Desenvolvimento de nanocompósitos de borracha clorobutílica/borracha natural com montmorilonita para aplicação em revestimentos internos de pneus sem câmara de ar
Zusammenfassung
O objetivo deste trabalho é combinar as propriedades da borracha clorobutílica (CIIR) e
borracha natural (NR) em uma blenda binária para aplicação em revestimento interno de
pneus sem câmara de ar, usando argila organomodificada - montmorilonita (OMMT) - como
carga, de modo a melhorar a propriedade de barreira do material. Para este propósito, as
blendas devem exibir propriedades mecânicas similares ao material de referência, CIIR.
Dezesseis formulações foram preparadas em um misturador interno usando 5 e 10 phr (partes
por cem de borracha) de OMMT, em 2 blendas binárias: CIIR/NR 80/20 e 60/40. Em todas
as amostras, o conteúdo de negro de fumo (NF) foi 50 phr. Para comparação, as formulações
de CIIR e NR foram preparadas nas mesmas condições. Além disso, quatro nanocompósitos
foram preparados na ausência de NF. Estes nanocompósitos apresentaram os menores
resultados em todas as análises, provavelmente devido à ausência de negro de fumo nestas
formulações. No entanto, na presença de negro de fumo, resultados de raios X e microscopia
eletrônica de varredura (MEV) indicaram a intercalação da OMMT pelas cadeias poliméricas
e uma boa distribuição das partículas em ambas as blendas. Além disso, houve uma redução
na viscosidade Mooney e, portanto, uma melhora na processabilidade e uma redução na
entalpia de cura (ΔH), sendo mais acentuada nas formulações contendo maior quantidade de
NR, indicando assim a boa interação e adesão interfacial entre as nanopartículas e a matriz
polimérica na presença de negro de fumo. Em relação ao MH e ML não foram obtidas
diferenças significativas à medida que se adiciona OMMT às formulações com negro de
fumo. Porém, as blendas mostraram um decréscimo no torque máximo e isto pode ser
atribuído ao modificador utilizado na argila, o qual age como um lubrificante, resultando em
um decréscimo no MH e no ts2, o que é interessante do ponto de vista tecnológico. Estes
nanocompósitos apresentaram ainda manutenção da propriedade de dureza, de tensão na
ruptura e módulo a 100 %. Por outro lado, a degradação da matriz polimérica na presença de
sais de amônio quaternário influenciou negativamente o desempenho térmico dos
nanocompósitos. A propriedade de barreira das blendas na presença de OMMT e NF não
mostrou melhora significativa. Porém, a boa dispersão do negro de fumo, a manutenção da
propriedade de barreira, de módulo a 100 % e tensão na ruptura antes e após o
envelhecimento, principalmente no sistema com maior quantidade de NR (CIIR/NR 60/40),
indicam que as blendas podem ser usadas para revestimento interno de pneus sem câmara de
ar, sem alteração significativa nas propriedades mecânicas e de barreira em relação ao
material de referência, CIIR/NF 100/50, e reduzindo o custo do produto final, uma vez que a
CIIR é 80% mais cara que a NR.