Desenvolvimento de bandas de rodagem com menor resistência ao rolamento e menor impacto ambiental
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Data
2016-12-01Orientador
Crespo, Janaina da Silva
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A indústria de pneumáticos está em constante desenvolvimento com o intuito de que seus produtos sejam mais seguros, duráveis, ecológicos e, ainda, proporcionem economia de energia. Para alcançar essas metas são necessárias melhorias nas propriedades de resistência à
abrasão, aderência em pista molhada e resistência ao rolamento, além da utilização de matérias-primas ecologicamente corretas. Nesse contexto, o objetivo do presente trabalho foi desenvolver uma formulação elastomérica para banda de rodagem de pneu de automóvel com essas características técnicas e menor impacto ambiental, através do uso de aditivos alternativos. Assim, o óleo naftênico foi substituído por um lubrificante proveniente de fonte vegetal, e o óxido de zinco (ZnO) por um aditivo com menor percentual de zinco. Além disso, foi avaliada a substituição total/parcial do negro de fumo (NF) pela cinza da casca de arroz (CCA). A caracterização destes aditivos foi realizada através de análises de área superficial específica, distribuição de tamanho de partículas e poros e análise de pH. Foi desenvolvida uma formulação padrão para bandas de rodagem para pneu de passeio (6phr de óleo naftênico
e 40 phr de negro de fumo). A partir desta formulação foram desenvolvidas formulações com a substituição total do NF (40 phr) pela CCA (20, 40, 60, 80 e 100 phr) e com a substituição
parcial desta carga (30NF/10CCA e 20NF/20CCA). Nestas formulações, o óleo proveniente de fonte vegetal (3phr) foi utilizado em substituição ao óleo naftênico (6 phr). A CCA foi
avaliada comparativamente à sílica e à cinza da casca de arroz tratada (CCAT), onde foi avaliada a reação de silanização em uma, duas e três etapas de reação. Na última etapa do trabalho foi escolhida a formulação com as melhores propriedades para avaliação da substituição do ZnO pelo zinco orgânico. Os resultados demonstraram que o aumento do número de etapas de silanização ocasiona uma diminuição nos valores de efeito Payne, relacionada a uma melhor interação polímero-carga. Porém, não foram observadas melhoras significativas nas propriedades mecânicas com o aumento do número de etapas. Os resultados mostraram que é possível substituir totalmente o óleo naftênico pelo óleo vegetal, o óxido de zinco padrão pelo zinco orgânico, e substituir parcialmente o NF pela CCA com ganhos de 21,7% na resistência a abrasão e 18,8% na resistência ao rolamento da banda de rodagem. Estes resultados são de grande importância para a indústria pneumática, uma vez que aliam a sustentabilidade à utilização de matérias-primas de fontes renováveis e o reaproveitamento de um resíduo agroindustrial.