenção redobrada em relação aos funcionários da empresa, já que muitos equipamentos funcionam a mais de 200ºC e algum funcionário pode ser preso por uma calandra. Também chama a atenção de como uma empresa de borracha é quente. O processo exala muito calor, o que faz com que a empresa procure meios de resfriar o ambiente para preservar seus funcionários.

A borracha é um exemplo de como o papel do engenheiro químico está inserido no nosso cotidiano, não apenas no que diz respeito à preparação do produto, mas também no controle necessário para que este possa ser usado com segurança e qualidade.

O engenheiro químico também deve ter um conhecimento excepcional do processo da fabricação de borracha, para produzir menos resíduos. Ele também deve testar muito bem as borrachas que produz, pois muitos artefatos são utilizados em lugares que precisam de segurança, como por exemplo, em carros. Se uma peça foi mal fabricada, ela pode causar até um acidente.

REFERÊNCIAS

ANÁLISE EDITORIAL. Borracha. Disponível em: <http://www.analisecomercioexterior.com.br/comex06/produtos/rankprodutos/borracha/index.php>. Acesso em: 25 mar. 2010.

BORRACHA NATURAL BRASILEIRA. Borracha Natural. Disponível em: <http://www.borrachanatural.agr.br/borrachanatural.php>. Acesso em: 03 abr. 2010.

ELASTOMER CHEMICAL DEPARTAMENT E.I. DU PONT DE NEUMORS & CO. (INC.). A Linguagem da Borracha, 1963. Du Pont International S.A. Wilmington, Delaware, EUA

ENCICLIPÉDIA CONHECER. Rio de Janeiro: Abril, 1968.

ENCICLIPÉDIA DO ESTUDANTE. Rio de Janeiro: Abril Cultural, 1973.

RUBBERPEDIA. Portal da indústria da borracha.Disponível em: <http://www.rubberpedia.com>. Acesso em> 29 mar. 2010.

WIKIPEDIA. Borracha Natural.Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Borracha>. Acesso em: 03 abr. 2010.

WIKIPEDIA. Borracha Sintética.Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Borracha_sint%C3%A9tica>. Acesso em: 03 abr. 2010.

WISNIEWSKI, A.. Látex e Borracha. Belém: s.e.,1983.

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