Desenvolvimento de bandas de rodagem para pneus de automóvel com aditivos alternativos
Resumen
O objetivo dessa dissertação foi caracterizar e determinar a viabilidade técnica e desenvolvimento
de uma banda de rodagem de borracha natural (NR) com a incorporação de óleo proveniente de
fonte vegetal (OV) e ativador de vulcanização com menor teor de Zn (Zn orgânico). Esses aditivos
foram utilizados em substituição aos componentes tradicionalmente utilizados na indústria da
borracha, visando reduzir a quantidade de zinco na formulação e a utilização de um óleo
proveniente de fonte vegetal como plastificante/lubrificante. Iniciou-se o estudo com a
caracterização química e térmica de cada aditivo alternativo a partir da análise termogravimétrica
(TGA), espectrometria no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e espectrometria de
absorção atômica (AAS). Foram preparadas 15 misturas, sendo uma formulação padrão típica para
banda de rodagem, e as demais variando-se o teor de óleo vegetal (3, 4, 6 e 8 phr), Zn orgânico (2,
3, 4 e 5 phr) e os dois aditivos juntamente (2 e 3 phr de Zn orgânico com 3 phr de óleo vegetal).
Foram também preparadas formulações com ZnO com o teor de Zn equivalente às formulações
propostas com os aditivos alternativos. A caracterização das composições foi realizada através de
propriedades reométricas, calorimetria exploratória diferencial (DSC), densidade de ligações
cruzadas, analisador de processamento da borracha (RPA), análise térmica dinâmico-mecânica
(DMA), difração de raio X, envelhecimento acelerado em estufa e as propriedades físico-mecânicas
de densidade, dureza, resistência à tração, resistência ao rasgamento, desgaste por abrasão e
deformação permanente por compressão. Todos os resultados foram comparados à formulação
padrão para bandas de rodagem. As características térmicas e químicas sugeriram que o óleo
proveniente de fonte vegetal apresenta uma estrutura típica de um éster aromático derivado do óleo
de soja e o Zn orgânico apresenta estrutura típica de um carboxilato de zinco aromático. A análise
de DSC confirmou o efeito lubrificante do óleo proveniente de fonte vegetal, visto que não houve
redução da temperatura de transição vítrea dos compostos. As propriedades físico-mecânicas e o
envelhecimento acelerado em estufa indicam que o melhor desempenho foi alcançado com 3 phr de
Zn orgânico e 3 phr de óleo proveniente de fonte vegetal, ocasionando assim em uma redução de
50% do teor de óleo plastificante e de 75% do teor de zinco, sem afetar adversamente as
propriedades do artefato final.