Obtenção e caracterização de artefatos elastoméricos contendo aditivos provenientes de fontes renováveis
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Data
2014-06-23Orientador
Crespo, Janaina da Silva
Brandalise, Rosmary Nichele
Metadata
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O objetivo dessa dissertação foi preparar, caracterizar e determinar a viabilidade técnica de
compostos elastoméricos de terpolímero de etileno-propileno-dieno (EPDM) com a
incorporação de óleo vegetal derivado da soja (MD600), ativador de vulcanização derivado da
cana-de-açúcar (MDECR) e carga de enchimento de cereais (MDCO), em substituição aos
componentes tradicionalmente utilizados na indústria da borracha. Iniciou-se o estudo com a
caracterização física, química e térmica de cada aditivo de origem vegetal e de fonte
renovável, a partir da análise granulométrica, análise termogravimétrica (TGA),
espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), espectrometria de
absorção atômica (AAS) e análise elementar de carbono, hidrogênio e nitrogênio (CHN). As
misturas foram processadas em um reômetro de torque do tipo Haake e a incorporação dos
componentes de aceleração foi realizada em um misturador aberto. Foram preparadas nove
misturas, sendo uma padrão e as restantes variando o teor de MDECR (3, 4 e 5 phr), MD600
(10, 15 e 25 phr) e MDCO (10, 30 e 50 phr). A caracterização das composições foi realizada
através de propriedades reométricas, calorimetria exploratória diferencial (DSC), densidade
de ligações cruzadas e propriedades físico-mecânicas de densidade, dureza, resistência à
tração e resistência ao rasgamento. Todos os resultados foram comparados a uma formulação
padrão da empresa produtora de perfis automotivos. Os resultados indicaram que a carga de
enchimento vegetal e o ativador de vulcanização vegetal possuem distribuição de tamanho de
partícula adequado para a incorporação em novas formulações. As características térmicas e
químicas sugeriram que o MDECR e MDCO apresentam a estrutura da celulose em suas
composições, enquanto o MD600 tem uma estrutura típica de um óleo de soja. As
propriedades reométricas foram afetadas com a utilização de MD600 e MDECR, fazendo com
que estes compostos fossem processados em menores tempos, enquanto que para o MDCO
esta propriedade pouco foi afetada. As propriedades físico-mecânicas indicaram que o melhor
desempenho foi alcançado para as composições contendo 4 phr de MDECR e 10 phr de
MD600, ocasionando uma redução de 75% no teor de zinco e 60% no teor de óleo
plastificante. Para o MDCO as propriedades mecânicas não foram afetadas, visto que se trata
de uma carga de enchimento com a finalidade de reduzir custos. A análise de DSC confirmou
o efeito lubrificante do óleo vegetal, visto que não houve redução da temperatura de transição
vítrea dos compostos. Além disso, nas análises de densidade de ligação cruzada, verificou-se
que o MDECR tem menor eficiência no processo de vulcanização quando comparado ao ZnO
utilizado tradicionalmente, ou seja, a quantidade de ligações cruzadas foi menor quando
utilizado este ativador.