Desenvolvimento e caracterização de compostos elastoméricos com biochar para utilização como carga em compostos elastoméricos a base de poli (Butadieno-co-estireno)
Abstract
O negro de fumo (NF), amplamente utilizado na indústria de borracha e pneus, é um produto da combustão parcial de combustíveis fósseis, enquanto o biochar, fonte natural, pode ser obtido a partir do processo de pirólise de diferentes biomassas. O biochar tem alto potencial para ser aplicado como substituto do negro de fumo, favorecido por apresentar entre suas propriedades elevado teor de carbono, baixo teor de cinzas, além de possuir baixo custo, ser de fácil armazenamento e alta eficiência energética. Por meio deste estudo, foi investigado o uso do biochar de Pinus elliottii (B), produzido a partir do processo de pirólise, à elevada temperatura (900 0C) e caracterização do biochar modificado (BM) com organosilano. Para o estudo foram produzidos compostos elastoméricos utilizando como carga apenas o negro de fumo comercial (NF/B 50/0), o biochar não modificado (NF/B 0/50), o biochar não modificado e negro de fumo comercial (NF/B 25/25). Os compostos elastoméricos foram avaliados por meio das propriedades reométricas, físico-químicas e mecânicas antes e após envelhecimento acelerado ao calor. Os resultados do presente estudo indicaram potencial para o desenvolvimento de compostos elastoméricos utilizando como carga o biochar. Foi observado um aumento para o tempo ótimo de vulcanização (t90) à medida que foi aumentada a participação do biochar (B) nos compostos elastoméricos. Foram obtidos t90 de 13,9 minutos para o composto NF/B 50/0 14,6 minutos para o composto NF/B 25/25 e 15,3 minutos para NF/B 0/50. Para propriedade da dureza foi observado um aumento de 1,6% e 1,9% nos compostos NF/B 0/50 NF/B 25/25 respectivamente quando comparados a dureza do composto NF/B 50/0. Foi observada um aumento nos valores da resistência ao rasgamento para os compostos NF/B 25/25(43,45 N/mm) e NF/B 50/0 (45,88 N/mm) quando comparados ao composto referência NF/B 50/0 (29,48 N/mm). A substituição do biochar pelo negro de fumo causou uma redução na DPC de 30,4% e 16,7% nos compostos NF/B 25/25 e NF/B 0/50 respectivamente quando comparados ao composto NF/B 50/0. Há uma redução da resistência a tração em relação a amostra referência para a propriedade de resistência a tração com o uso do biochar em substituição ao NF para ambos compostos NF/B 25/25 (7,3 MPa) e NF/B 0/50 (4,2 MPa) quando comparados ao composto referência NF/B 50/0 (13,3 MPa). Foi utilizado o trietoximetilsilano (C7H18O3Si) para a modificação química do biochar. Foi obtido ângulo de contato de 1140 para o biochar modificado, diferente do ângulo do biochar (B) com 1090, apontando para uma modificação química do biochar (aumento de hidrofobicidade) e validando o método da deposição do organosilano. Por meio das análises de FTIR foi possível identificar uma banda de absorção em 1025 cm-1 representada pelo alongamento Si-O-C, apontando presença de silício para o biochar modificado (BM). Foi verificada na análise de microscopia eletrônica de varredura (MEV) presença de silício nas amostras BM. Os resultados do presente estudo indicaram potencial para o desenvolvimento de compostos elastoméricos utilizando como carga o biochar(B) e corroboraram para modificação química do biochar. [resumo fornecido pelo autor]