Os materiais de borracha, que incluem variedades naturais e sintéticas, são essenciais na maioria dos sectores, e em particular na indústria da borracha natural, que abrange desde veículos até bens domésticos. A preparação de tais materiais requer uma série de etapas cruciais que visam melhorar as características dos materiais para os fins pretendidos. Neste manuscrito, o objetivo é examinar as técnicas de preparação da borracha e, em particular, os tipos de processos químicos e físicos que melhoram as características dos produtos finais. A ênfase é colocada na formulação da borracha e na seleção de materiais com base em fatores ecológicos e também no futuro da tecnologia de processamento de borracha. No final deste exercício, uma formulação e processamento eficazes de ingredientes de borracha deverão ser produzidos, e as razões pelas quais esses materiais de borracha são usados em vários processos de fabricação estão destacados.
O que é borracha e como ela é moldada?
Qual é a borracha?
A borracha é um polímero flexível que pode ser dividido em duas grandes categorias – uma é a borracha natural obtida do látex da seringueira (Hevea brasiliensis) e a segunda é a borracha sintética, obtida pela polimerização de monômeros à base de petróleo. A característica mais notável da borracha é que ela pode esticar e deformar-se quando submetida a uma força e recuperar a sua forma quando a carga é levantada, o que pode ser explicado pela sua estrutura polimérica. A borracha ganhou muita importância em diversos setores devido à sua flexibilidade, elasticidade e resistência ao desgaste, tornando-se um ingrediente-chave em produtos como pneus, vedações e mangueiras flexíveis.
Qual é o Processo de Produção da Borracha Natural?
A primeira etapa do processo da borracha natural é a colheita da borracha por meio da extração. A borracha pode ser colhida das seringueiras quando são feitos cortes horizontais, também chamados de incisões, na casca. Esse látex é então coletado por meio de extração de borracha e levado às fábricas. Nas fábricas é processado por coagulação. É aqui que a maior parte da água e alguns dos outros agentes são removidos pela adição de ácidos à solução para concentrar e separar as partículas de borracha nessa fração. Depois disso, essa massa coagulada é lavada, seca e transformada em folhas ou blocos para envio. Ao final, essas matérias-primas de borracha passam por posterior cura e formulação por meio de diversos métodos de vulcanização, a fim de atender aos requisitos das aplicações para as quais são necessárias, aumentando sua utilidade para a indústria e também sua elasticidade.
O processo de produção de borracha explicado
O processo de produção da borracha inclui diversas operações importantes que começam com a extração das seringueiras e a extração do látex delas. Esse látex contém cerca de 30% de borracha e é coletado e coagulado. Uma vez separada a borracha da água, ela é lavada e deixada secar. O produto seco é então convertido em folhas ou blocos. Após o exposto, a borracha bruta passou por seleção e vulcanização por meio de calor e aditivos, inclusive solução. Esta última etapa é realizada para que a borracha seja mais resistente ao calor e aos produtos químicos e seja mais forte e elástica o suficiente para uso nas indústrias de transformação, principalmente na fabricação de produtos de borracha natural.
Que tipos de borracha existem?
Atualizando sua compreensão da borracha natural e também da borracha sintética
A chamada borracha natural é aquela obtida do látex branco da seringueira (principalmente da variedade Hevea brasiliensis) e é conhecida por suas interessantes propriedades elásticas, resiliência e resistência à tração atribuíveis às moléculas da borracha. A borracha sintética, por outro lado, é um polímero artificialmente elevado obtido pela polimerização de estireno, butadieno ou outros monômeros à base de petróleo e similares. Enquanto as propriedades da borracha sintética podem ser projetadas, por exemplo, com maior resistência a produtos químicos ou com maior resistência à temperatura, as borrachas naturais, por outro lado, apresentam vantagem em aplicações que necessitam de muito alongamento e aderência. Existem materiais que são preferidos a outros dependendo do uso e das propriedades necessárias e do material e das condições do envelope.
Tipos de borracha sintética
A borracha sintética pode ser dividida em vários tipos, principalmente dependendo dos monômeros que foram utilizados na síntese da borracha, bem como de sua área de aplicação. Alguns dos formulários simples incluem:
- Estireno-Borracha de butadieno (SBR): Principalmente na fabricação de pneus e calçados, esse tipo de borracha sintética tem sido amplamente utilizada devido à sua durabilidade e resistência à abrasão.
- Borracha butílica (IIR): Esse monômero rendeu uma borracha que se tornou conhecida pela impermeabilidade de seu rolo aos gases e tem sido usada principalmente como revestimento interno e vedações de pneus.
- Neoprene (CR): Este é talvez o tipo de borracha mais badalado, conhecido como lei das cinzas, por sua resistência contra óleo e produtos químicos quando usado para fazer juntas e materiais isolantes.
- Uma borracha sintética denominada monômero de etileno propileno dieno (EPDM): Particularmente conhecido por sua resistência às intempéries, utilizado principalmente em telhados, vedações e mangueiras
Um tipo de elastômero de cotovelo fluorado (Fkm): Resistente acima do valor médio e solventes e vedações de tubos muito hostis em territórios onde condições extremas estão presentes.
Que tipo de borracha é usada para fazer borracha?
A borracha é fabricada a partir de recursos vegetais e sintéticos e depende principalmente do tipo de borracha necessária. O látex é o principal tipo de recurso natural de extensão de valor agregado para a borracha natural. O látex é então tratado por coagulação e embalagem a seco em folhas de borracha. Por outro lado, a borracha sintética é produzida a partir de petróleo e óleo quimicamente modificado. Os componentes essenciais são monômeros como estireno, butadieno, etileno ou isopreno, feitos na forma de borracha. Outros compostos químicos, embora outras substâncias ou cargas como negro de fumo, sílica e enxofre, bem como o economizador, são incluídos em grande número para melhorar as propriedades de qualidade e durabilidade da goma onde a borracha é fabricada. De forma crítica, esses materiais contribuem para as características físicas da borracha e sua adaptabilidade a áreas específicas de uso.
Qual é o processo de extração da borracha natural e seu processamento?
Extração de borracha da árvore Hevea Brasiliensis
Para a produção do látex é aplicado um processo de extração de árvores de Hevea brasilienis. A borracha natural é realmente colhida por trabalhadores que são adeptos de atacar a casca da árvore alvo, de modo que a tubulação seja instalada e mais látex líquido transborde para os recipientes. Isso geralmente ocorre nas primeiras horas da manhã para aproveitar o horário em que o volume de seiva da árvore é maior. O látex transportado é levado para fábricas de processamento para o processo de coagulação, e ácidos são frequentemente usados para melhorar a formação de grânulos de borracha. No processo de limpeza ocorre a lavagem, secagem e prensagem de folhas ou blocos de borracha para processamento posterior. Isto é particularmente cuidadoso porque não há grandes cortes na árvore; assim, a colheita sustentável pode ser feita durante muitos anos.
Trabalhando na borracha: depois de coletar o látex
Após a coleta da seiva do látex e sua coagulação, vários procedimentos são seguidos para a fabricação de produtos de borracha a partir da matéria-prima. A primeira etapa do processamento da borracha coagulada é a limpeza, sendo a primeira água da etapa de lavagem obtida na lavagem, seguida da secagem. O processo de secagem geralmente visa reduzir o nível de teor de água no material com o objetivo de aumentar sua durabilidade. Essa borracha é seca e pode ser processada posteriormente por processos de moagem, que envolvem a alimentação dessa borracha entre rolos para atingir a viscosidade e a sensação desejadas. Depois disso, a borracha é misturada com diferentes misturas para criar um composto misturando as borrachas e cargas para obter certas propriedades, incluindo elasticidade e resiliência. Tal composição é formada por processamento posterior, como extrusão, dependendo do produto futuro. A última etapa da produção das peças de borracha foi a vulcanização, processo que envolve o aquecimento da borracha em forno com enxofre, o que provoca reticulação que melhora a durabilidade, elasticidade e resistência ao calor da borracha para diversas aplicações, inclusive pneus. e equipamentos médicos.
Um guia para colheita de borracha natural
- Tocando: Os trabalhadores são treinados e experientes em extração para que o látex possa ser coletado das seringueiras com o mínimo de danos possível.
- coleção: O látex é coletado em copos e transportado para instalações de processamento.
- Coagulação: A coagulação do látex ocorre com a adição de um ácido, que provoca a formação de grânulos de borracha.
- Lavando: As impurezas são removidas lavando a borracha das folhas.
- Secagem: O teor de umidade é reduzido pela secagem da borracha lavada.
- Moagem: A borracha é seca e passada por uma série de rolos até atingir a consistência desejada.
- Mistura: As características mecânicas são melhoradas pela adição de componentes extras.
- Moldagem: A mistura de borracha ganha forma por extrusões e molduras.
- Vulcanização: A borracha é reforçada, torna-se mais resistente ao calor e mais esteticamente agradável ao aquecê-la na presença de enxofre.
Qual é o processo de preparação da borracha sintética?
Processos Envolvidos na Produção de Borracha Sintética
A borracha sintética é proveniente principalmente de monômeros à base de petróleo, mais especificamente estireno, butadieno e isopreno. Esses monômeros participam de processos de polimerização para produzir diferentes gerações de borracha sintética. A borracha sintética é reforçada com a incorporação de negro de fumo e sílica para aumentar a resistência e reduzir a abrasão. Outro grupo de aditivos, chamados plastificantes, são usados para aumentar a flexibilidade, principalmente nos materiais de revestimento, enquanto os antioxidantes auxiliam na resistência ao calor e à perda de oxigênio. O processo de vulcanização também pode ser acelerado pela utilização de aceleradores, que visam garantir que o produto atenda às características de desempenho exigidas.
Processos Utilizados para Obtenção de Borracha Sintética
- Polimerização: A primeira etapa envolve a polimerização de uma mistura selecionada de monômeros, normalmente estireno e butadieno, para produzir longas cadeias de borracha sintética.
- Composição: Nesta etapa, cargas, plastificantes, antioxidantes e outros aditivos são misturados à base polimérica para melhorar as qualidades de desempenho.
- Mistura: O material composto é submetido a processos de mistura completos para obter uma distribuição homogênea dos aditivos particulados na matriz de borracha.
- Modelagem: A etapa final envolve moldar o composto por meio de processos como extrusão ou moldagem para processamento posterior.
Vulcanização. Finalmente, no último procedimento, a 'vulcanização', a borracha moldada é tratada com calor e enxofre para formar um material forte e elástico adequado para um uso específico.
Processos de fabricação de borracha natural e borracha sintética comparados
A borracha natural é obtida da seringueira por meio do processo de extração da borracha, no qual o látex líquido é transformado em borracha. Esta técnica é restritiva e depende das tendências climáticas e não das tendências sazonais e geográficas, na medida em que é praticada. Considerando que o processo de fabricação da borracha sintética é praticamente orgânico, este é o processo de polimerização de monômeros de hidrocarbonetos cujos processos industriais são sintéticos. Assim, há uniformidade em todos os processos de fabricação independente das condições ambientais.
Além disso, a borracha natural é diferente da borracha sintética, que pode ser projetada para determinados usos no que diz respeito à resistência, elasticidade e outros parâmetros em dispositivos de borracha. Além disso, embora a borracha natural se degrade mais rapidamente quando exposta ao calor e a outros factores, tais como o ozono e os efeitos das intempéries, as borrachas sintéticas podem ser fabricadas com aditivos, de modo a melhorar a sua resistência a estes factores. Há também a diferença na economia de produção que define a borracha natural, onde as atividades agrícolas são ditadas pelos preços das commodities, e a sintética, onde os custos de produção estão atrelados ao preço do petróleo e ao avanço das tecnologias utilizadas no processamento químico.
Como a vulcanização modifica as propriedades da borracha?
O que é Vulcanização?
A vulcanização é uma técnica que consiste em fazer uma mistura de polímero em uma forma inerte, que então, por aquecimento e adição de correspondentes cruzados como enxofre, torna uma molécula de borracha resiliente. Foi adicionado reforço para alterar a forma da borracha, aumentando assim a sua resistência ao desgaste e à temperatura. A vulcanização resulta na alteração da estrutura da borracha em termos de resistência e elasticidade, mas diminui a plasticidade e a pegajosidade do elastômero. Isto produz um produto que não vacila com o estresse e pode ser usado em uma vasta gama de aplicações, como em pneus automotivos, correias transportadoras e outras peças industriais.
Imperativo observar as funções primárias dos aditivos durante os processos de vulcanização
Os aditivos são vitais no processo de vulcanização, determinando a qualidade e funcionalidade do produto final de borracha. Aceleradores são exemplos de aditivos que são componentes necessários porque aumentam a taxa da reação de vulcanização. Existem também cargas e aditivos que alteram as propriedades físicas da borracha, como resistência ou durabilidade. O óxido de zinco é um exemplo típico usado como ativador para aumentar a eficiência da reticulação do enxofre, enquanto o antioxidante é incluído para aumentar a resistência da borracha à degradação oxidativa. Outros aditivos que possam auxiliar na mistura e moldagem do composto, incluindo auxiliares de processamento e plastificantes, podem ser incluídos para facilitar os processos de mistura e moldagem, garantindo uniformidade e melhorando a trabalhabilidade do composto de borracha. Assim, estes aditivos são essenciais para garantir que os critérios de desempenho pretendidos para diferentes utilizações sejam cumpridos.
Vantagens da Vulcanização Durante Todo o Processo de Produção de Borracha
Graças à vulcanização, a tecnologia da borracha é levada a outro nível, pois é produzido um material mais resistente e flexível, adequado para diferentes usos. Ele melhora o desempenho do composto, tornando a borracha resistente ao calor, ao frio e a outros elementos da natureza, prolongando assim sua vida útil. Além disso, a vulcanização evita a deformação dos materiais de borracha quando submetidos a torque externo e outras formas de tensão. Isto aumenta as propriedades adesivas da borracha e permite a sua aplicação em alguns processos de colagem. Em resumo, todas estas vantagens levam a melhorias na confiabilidade e utilidade de pneus, vedações, máquinas industriais e outros componentes.
Fontes de Referência
Perguntas Frequentes (FAQs)
P: A borracha natural é fabricada a partir da seringueira. Explique esta afirmação.
R: A borracha bruta é produzida a partir da seringueira através da colheita do látex. O látex é colhido fazendo cortes na superfície da casca da árvore e fazendo-o escorrer para tigelas ou recipientes semelhantes. Este fluido é então tratado para produzir borracha. As folhas de borracha formadas são penduradas para secar antes de serem transformadas em qualquer item necessário.
P: O que significa borracha de silicone? Explique como a borracha de silicone é preparada.
R: A borracha de silicone é definida como um tipo sintético de borracha que consiste em um polímero com silício em ligação covalente com carbono, hidrogênio ou oxigênio. Essas borrachas de silicone são produzidas por meio de um processo conhecido como cura, em que um catalisador é adicionado à matéria-prima que deve ser convertida em uma forma flexível e forte. Este material é muito flexível e é utilizado em luvas de borracha e pneus de veículos.
P: De que forma Charles Goodyear ajudou na fabricação da borracha?
R: Charles Goodyear é conhecido pela invenção do processo de vulcanização quando a borracha passa por um tratamento químico que a torna mais elástica e resistente ao calor. Esse processo, que envolvia a adição de enxofre à borracha, alterou a indústria da borracha, pois permitiu a fabricação de produtos como elásticos e luvas de borracha, sejam de origem natural ou sintética.
P: Quais são os vários tipos de borrachas?
R: Existem basicamente duas classificações amplas de borrachas: borrachas naturais e sintéticas. As borrachas naturais são derivadas do látex obtido das seringueiras, enquanto as borrachas sintéticas podem ser obtidas de materiais orgânicos como petroquímicos. Borracha de estireno butadieno ou borracha SBR e EPDM são apenas alguns exemplos de borrachas sintéticas.
P: Quais são as etapas de fabricação da borracha sintética?
R: O processo usado para fazer borracha sintética é a polimerização, por meio da qual polímeros sintéticos são criados pela ligação química de monômeros em polímeros. Exemplos de borracha sintética são borracha de estireno butadieno (SBR) e borracha EPDM. Esses materiais são bastante comuns em aplicações tradicionais que incluem pneus de automóveis e luvas de borracha.
P: Qual é a função do Instituto Internacional de Borracha Sintética?
R: Um objetivo principal do Instituto Internacional de Borracha Sintética é realizar um estudo de pesquisa sobre os diferentes tipos de síntese de borracha sintética. Seu foco é melhorar a qualidade das borrachas sintéticas existentes, criar mais tipos de borrachas sintéticas e atender às especificações dos usuários finais dos materiais.
P: O que torna a borracha mais forte e resistente?
R: A borracha se torna forte e duradoura por meio de processos de secagem e vulcanização, onde Amsterdã encontra óleo de tungue e enxofre ou esses outros curativos são misturados na 'torta' de borracha. Este processo aumenta as interações intermoleculares na borracha aumentando sua capacidade de enfrentar as condições que lhe são impostas.
P: Quais aditivos estão incluídos na preparação da borracha?
R: A RTP Company, (2000), também observou o uso de aceleradores, plastificantes, cargas que são aditivos bastante diversos para preparar borracha. Esses materiais são incluídos em uma mistura de borracha para melhorar sua elasticidade e resistência ou até mesmo fatores de resistência à chuva. Esses materiais são o enxofre que é adicionado às borrachas naturais ou sintéticas.
P: Quais são os métodos de obtenção do látex da seringueira?
R: O látex da seringueira é obtido cortando com precisão as partes suberizadas da árvore. Consequentemente, uma vez que o látex é libertado, é possível prendê-lo nos recipientes. O látex é então processado em matéria-prima utilizável para a criação de diferentes tipos de produtos de borracha.
P: Quais são algumas das aplicações da borracha na vida diária?
R: A borracha é um polímero muito versátil que tem aplicação em utilidades cotidianas como pneus de automóveis, luvas de borracha, elásticos, entre muitos outros. A borracha natural flexível, resistente e elástica, bem como a borracha sintética, são realmente necessárias para vários setores.
