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Desenvolvimento de elastômeros termoplásticos vulcanizados (TPV) a base de polipropileno com resíduo de pneu: I - Planejamento fatorial de experimentos/ Development of thermoplastic elastomers vulcanized (TPV) with polypropylene waste tire: I - Factorial design experiments

Cossa, Matheus M.; Sirqueira, Alex S.; Soares, Bluma G.
2009-01-01

Resumo em português O uso do pó de pneu em misturas com termoplásticos possibilita a formação de novos materiais. Nesse trabalho o uso do pó de pneu foi caracterizado pelo planejamento fatorial completo 2³, com ponto central, em misturas com polipropileno (PP), para desenvolvimento de novos elastômeros termoplásticos vulcanizados dinamicamente (TPVs), contendo material reciclado. Os fatores utilizados neste estudo foram, pó de pneu, peróxido de dicumila e bismaleimida (em três ní (mais) veis, sendo um deles, o ponto central). O planejamento foi construído para avaliar os efeitos dos fatores (principais e suas interações) nas respostas de tração, alongamento e inchamento em óleo. Os resultados mostraram que o teor de pó de pneu é predominante para melhorar o desempenho das misturas. A resistência ao inchamento é aproximadamente 150% superior em algumas formulações. Resumo em inglês The use of waste tire in blends with thermoplastics enables the formation of new materials. In this paper the use of waste tire was characterized with a complete 2³ factorial design with central point, in blends with polypropylene (PP), in the development of new thermoplastic elastomers vulcanized dynamically (TPVs) and containing recycled material. The factors used in this study were: waste tire, dicumylperoxide and bismaleimides in three levels, one being the central p (mais) oint. The factorial design was built to evaluate the effects of the factors (and their interaction) in the responses of tensile, elongation and oil swelling. The results showed that the level of waste tire is predominant to improve the performance of TPV. The swelling resistance is approximately 150% higher in some formulations.

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Avaliação reológica de elastômeros e suas composições/ Rheological evaluation of elastomers and their compounds

Guerra, Bianca B.; Furtado, Cristina R. G.; Coutinho, Fernanda M. B.
2004-01-01

Resumo em português Os materiais elastoméricos apresentam tanto características de materiais sólidos como de líquidos, sendo assim considerados materiais viscoelásticos. Nas operações convencionais de processamento, esses materiais ficam sujeitos a vários tipos de deformações, devido à complexidade dos equipamentos. Esses materiais respondem à ação das deformações com um comportamento reológico viscoelástico, ou seja, uma combinação de respostas elásticas e viscosas. As (mais) propriedades viscoelásticas têm grande influência sobre o desempenho dos artefatos de borracha. Essas propriedades podem ser determinadas, permitindo assim, em alguns casos, o estabelecimento de uma relação com o comportamento dos materiais elastoméricos durante o seu processamento. Esta pequena revisão aborda com maior ênfase a utilização do Analisador de Processamento de Borracha - RPA (Rubber Process Analyzer) na determinação do comportamento reológico dos elastômeros. O RPA apresenta uma grande flexibilidade na realização de testes reológicos, pois permite a combinação de diferentes freqüências, deformações e temperaturas. Resumo em inglês Elastomers are viscoelastic materials; they combine solid and liquid characteristics. During processing operations, these materials are deformed in different ways and show a viscoelastic behavior. The viscoelastic properties have a powerful influence on the rubber products performance. These properties should be measured in order to predict, in some cases, the elastomers behavior during processing. This brief review gives more emphasis to the elastomer rheological characterization using the Rubber Process Analyzer (RPA).

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Desenvolvimento de Materiais à Base de Poliolefinas e Elastômeros Metalocênicos/ Development of Materials Based on Polyolefins and Metallocene Elastomers

Silva, Ana L. N.; Rocha, Marisa C. G.; Guimarães, Maria José O. C.; Lovisi, Humberto; Coutinho, Fernanda M. B.; Santa Maria, Luiz C.
2001-09-01

Resumo em português O presente trabalho teve por objetivo avaliar as propriedades mecânicas, térmicas e morfológicas de sistemas à base de poliolefinas (PP e HDPE) e copolímero metalocênico de etileno/1-octeno (EOC), produzido pela Dow Chemical. Foi também investigada a atuação de um copolímero metalocênico de propileno/1-octeno (POC), sintetizado em laboratório, como agente compatibilizante da mistura PP/EOC. Os resultados mostraram que a adição de teores específicos de EOC a (mais) o HDPE e PP pode levar à produção de materiais com boas propriedades mecânicas. Os dados obtidos também revelaram que o copolímero POC pode ser usado como agente compatibilizante das misturas PP/EOC. Resumo em inglês The aim of this work was to evaluate the mechanical, thermal and morphological properties of systems based on polyolefins (PP and HDPE) and ethylene/1-octene metallocene copolymer (EOC), produced by Dow Chemical. The effect of a propylene/1-octene metallocene copolymer (POC), obtained in the laboratory was also investigated as a compatibilizer agent for the PP/EOC blend. The results showed that the addition of certain contents of EOC to PP and HDPE may carry the productio (mais) n of materials with good mechanical properties. The data obtained also revealed that the POC copolymer can be used as compatibilizer agent of the PP/EOC blends.

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Efeito da concentração de segmentos rígidos nas propriedades físico-mecânicas, químicas e na morfologia de elastômeros microcelulares de poliuretano/ Effect of rigid segment content on the physical, mechanical, chemical and morphological properties of microcellular polyurethane elastomers

Pacheco, Marcos F. M.; Fiorio, Rudinei; Zattera, Ademir J.; Zeni, Mara; Crespo, Janaina S.
2007-09-01

Resumo em português Neste trabalho, foram preparados três diferentes elastômeros microcelulares de poliuretano (EMPU) baseados em 4,4'- diisocianato de difenilmetano (MDI), com diferentes concentrações de fase rígida (Formulações 1, 2 e 3, com 32, 35 e 42% de fase rígida, respectivamente). As amostras foram preparadas através do método de duas etapas, pelo sistema de pré-polímero. As amostras dos EMPU foram caracterizadas através de ensaios físico-mecânicos, químicos e morfol (mais) ógicos. Os resultados dos ensaios mecânicos mostraram que o aumento no percentual da fase rígida levou a um aumento na resistência à tração e na resistência ao rasgo. O alongamento na ruptura não apresentou variação significativa com a modificação do percentual da fase rígida. O ensaio de resistência química demonstrou que os EMPU formulados apresentaram baixos índices de inchamento para solventes industriais comumente utilizados. Entretanto, em acetona, um elevado índice de inchamento foi observado. As análises morfológicas indicaram que o aumento no percentual da fase rígida promoveu a formação de células menores distribuídas de forma mais homogênea no EMPU. Resumo em inglês In this study, three different microcellular polyurethane elastomers (MPUE) based on 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI) with different rigid segment contents were prepared (Formulations 1, 2 and 3 with 32, 35 and 42% of rigid segment content, respectively). The MPUE were obtained through a two-step method using the prepolymer system. The samples were analyzed to determine their physical, mechanical, morphological and chemical properties. The results showed that a gre (mais) ater rigid segment content gave higher tensile, compressive and tear strength values. The deformation at break did not show significant changes with a variation in the rigid segment content. The MPUE had a low swelling index in common industrial solvents. However, in acetone a high swelling index was observed. The SEM micrographs indicated a large number of closed cells, and that a higher rigid segment content gave a better cell homogeneity of the samples.

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Avaliação do uso de técnicas PIR-G/FT-IR para caracterização de elastômeros/ Evaluation of PIR-G/FT-IR techniques for characterization of elastomers

Sanches, Natália B.; Diniz, Milton F.; Reis, Tiago B.; Cassu, Silvana N.; Dutra, Rita C. L.
2006-01-01

Resumo em português A técnica de pirólise gasosa, em bico de Bunsen, para análise por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (PIR-G/FT-IR) foi aplicada a diferentes borrachas, incluindo algumas misturas. Foi observado que é possível diferenciar os tipos de elastômeros por meio de análise de produtos gasosos de pirólise, inclusive aqueles que apresentam espectros IR de pirolisados líquidos similares, como é o caso de CIIR e BIIR, NR/SBR e EPDM/SBR, SBR/BR e SBR. Resumo em inglês Pyrolysis and infrared spectroscopy (PIR-G/FT-IR) were used for investigating gaseous products of rubber. The results show that this method was suitable to identify different elastomers and elastomer blends, including rubbers that present similar IR spectra of pyrolysed liquid products such as CIIR and BIIR, NR/SBR and EPDM/SBR, SBR/BR and SBR.

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Polietileno de Alta Densidade Tenacificado com Elastômero Metalocênico: 1. Propriedades Mecânicas e Características Morfológicas/ Rubber Toughened High Density Polyethylene: 1. Mechanical Properties and Morphological Characteristics

Guimarães, Maria José O. C.; Rocha, Marisa C. G.; Coutinho, Fernanda M. B.
2002-01-01

Resumo em português Neste trabalho foram estudadas as propriedades mecânicas e morfológicas de polietileno de alta densidade (HDPE) tenacificado com dois tipos de elastômeros metalocênicos à base de etileno/1- octeno (EOC). Esses elastômeros são polímeros comerciais com diferenças quanto ao peso molecular, índice de fluidez e índice Dow de reologia (DRI). Misturas físicas de HDPE e EOC foram processadas em extrusora monorosca Wortex (L/D=32), à 230°C e 50 rpm, utilizando percen (mais) tagem mássica do EOC de 5% a 80%. Foi observado um efeito sinergístico nas propriedades tênseis e características de supertenacificação para materiais contendo proporções do EOC maiores do que 5%. Cavitação, deformação plástica e cavitação fibrilada foram observados nos processos de deformação. Materiais contendo até 50% do EOC apresentaram morfologias dispersas com domínios elastoméricos esféricos, distribuídos uniformemente e com tamanho médio de partícula na faixa de 0,30 a 0,45 µm. A tenacificação de HDPE com os elastômeros etilênicos produziu materiais com boas propriedades e compatibilização tecnológica devido à existência de baixa tensão interfacial entre esses polímeros. Resumo em inglês The mechanical and morphological properties of high density polyethylene (HDPE) toughened with two different grades of metallocene elastomers based on ethylene/1- octene (EOC) were studied. These elastomers were commercial polymers differing in molecular weight, melt flow index and Dow rheology index (DRI). Blends were processed in a Wortex single screw extruder (L/D=32), at 230°C and 50 rpm, using mass fraction weight percent of EOC in the range from 5% to 80%. A synerg (mais) istic effect on the tensile properties and supertough behavior for blends with EOC concentrations higher than 5% was observed. Cavitation, plastic deformation and fibrillized cavitation were observed in the deformation processes. Materials containing up to 50% of EOC exhibited dispersed morphologies with EOC spherical domains uniformly distributed with particle size in the range from 0.30 to 0.45 µm. The toughening of HDPE with ethylenic elastomers produced materials with good properties and technological compatibilization.

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Reologia de polietileno de alta densidade tenacificado com polietileno elastomérico/ Rheology of high density polyethylene toughened with elastomeric polyethylene

Guimarães, Maria José O. C.; Coutinho, Fernanda M. B.; Rocha, Marisa C. G.; Bretas, Rosario E. S.; Farah, Marcelo
2003-06-01

Resumo em português Neste trabalho foram estudadas as propriedades reológicas de polietileno de alta densidade (HDPE) tenacificado com dois tipos de elastômeros metalocênicos à base de poli(etileno-co-octeno) (EOC). Estes elastômeros são polímeros comerciais com diferenças quanto ao peso molecular, índice de fluidez e índice Dow de reologia (DRI). Misturas físicas de HDPE e EOC foram processadas em extrusora monorosca Wortex (L/D=32), à 230 °C e 50 rpm, utilizando percentagem (mais) mássica dos EOCs de 5% a 80%. As propriedades reológicas foram avaliadas em experimentos estacionários e dinâmicos a 190 °C e taxas de cisalhamento na faixa de 90 s-1 a 1500 s-1 e freqüências na faixa de 10-1 rad/s a 10² rad/s. As misturas HDPE/EOC exibiram pseudoplasticidade e comportamento reológico complexo. A complexidade do comportamento reológico foi acentuada com o aumento do peso molecular e da concentração de ramificações de cadeia longa (DRI) do EOC. Resumo em inglês In this work rheological properties of high density polyethylene toughened with two different grades of metallocene elastomers based on poly(ethylene-co-octene) were studied. These elastomers were commercial polymers differing in molecular weight, and Dow Rheology Index (DRI). Blends were processed in a Wortex single screw extruder (L/D=32), at 230 °C and 50 rpm, using mass fractions of EOC in the range from 5% to 80%. The rheological properties were evaluated in stea (mais) dy and dynamic experiments at 190 °C and shear rates in the range from 90 s-1 to 1500 s-1 with frequencies from 10-1 s-1 to 10-2 s-1. The blends exhibited pseudoplasticity and complex rheological behavior. The complex rheological behavior was intensified with increasing molecular weight and long chain branching proportion (DRI) in the EOC elastomers.

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Efeito de reticulante na morfologia e propriedades físico-mecânicas de espumas poliméricas obtidas com EVA e EPDM/ The effect of a crosslinking agent on the morphology and physical and mechanical properties of polymer foams based on EVA and EPDM

Azevedo, Joyce B; Chávez, Manuel Alpire; Rabello, Marcelo S
2011-01-01

Resumo em português Espumas poliméricas são materiais bifásicos constituídos por uma matriz polimérica sólida e por uma fase gasosa proveniente de um agente de expansão. Produtos obtidos com estes materiais vêm ganhando bastante espaço no mercado por apresentar boas propriedades mecânicas aliadas à baixa densidade e baixo custo. O uso de EVA com elastômeros tem sido uma alternativa para proporcionar propriedades mais nobres a esses compostos expansíveis. Dentre os elastômeros u (mais) tilizados, o EPDM apresenta um potencial de aplicação elevado por apresentar boa compatibilidade com as poliolefinas. Como na fabricação da espuma tem-se simultaneamente reações de reticulação e de formação gases de expansão, o balanço desses efeitos tem forte influência sobre as características físicas do produto. Neste estudo, avaliou-se o efeito de um agente reticulante nas formulações de espumas de EVA/EPDM. As propriedades físico-mecânicas, reométricas e morfológicas de misturas EVA/EPDM com diversas proporções de peróxido de dicumila, utilizado como agente de reticulação, foram avaliadas. Os resultados mostraram que o teor de reticulante apresenta forte influência nas características técnicas das espumas obtidas. Resumo em inglês Polymer foams are biphasic materials prepared with a polymer matrix and a gaseous phase from a foaming agent. Products based on this type of material are currently in a good market position due to the good mechanical properties, low density and competitive cost. Blending EVA with elastomers is a feasible alternative to enhance the properties of the expandable compounds. Among the elastomers used as a blend component with EVA, EPDM has a high potential since it has a good (mais) compatibility with polyolefins. Considering that during the foam processing there are simultaneous crosslinking reactions and the formation of gases, the balance between these two effects has a strong influence over the physical characteristics of the final product. In this study the effect of a crosslinking agent on EVA/EPDM foams was investigated. The physical, mechanical and rheometric properties, as well as the foam morphology, were analyzed as a function of dicumil peroxide, used as a crosslinking agent. The results showed that this additive has a strong influence in the crooking and expansion of the compounds, affecting their properties.

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Poliuretanos como materiais de revestimento de superfície/ Polyurethanes as materials for surface coatings 41

Coutinho, Fernanda M.B.; Delpech, Marcia C.
1999-01-01

Resumo em português Os poliuretanos são polímeros extremamente versáteis. São aplicados numa ampla gama de materiais com propriedades diversas. Esses polímeros podem ser encontrados sob a forma de elastômeros, fibras e espumas, podendo ainda apresentar biocompatibilidade. Na indústria de revestimentos, incluindo os adesivos, os poliuretanos têm sido utilizados e têm apresentado excelente desempenho na proteção de uma grande variedade de substratos como aço, concreto, plásticos, (mais) metais, papel, couro e madeira. Devido ao movimento mundial de restrição ao uso de substâncias orgânicas voláteis tóxicas (VOC), vêm sendo de fundamental importância a pesquisa e desenvolvimento de sistemas aquosos. Entre esses destacam-se os poliuretanos dispersos em água, que estão em amplo crescimento na indústria de revestimentos, como mostra esta revisão. Resumo em inglês Polyurethanes, extremely versatile materials, may present biocompatibility and be found as elastomers, fibers and foams. In the coating industry, polyurethanes may be used as protecting coatings for substrates such as steel, concrete, plastics, metals, paper, leather and wood. The research and development of aqueous systems has been growing due to the world-wide movement for restriction of volatile organic compounds (VOC) emission. In this work, the latest advances in the field of polyurethane coatings have been reviewed.

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Desvulcanização do resíduo de terpolímero de etileno-propileno-dieno (EPDM-r) por micro-ondas/ Devulcanization of ethylene-propylene-diene polymer residues (EPDM-r) by microwaves

Pistor, Vinicius; Ornaghi, Felipe G.; Fiorio, Rudinei; Zattera, Ademir J.; Oliveira, Paulo J.; Scuracchio, Carlos H.
2010-09-01

Resumo em português Elastômeros vulcanizados são materiais comumente empregados em diversas aplicações, como nas indústrias automotiva e calçadista. Neste trabalho, aparas do terpolímero de etileno-propileno-dieno (EPDM-r) provenientes da indústria automotiva foram submetidas a micro-ondas durante diferentes tempos de exposição (2-5 min). Após a desvulcanização, as amostras foram caracterizadas por teor de gel, calorimetria exploratória diferencial (DSC) e energias de ativaçã (mais) o de degradação (Ea) determinadas por análise termogravimétrica (TGA). O comportamento de degradação apresentou composição do EPDM-r condizente com a literatura. A análise de teor de gel demonstrou que o EPDM-r foi desvulcanizado quando exposto às micro-ondas por 5 minutos. As análises de DSC não indicaram modificações significativas nas amostras estudadas, e o estudo de Ea mostrou que os aditivos encontrados na composição do EPDM-r influenciam na eficiência do método de regeneração por micro-ondas. Resumo em inglês Vulcanized elastomers are materials commonly used in several applications, such as automotive and footwear industries. In this study, scraps of ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM-r) from the automotive industry were exposed to microwaves during different periods (2-5 min). After devulcanization, the samples were characterized by gel content, differential scanning calorimetry (DSC) and activation energy of degradation (Ea) determined by thermogravimetric analysis (T (mais) GA). The degradation behavior of EPDM-r was consistent with the literature. The gel content analysis showed that the EPDM-r was devulcanized only at 5 minutes of exposure to the microwaves. DSC analysis demonstrated no significant changes in the samples, and the Ea results confirmed that the additives found in the composition of the EPDM-r affect the efficiency of the regeneration method.

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Estado de mistura e dispersão da fase borrachosa em blendas PVC/NBR/ Phase separation and rubber phase dispersion in PVC/NBR blends

Passador, Fábio R.; Pessan, Luiz A.; Rodolfo Jr., Antonio
2006-01-01

Resumo em português Termoplásticos modificados com elastômeros têm despertado grande interesse de pesquisadores e de indústrias devido à atraente relação custo/benefício e a possibilidade de aumento significativo da tenacidade sob impacto de polímeros frágeis com a incorporação de uma fase borrachosa dispersa. Este artigo mostra a relação entre o estado de mistura e a dispersão da fase borrachosa em blendas de poli (cloreto de vinila) (PVC) com borracha nitrílica (NBR). O est (mais) ado de mistura de blendas poliméricas é um fator muito importante a ser considerado no desenvolvimento destes tipos de materiais, uma vez que determina o nível de mistura molecular das blendas. A característica estrutural do PVC é responsável pela morfologia das blendas PVC/NBR, sendo que há uma otimização de propriedades mecânicas quando as partículas de borracha formam a morfologia "pseudo-network", ou seja, quando as partículas de borracha estão randomicamente dispersas entre as partículas primárias do PVC. Resumo em inglês Thermoplastics modified with elastomers have attracted great interest of researchers and industries due to the low cost/benefit relationship and the possibility of significant increase in the toughness of brittle polymers through the incorporation of a dispersed rubber phase. This article shows the relationship between the interaction between phases and rubber phase dispersion in poly (vinyl chloride)/nitrile rubber blends. The interaction between components in polymer bl (mais) ends is an important factor to be considered in the development of this kind of materials because it determines the level of the mixture at the molecular level. The particulate nature of PVC and the degree of nitrile groups in the NBR are responsible to the PVC/NBR blends morphologies leading to an optimization of the mechanical properties when the rubber particles form a pseudo-network morphology with the rubber particles randomly dispersed in between the PVC primary particles.

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Compósitos de borracha natural ou policloropreno e celulose II: influência do tamanho de partícula/ Natural rubber or chloroprene rubber and cellulose II composites: influence of particle size

Napolitano, Bruno de A.; Martins, Agnes F.; Visconte, Leila L.Y.; Nunes, Regina C. R.; Suarez, João Carlos M.
2004-01-01

Resumo em português O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de compósitos claros com propriedades de interesse tecnológico utilizando elastômeros com diferentes polaridades. Para que este objetivo fosse atingido, celulose II em pó foi usada como carga, em borracha natural (NR) ou policloropreno (CR). A celulose II foi obtida por coagulação da solução de xantato de celulose em meio ácido, sob agitação constante e à temperatura ambiente, constituindo uma nova forma de obten (mais) ção deste tipo de carga. Compósitos com 10 phr de celulose II com NR e CR, respectivamente, foram desenvolvidos tendo como variável o tamanho de partícula da carga. As propriedades mecânicas e os aspectos microscópicos dos diferentes compósitos foram avaliados e comparados com aqueles das formulações sem carga. Os resultados permitiram identificar o compósito como o de melhor resultado, influenciado pela polaridade da matriz elastomérica e pelo tamanho de partícula da carga, conseqüência das condições de moagem usadas. Resumo em inglês The aim of this work was to develop light composites with properties of technological interest by using elastomers of different polarities. This was achieved by employing cellulose II, in the powder form, as filler in natural rubber (NR) and chloroprene (CR). Cellulose II was obtained by coagulation of cellulose xanthate solution, in acid medium, under stirring and at room temperature, which represents, to our knowledge, a new way of obtaining this type of filler. Composi (mais) tes with 10phr of cellulose II and NR or CR were prepared having the particle size as variable. The mechanical properties and the microscopic aspect of the different composites were evaluated and compared with compounds without filler. The results indicated best results for the CR composite, influenced by the polarity of the elastomeric matrix and by the particle size, as a consequence of the milling conditions of the filler used.

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Principais copolímeros elastoméricos à base de butadieno utilizados na indústria automobilística/ The most important butadiene based elastomers employed in the automotive industry

Rocha, Tereza C. J.; Soares, Bluma G.; Coutinho, Fernanda M. B.
2007-12-01

Resumo em português Copolímeros elastoméricos à base de butadieno são amplamente utilizados na indústria automobilística. Dentre esses destacam-se os copolímeros de butadieno-estireno (SBR) e butadieno-acrilonitrila (NBR). O SBR apresenta maior importância comercial, devido a sua aplicação na produção de pneus. Quando SBR é utilizado juntamente com o homopolímero de butadieno BR-alto cis, excelentes propriedades são obtidas para sua aplicação na banda de rodagem de pneus. O (mais) copolímero elastomérico NBR é empregado em artefatos em que é necessária boa resistência a solventes orgânicos e a óleos. Nos últimos anos, as empresas automobilísticas e produtoras de pneumáticos vêm se preocupando com o meio-ambiente e, conseqüentemente, têm investido em novos processos de síntese, mais limpos, para a produção desses elastômeros. Assim, o objetivo deste artigo é apresentar uma revisão sobre dois importantes copolímeros elastoméricos à base de butadieno, SBR e NBR, abordando os processos de síntese, características principais, processamento e aplicações. Resumo em inglês Elastomer copolymers based on butadiene are widely applied in the automotive industry. Among those copolymers the most important ones are styrene-butadiene (SBR) and nitrile-butadiene (NBR). SBR presents higher commercial interest, due to its application in the tire production. When SBR is mixed with high cis-1,4 polybutadiene, excellent properties are attained for application on the pneumatics treads. NBR can be used in a wide variety of application areas requiring oil, (mais) fuel, and chemical resistance. In the last years, the automotive and pneumatic industries have been increasingly concerned with environmental issues, and have invested in synthesis processes for elastomers that are less aggressive to the environment. Thus, the purpose of this article is to present a review on two important butadiene elastomer copolymers, SBR and NBR, with emphasis on the polymerization processes. The main characteristics, processing and applications of these elastomers are also presented.

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Propriedades mecânicas e morfologia de blendas de polipropileno com Tpes/ Morphology and mechanical properties of polypropylenes/Tpes blends

Abreu, Flávia O. M. S.; Forte, Maria Madalena de C.; Liberman, Susana A.
2006-03-01

Resumo em português Blendas de polipropileno e elastômeros termoplásticos (TPEs), estireno-b-butadieno-b-estireno (SBS) e estireno-b-etileno-co-butileno-b-estireno(SEBS) foram preparadas com o objetivo de avaliar a influência do tipo e da concentração do elastômero nas propriedades mecânicas e na morfologia das blendas. Foram utilizados dois tipos de polipropileno, um homopolímero de propileno (PP-H) e um copolímero randômico de propileno-etileno (PP-R), sendo avaliado também o ef (mais) eito das características da matriz termoplástica. O elastômero termoplástico aumentou a resistência ao impacto do PP, e a variação da rigidez das blendas foi dependente somente da quantidade de TPE adicionada, sendo estas comparativamente mais rígidas que aquelas com igual teor de elastômero convencional, tipo EPDM e EPR. A blenda com melhor balanço rigidez-impacto foi aquela de PP-R com 10% de SEBS. As blendas do copolímero de propileno-etileno com os TPEs apresentaram maior deformação do que aquelas com o homopolímero, devido à natureza menos cristalina da matriz do copolímero de propileno. As blendas tanto do homo quanto do copolímero de propileno com SEBS ficaram mais homogêneas em função da maior afinidade do bloco central poliolefínico EB (etileno-co-butileno) do primeiro com a região amorfa da matriz, sendo esta mais significativa no PP-R. Resumo em inglês Blends of polypropylene and thermoplastic elastomers (TPEs) of styrene-butadiene-styrene (SBS) and styrene-ethylene-co-butene-styrene (SEBS) triblock copolymers were prepared to evaluate the effect of the elastomer and its concentration on the material properties. For this purpose, a polypropylene homopolymer (PP-H) and a propylene-ethylene random copolymer (PP-R) were used to evaluate the matrix effect on the tensile properties and morphology of the blends. The addition (mais) of TPEs to PP promotes increase on impact resistance and the PP-R/SEBS 10%wt blend showed the best balance in stiffness-impact resistance. The morphology of binary blends was similar to elastomeric domains dispersed into the PP matrix and changed as the TPE type and concentration varied. The size of SEBS domains was more homogeneous than the SBS' in both PP matrices due to the high affinity between the polyolefinic EB (ethylene-butene) middle block of the SEBS with the PP amorphous fraction.

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Propriedades mecânicas e resistência à chama de composições SBR/negro de fumo/hidróxido de alumínio/ Mechanical properties and flame resistance of SBR/carbon black/aluminun hydroxide composites

Siqueira, Bernardo G.; Visconte, Leila L. Y.; Nunes, Regina C. R.; Siqueira Fº, Antônio S. de; Gallo, Jorge
2001-06-01

Resumo em português Foram desenvolvidas formulações vulcanizáveis com o elastômero SBR (copolímero de butadieno-estireno) para a obtenção de materiais com alto desempenho mecânico, resistência à inflamabilidade e baixo custo. Além dos aditivos convencionais para elastômeros diênicos, como óxido de zinco, ácido esteárico, enxofre, negro de fumo (NF) e o acelerador TBBS (N-t-butil-2benzotiazol-sulfenamida), o hidróxido de alumínio (ATH) foi utilizado como agente anti-chama e (mais) supressor de fumaça. Para atingir os objetivos propostos, foram usadas quantidades variadas da relação ATH/NF em formulações de SBR. Os diferentes compósitos foram caracterizados quanto aos seguintes ensaios: resistência à tração, resistência ao rasgamento, dureza, deformação permanente à compressão (DPC), resiliência, resistência à chama e índice limite de oxigênio (LOI). Os resultados obtidos permitiram concluir que, com base na formulação utilizada para SBR, os compósitos finais contendo negro de fumo na faixa de 25 a 50 phr (partes por cem partes de borracha), e o hidróxido de alumínio acima de 125 phr, caracterizaram-se como de alto desempenho mecânico, com resistência à chama e, como conseqüência da grande quantidade de carga incorporada, de baixo custo. Resumo em inglês Vulcanizable SBR (butadiene-styrene copolymer) formulations were developed with the objective to obtain high mechanical performance materials with flame resistance and low cost. Aluminum hydroxide (ATH) was used as anti-flame and smoke suppressor agent in addition to the conventional additives used in diene elastomers like zinc oxide, stearic acid, sulfur, carbon black (NF) and TBBS (N-t-butyl-2-benzothiazole sulfenamide) accelerator. To reach the proposed goal, different (mais) amounts of ATH/NF ratio were used in these formulations. The resulting composites were characterized by the following tests: tensile strength, tear resistance, hardness, compression set, flame resistance and limiting oxygen index (LOI). Based upon the results obtained with the formulations used for SBR, it was possible to conclude that carbon black in the range of 25-50 phr and aluminum hydroxide in amounts higher than 125 phr, characterize the final composites as having high mechanical performance, flame resistance and low cost, as a consequence of the large quantity of incorporated filler.

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Incorporação de pó de pneu em uma formulação para banda de rodagem de pneu de motocicleta/ Incorporation of solid rubber tire powder into a formulation for motorcycle tire tread

Gujel, Ângela A.; Brandalise, Rosmary N.; Giovanela, Marcelo; Crespo, Janaina S.; Nunes, Regina C. R.
2008-01-01

Resumo em português A reciclagem de elastômeros vulcanizados tem sido um problema para as empresas geradoras de resíduos elastoméricos, e ao mesmo tempo um amplo campo de estudo para pesquisadores da área. Diante da possibilidade de recuperação desses resíduos, deu-se início a este trabalho, relacionado à incorporação de pó de pneu de automóvel (STR-r) como uma carga, em uma formulação típica para banda de rodagem de pneu de motocicleta (formulação base - FB). O estudo teve (mais) início com a caracterização do STR-r, com base na análise granulométrica, análise termogravimétrica (TG) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). A incorporação do STR-r na FB foi realizada em misturador aberto, nas proporções de 5 a 20 phr. Foram calculados os parâmetros reométricos de vulcanização e determinadas as propriedades mecânicas como resiliência, dureza (Shore A), resistência à abrasão, à tração e ao rasgamento dos compósitos preparados. Os resultados foram comparados aos da FB de um processo produtivo de uma empresa de pneus para motocicleta. A partir da análise dos resultados dos diferentes compósitos, foi escolhida a formulação com 10 phr de STR-r para ser produzida em escala industrial, ou seja, em misturador fechado, tipo Banbury. Os cálculos do custo de produção foram realizados com o objetivo de avaliar a viabilidade econômica deste desenvolvimento. Resumo em inglês The recycling of vulcanized elastomers represents a problem for companies generating elastomeric residues and has become a wide field of study for researchers in this area. This study addresses the possible use of these residues and investigates an alternative for their recovery through incorporation of tread powder of cars tires (STR-r) as a filler into a typical formulation for motorcycle tire tread (base formulation - BF). The study began with the characterization of t (mais) he STR-r, based on granulometric, thermogravimetric (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC) analyses. The incorporation of STR-r into BF was carried out in an open mixer, in the proportions of 5 to 20 phr. The rheometric parameters of the vulcanization and the mechanical properties of the composites prepared, such as elongation at break, hardness (Shore A), abrasion resistance, tensile and tear strength, were determined. The results were compared with those of BF used in the production process of a motorcycle tire company. Following the analysis of the results for the different composites, the formulation with 10 phr of STR-r was selected to be produced on an industrial scale, that is, in a closed Banbury-type mixer. The calculation of the production cost was carried out in order to evaluate the economic viability of this recycling option.

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Blendas PVC/NBR por processamento reativo II: caracterização físico-mecânica e morfológica/ PVC/NBR blends by reactive processing II: physical-mechanical and morphological characterization

Passador, Fábio R.; Pessan, Luiz A.; Rodolfo Jr., Antonio
2008-06-01

Resumo em português Vulcanização dinâmica é o processo de vulcanização de um elastômero durante a mistura no estado fundido com um termoplástico. Por este processo, o elastômero adquire resistência mecânica através do aumento do módulo de elasticidade, dureza, resistência à fadiga e abrasão. Neste trabalho, buscou-se avaliar as propriedades físico-mecânicas e as características morfológicas de blendas poliméricas constituídas de Poli(cloreto de Vinila) e borracha nitrí (mais) lica, PVC/NBR, obtidas por processamento reativo. A vulcanização dinâmica melhorou o desempenho mecânico destas blendas, notadamente pelo aumento da rigidez desses sistemas, sendo obtido um aumento de 205% no módulo elástico de blendas vulcanizadas com 10% em massa de NBR em comparação com blendas convencionais. Através de análises de MEV, revelou-se uma morfologia bifásica, sendo que a formação de ligações cruzadas deve ocorrer preferencialmente no interior das partículas do elastômero, contribuindo para o aumento na resistência mecânica final das blendas obtidas por processamento reativo. Resumo em inglês Dynamic vulcanization is a process of vulcanization of an elastomer during melt mixing with a thermoplastic. This process increases the mechanical resistance of elastomers through the increase of elastic modulus, hardness and abrasion/fatigue resistance. In this study, it was evaluated the physical-mechanical and morphological behaviors of the PVC/NBR blends obtained by reactive processing. The dynamic vulcanized blends have a better performance compared to the similar co (mais) nventional ones. It was observed an increase of 205% in the elastic modulus to the dynamic vulcanized blend PVC/NBR (90/10) compared with the conventional blends. The morphology of the blends examined by scanning electron microscopy evidenced the crosslinking formation only in the elastomeric phase. The vulcanized rubber particles are responsible by the increase of stiffness and consequently displayed better mechanical properties.

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Uso de DSC na determinação de parâmetros de vulcanização de látex de borracha natural/ The use of DSC in the determination of natural rubber latex vulcanization

Peres, Augusto C. C.; Lopes, Lea M. A.; Visconte, Leila L.Y.; Nunes, Regina C.R.
2006-03-01

Resumo em português Os processos de obtenção de artefatos de borracha natural (NR) a partir do látex e a composição dos sistemas de vulcanização são fundamentais na determinação da aplicabilidade e qualidade destes artefatos. Varias técnicas podem ser usadas para a verificação da eficiência do processamento e dos sistemas de vulcanização. O objetivo deste trabalho foi estudar a eficiência da vulcanização de látex de NR por dois sistemas de vulcanização SV1 (sistema conv (mais) encional) e SV2 (sistema eficiente) em diferentes concentrações através de medidas calorimétricas. A Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC) mostrou ser uma técnica eficaz na obtenção de parâmetros de vulcanização como velocidade, tempo de pré-vulcanização, bem como do excesso de ligações cruzadas. Os resultados foram corroborados pelos ensaios de resistência à tração e análise óptica. De forma geral, o sistema de vulcanização convencional SV1, em comparação ao sistema eficiente SV2 mostrou-se mais adequado para uso, nas condições experimentais deste trabalho, por fornecer maior velocidade de vulcanização, maior segurança de processo e melhor desempenho mecânico. Resumo em inglês The manufacture of natural rubber goods from the latex has significant commercial interest. The processes to obtain these artifacts, the type and amounts of the vulcanization systems used are of utmost importance in determining their quality and suitability. A number of techniques can be used to verify the efficiency of both the processing and the vulcanization systems. The objective of this work was the study of the efficiency of NR latex vulcanization carried out by two (mais) vulcanization systems, namely SV1 (conventional system) and SV2 (efficient system) in different concentrations, by differential scanning calorimetry (DSC). The DSC has been found to be a very efficient technique for the acquisition of data which would allow the determination of the vulcanization rate, pre-vulcanization time and the excess of crosslinks in elastomers latexes compositions. The results have been corroborated by stress strength tests and optical analysis. In general, the conventional system, SV1, as compared with the efficient SV2, gave the best results, under the experimental conditions, since it provided a higher vulcanization rate, better process safety and better mechanical behavior.

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Obtenção e caracterização de carbono ativado a partir de resíduos provenientes de bandas de rodagem/ Preparation and characterization of activated carbons from thread of tire waste

Garcia, Irene T. S.; Nunes, Michael R.; Carreño, Neftalí L. V.; Wallaw, Wilhelm M.; Fajardo, Humberto V.; Probst, Luiz F. D.
2007-12-01

Resumo em português Neste trabalho foi investigada a preparação de carbonos ativados através da pirólise de composições elastoméricas provenientes de resíduos de bandas de rodagem de pneus de automóveis. O material foi processado nas temperaturas de 500, 620 e 700 °C, em atmosfera de N2, utilizando-se o hidróxido de potássio como agente ativador. Os produtos resultantes foram caracterizados pela fisisorção de N2 a 77 K, através de isotermas de Brunauer, Emmet e Teller e por mi (mais) croscopia eletrônica de varredura. Esses carbonos ativados apresentam estruturas típicas de sólidos mesoporosos e a temperatura de pirólise tem grande influência na área específica e distribuição de volume de poros. O carbono ativado obtido a 700 °C apresentou maior área específica e estrutura porosa compacta. Esse material apresenta melhor desempenho frente à adsorção de azul de metileno, removendo até 1,0 x 10-1 g de corante por grama de carbono utilizado, em tempos inferiores a 300 s. Resumo em inglês In this work, the preparation of activated carbons through the pyrolysis of elastomers, arising from car threads of tire waste, was investigated. The material was processed at 500, 620 and 700 °C, under N2 atmosphere, by using potassium hydroxide as activating agent. The resulting products were characterized by physisorption of N2 at 77 K, through Brunauer, Emmet and Teller isotherms, and scanning electron microscopy. The carbons obtained display a characteristic structu (mais) re of mesoporous materials and the pyrolysis temperature has strong influence on the specific area and porous volume distribution. The activated carbon obtained at 700 °C has high specific area and compact structure. It exhibited high performance for adsorption of methylene blue solution, removing 1.1 x 10-1 g of the dye per gram of carbon in less than 300 s.

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Estudo experimental do poliuretano de óleo de mamona (Ricinus communis) como substituto parcial do tendão calcâneo comum em coelhos (Oryctolagus cuniculus)/ An experimental study of polyurethane of castor-oil plant (Ricinus communis) as a partial substitute of the common calcaneous tendon in rabbits (Oryctogalus cuniculus)

Rezende, C.M.F.; Silva, M.C.; Laranjeira, M.G.; Borges, A.P.B
2001-12-01

Resumo em português Com o objetivo de avaliar a eficiência da prótese de poliuretano de mamona como substituto parcial do tendão calcâneo comum, foram utilizadas 30 coelhas da raça Nova Zelândia, entre dois e três meses de idade e peso médio de 2kg. Após anestesia geral, o procedimento cirúrgico em ambos os membros constou de incisão caudo-lateral no sentido longitudinal do terço médio ao distal da tíbia e exposição do tendão calcâneo comum. Após a tenectomia do tendão do (mais) músculo gastrocnêmio, a prótese de poliuretano de cerca de 0,5cm de extensão por 0,5cm de diâmetro foi fixada aos cotos proximal e distal do tendão, empregando-se o fio de polipropileno monofilamentar 4-0, conforme técnica modificada de Kessler. A prótese de poliuretano na forma elastomérica revelou propriedades como textura e flexibilidade semelhantes à do tecido tendinoso, pode ser confeccionada na forma e no tamanho almejados e permite ser moldada, cortada e esterilizada por calor úmido. Todos os animais apoiaram os membros operados imediatamente após o retorno anestésico. Não se observaram sinais clínicos de infecção e não ocorreu deiscência de ferida. Percebeu-se aumento de volume local devido ao edema, evidente na primeira semana pós-cirúrgica, que gradualmente desapareceu . À palpação foi possível delimitar com facilidade a prótese que se conservou fixa no local e intacta. Clinicamente o poliuretano de mamona não induziu reação desfavorável que comprometesse a cicatrização tendínea, podendo ser indicado como substituto temporário de tendão. Resumo em inglês With the goal of evaluating the efficiency of a prosthesis of castor-oil plant (Ricinus communis) polyurethane as a partial substitute for common calcaneous tendon, 30 New Zealand female rabbits, aging between two to three months, weighting about 2kg were used. After general anesthesia, the surgical procedure in both members consisted of rear lateral longitudinal incision, in the medium third of the distal of tibia and exposition of the common calcaneous tendon. After the (mais) tenectomies of the gastrocnemius muscle tendon, the polyurethane prosthesis of about 0,5cm in length by 0,5 in diameter was seized to the proximal and distal of the tendon stumps, using polypropylene 4-0 suture just like the Keessler modified technique. The prosthesis of polyurethane in the form of elastomers revealed qualities like the texture and flexibility similar to the tendon tissue, and it can be made in the form and size desired. In addition, it can be shaped, cut and sterilized in wet heat. All animals could stand on the surgically treated members immediately after the end of anesthetic effect. No clinical signs of infection and no dehiscence of the cut were observed. An increase of local volume, due to the edema, evident in the first week after the surgery could be noted, which gradually disappeared. It was possible to detect easily upon touch the prosthesis which remained fixed in place. Clinically, the polyurethane of castor-oil plant did not induce any unfavorable reaction which could compromise the tendon healing and can be indicated as a temporary substitute of a tendon.

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