Neste trabalho foi estudado o efeito Payne como uma medida das interações carga-carga e polímero-carga em nanocompósitos de montmorilonitaorganofílica (MMTorg) e borracha nitrílica (NBR), usando o Analisador de Processamento de Borracha - RPA 2000. Os nanocompósitos de NBR e MMTorg foram preparados em um misturador de rolos e o efeito Payne foi avaliado em compostos não vulcanizados tipo goma pura e contendo 5, 10, 15 e 20 phr de MMTorg. Os resultados mostraram que a composição com 5phr de MMTorg apresentou melhor interação polímero-carga como consequência da menor quantidade de aglomerados de carga na matriz elastomérica.

In this work the Payne effect was evaluated as a measure of the filler-filler and filler-polymer interactions in nanocomposites of organomontmorillonite (MMTorg) on acrylonitrile-butadiene-rubber (NBR) by using the Rubber Process Analyzer - RPA 2000. The nanocomposites of NBR and MMTorg were prepared on a Berstorff two-roll mill and the evaluation of the Payne effect was carried out in unvulcanized pure gum and varying the MMTorg content from 5, 10, 15 and 20 phr. The composition with 5 phr of MMTorg showed the best filler-polymer interaction as a consequence of the smaller amount of agglomerates of the filler in the elastomeric matrix.

Nanocompósitos híbridos de borracha natural (NR) com argila mineral montmorilonita (MMT) e celulose II (CEL II) foram obtidos partindo de látex elastomérico, xantato de celulose e suspensão aquosa de MMT. O conteúdo de MMT foi variado de 1 a 5 phr (per hundred resin) e a quantidade de celulose II utilizada foi mantida constante em 15 phr. Foi comprovada por microscopia eletrônica de transmissão (TEM) a formação de nanocompósitos, na ausência e presença de xantato de celulose, mostrando a eficiência da técnica utilizada. Além do resultado de TEM, a viscosidade e relaxação Mooney, e propriedades mecânicas foram estudadas em todas as composições desenvolvidas. A adição da argila mineral promoveu aumento nas propriedades mecânicas estudadas, sendo que o aumento na viscosidade Mooney e a redução na capacidade de relaxação indicaram boa interação entre a montmorilonita e o sistema NR/CEL II.

Hybrid nanocomposites of natural rubber (NR), clay (MMT) and cellulose II (CEL II) were obtained with elastomeric latex, cellulose xanthate and aqueous suspension of the clay. The content of MMT varied from 1 to 5 phr (per hundred resin) while cellulose II was kept as 15 phr. The formation of nanocomposites from co-coagulation of natural rubber latex and MMT aqueous suspension, in the presence and absence of cellulose xanthate, was confirmed by transmission electron microscopy (TEM), thus showing the efficiency of the technique used. In addition to the TEM investigation, all compositions were studied with measurements of the Mooney viscosity and relaxation and mechanical properties. The MMT addition improved the mechanical properties, causing an increase in Mooney viscosity and a reduction in relaxation capability, which indicate a good interaction between MMT and NR/CEL II system.

Este trabalho tem como objetivo a incorporação da mica à matriz do elastômero termoplástico de poliuretano (TPU) tipo poliéter, para o desenvolvimento de novos materiais nos quais as propriedades inerentes da mica possam ser combinadas às do TPU. Este elastômero termoplástico tem alto custo, ao contrário da mica, que é de baixo custo e abundante no Brasil. Os diferentes compósitos, com teores de mica variando de 0 a 20 phr (por cem partes de resina), foram preparados em misturador interno, acoplado a um reômetro de torque Haake. Estes compósitos foram analisados termicamente por análise termogravimétrica (TGA) e análise dinâmico-mecânica (DMA). Foi observado que a incorporação de mica ao TPU altera as propriedades dinâmico-mecânicas bem como a estabilidade térmica deste polímero em diferentes atmosferas. A adição de mica desloca o início da degradação para temperaturas mais baixas nas duas atmosferas (inerte e oxidante) e a temperatura de transição vítrea tem ligeira diminuição com o aumento do teor de mica. Os resultados decorrem principalmente das interações entre a mica e o segmento rígido do TPU, durante o processamento em misturador interno.

This work is aimed at incorporating mica to the matrix of a polyether type thermoplastic polyurethane elastomer (TPU), for the development of new materials in which the inherent properties of mica could be combined to those of TPU. This thermoplastic elastomer has high cost, unlike mica, which is inexpensive and abundant in Brazil. The different composites, with the mica contents varying from 0-20 phr (per hundred resin) were prepared in an internal mixer, coupled to a Haake torque rheometer. These composites had their thermal properties analyzed by thermogravimetric analysis (TGA) and dynamic mechanical analysis (DMA). The incorporation of mica caused changes in the thermal stability of TPU in different atmospheres and in its dynamic mechanical properties. The addition of mica shifted the onset of degradation to lower temperatures in the two atmospheres (inert and oxidizing), while the glass transition temperature decreased slightly with increasing mica content. The results stem mainly from the interactions between mica and TPU hard segments during processing in the internal mixer.

Neste trabalho foram preparadas misturas de borracha natural (NR) e copolímero de estireno-butadieno (SBR) na proporção 1:1 em massa. A sequência de adição dos aditivos e a influência de cargas, como negro de fumo e mica, foram avaliadas com relação a propriedades físico-mecânicas. As misturas, feitas em misturador aberto de rolos segundo a norma ASTM D 3182, foram realizadas de quatro modos diferentes para a incorporação dos aditivos. Os vulcanizados foram investigados com relação às propriedades reométricas, propriedades mecânicas de resistências à tração e ao rasgamento, dureza (shore A) e pela densidade de ligações cruzadas, de acordo a respectiva norma ASTM. Os resultados mostram que melhores desempenhos são obtidos quando os aditivos são primeiramente incorporados à SBR. Também foi verificada a superioridade do negro de fumo no aumento da maioria das propriedades mecânicas dos elastômeros, seja na composição com apenas uma das borrachas, seja nas composições com as duas borrachas misturadas.

In this work, mixtures of natural rubber (NR) and styrene-butadiene copolymer (SBR) were prepared in 1/1 ratio. The sequence with which the additives were incorporated and the influence of fillers, such as mica and carbon black, were evaluated regarding the physical-mechanical properties. The mixtures were prepared in a two-roll mill, according to ASTM D 3182, using four strategies for the incorporation of the additives. Rheometric and mechanical properties of tensile and tear strengths, elongation at break, hardness (Shore A) and crosslink density of the vulcanizates were investigated, according to the corresponding ASTM standard. The results showed that the best mechanical performance was achieved when the additives were incorporated in the SBR matrix. Carbon black was more efficient in improving most mechanical properties of the rubber composites, either in the compounds with only one of the rubbers or in their blends.

Neste trabalho, foi desenvolvido um novo adesivo não estrutural à base de copolímero de SBR com alto teor em estireno (SBR-53). O objetivo deste novo produto é avaliar a possibilidade de sua utilização no segmento moveleiro, em substituição ao adesivo de policloropreno (CR-M), cujo polímero-base é importado. Diferentes formulações de adesivos foram desenvolvidas, específicas para a indústria moveleira, e o desempenho do elastômero SBR-53 foi comparado ao dos elastômeros SBR-23 comercial (SBR tradicional - baixo teor de estireno) e CR-M, quanto à estabilidade em solução, viscosidade e propriedades mecânicas.

In this work a new non-structural adhesive based on a high styrene content SBR copolymer (SBR-53) was developed. This new product is intended to be used in the furniture segment, to replace the chloroprene rubber (CR-M) adhesive, whose base polymer is imported. Different adhesive formulations were developed specifically for the furniture industry, and the performance of the elastomer SBR-53 was compared to that of commercial elastomers SBR-23 (low-styrene traditional SBR ) and CR-M, as for solution stability, viscosity and mechanical properties.

A reciclagem de resíduos de borracha é de extrema importância nos dias de hoje, tanto em relação aos impactos ambientais quanto à conservação de energia. Considerando que a maioria dos trabalhos publicados atualmente se refere à reciclagem de pneus, o objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar formulações contendo um tipo de resíduo industrial, proveniente da fabricação de perfis automotivos, à base de copolímero de butadieno e estireno (SBR) para possível aplicação na própria empresa. As composições foram preparadas e caracterizadas pela determinação das propriedades térmicas (calorimetria diferencial de varredura), reológicas (analisador de processamento de borracha), reométricas (reômetria de disco oscilatório), mecânicas (resistência à tração e ao rasgamento), químicas (densidade de ligações cruzadas) e morfológicas (microscopia eletrônica de varredura). Os resultados obtidos para as composições foram comparados aos de uma amostra controle, de mesma composição, que foi fornecida pela empresa geradora do resíduo de SBR. Os resultados mecânicos indicaram que o processo de revulcanização proposto foi efetivo. Os valores dos parâmetros de tensão na ruptura e resistência ao rasgamento foram de 70 e 50%, respectivamente, em relação aos valores encontrados para a amostra controle, indicando a possibilidade do uso desse resíduo em artefatos de menor exigência técnica.

The recycling of waste rubber has very important significances, such as protection of the environment and conservation of energy. Considering that most of published works concerning this subject are about tire recycling, the objective of this work was to develop and characterize formulations containing a type of industrial waste, from the manufacture of automotive profiles, based on styrene-butadiene rubber (SBR) for possible application in the industry. The compositions were formulated and characterized by thermal (differential scanning calorimetry), rheological (rubber processor analyzer), rheometrical (oscillatory disc rheomether), mechanical (tensile strength and tear resistance), chemical (cross-link density) and morphological properties (scanning electron microscopy). The results obtained for these compositions were compared to a control sample purchased for the industry, with the same formulation of the SBR scraps. Obtained results show that the revulcanization process was effective. Values for tensile strength and tear resistance were 70 and 50%, respectively, compared to values found for the control sample, indicating the possibility of using this residue as artifacts of lower technical requirement.

Aplicações de produtos à base de borracha diversas vezes requerem um conjunto de propriedades as quais, geralmente, não são fornecidas por um único elastômero. Dessa forma, um dos recursos utilizados é a mistura de dois ou mais polímeros para obtenção de novas propriedades. Neste caso, os demais ingredientes que são adicionados, normalmente distribuem-se de forma irregular, dependendo de sua afinidade com cada uma das borrachas. O grau de dispersão de cada um desses ingredientes em cada fase elastomérica irá então influenciar a velocidade de cura e o grau de vulcanização e, certamente, terá conseqüências nas propriedades do produto final. Neste trabalho, a borracha natural (NR) foi misturada ao elastômero de butadieno-estireno (SBR) nas proporções de 75:25 e 50:50, em massa. As composições foram preparadas empregando-se quatro maneiras distintas para a incorporação dos aditivos. Os resultados das propriedades mecânicas mostraram que, apesar da utilização de uma mesma formulação, o modo de preparo tem grande influência sobre as propriedades. No caso da mistura NR/SBR as melhores propriedades são obtidas quando é favorecida a vulcanização da borracha que, isoladamente, apresenta propriedades inferiores.

Frequently a set of properties required for a given application cannot be accomplished by one elastomer only and, thus, mixtures of two or more polymers must be employed. In these cases, the other ingredients added are normally dispersed in a non homogeneous way, depending on their affinity to each polymer. The degree of dispersion each additive experiences in each elastomeric phase will influence the rate and the degree of vulcanization and will certainly have consequences on the properties of the final product. In this work, natural rubber (NR) was mixed with styrene-butadiene elastomer (SBR) in 75:25 and 50:50 w/w ratios. The compositions were prepared in a two-roll mill, by introducing the additives according to four different modes. The results of mechanical properties show that, although having been prepared following the same formulation, the properties of these mixtures are influenced by the preparation mode. For NR/SBR blends, the best properties are achieved when one favours the vulcanization of the rubber with inferior properties.

Neste trabalho é apresentado o estudo da formação de reticulações na temperatura ambiente, de borracha natural epoxidada (ENR) de 25% de grau de epoxidação, com um agente de cura contendo o tiol trimetilolpropano tris(2-mercaptoacetato) (TMP-SH). As composições foram realizadas a partir de solubilização da ENR e, posterior reação com o TMP-SH. Foram preparadas composições com 5, 10 e 20 phr de ENR e controles contendo NR e ENR. Também foi preparada uma composição com NR e 10 phr de TMP-SH para comprovar o efeito do grupo epóxido. A formação de reticulação dos filmes foi determinada pelas propriedades físico-mecânicas como grau de inchamento no equilíbrio, resistência à tração e propriedades dinâmico-mecânicas. Os resultados mostraram a eficiência do agente de cura e a influência do teor incorporado de TMP-SH nas propriedades determinadas, e a composição de ENR com 10 phr do agente de cura foi a que apresentou melhor desempenho físico-mecânico.

This paper presents the crosslinking study at room temperature of epoxidised natural rubber (ENR), of 25% of epoxidation level, with a curing agent containing thiol trimethylolpropane tris(2-mercaptoacetate) (TMP-SH). The compositions were made from solubilization of ENR, and subsequent reaction with TMP-SH. Compositions with 5, 10 and 20 phr of TMP-SH, NR and ENR controls were prepared. It was also prepared a composition with NR and 10 phr of TMP-SH to demonstrate the effect of epoxide group. The crosslinking formation of the films was determined by physical-mechanical properties as equilibrium swelling index, tensile strength and dynamic-mechanical properties. The results showed the efficiency of the cure agent and the influence of TMP-SH content incorporated, in the studied properties, and the ENR composition with 10 phr of curing agent presented the best physical-mechanical performance.

A reciclagem de elastômeros vulcanizados tem sido um problema para as empresas geradoras de resíduos elastoméricos, e ao mesmo tempo um amplo campo de estudo para pesquisadores da área. Diante da possibilidade de recuperação desses resíduos, deu-se início a este trabalho, relacionado à incorporação de pó de pneu de automóvel (STR-r) como uma carga, em uma formulação típica para banda de rodagem de pneu de motocicleta (formulação base - FB). O estudo teve início com a caracterização do STR-r, com base na análise granulométrica, análise termogravimétrica (TG) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). A incorporação do STR-r na FB foi realizada em misturador aberto, nas proporções de 5 a 20 phr. Foram calculados os parâmetros reométricos de vulcanização e determinadas as propriedades mecânicas como resiliência, dureza (Shore A), resistência à abrasão, à tração e ao rasgamento dos compósitos preparados. Os resultados foram comparados aos da FB de um processo produtivo de uma empresa de pneus para motocicleta. A partir da análise dos resultados dos diferentes compósitos, foi escolhida a formulação com 10 phr de STR-r para ser produzida em escala industrial, ou seja, em misturador fechado, tipo Banbury. Os cálculos do custo de produção foram realizados com o objetivo de avaliar a viabilidade econômica deste desenvolvimento.

The recycling of vulcanized elastomers represents a problem for companies generating elastomeric residues and has become a wide field of study for researchers in this area. This study addresses the possible use of these residues and investigates an alternative for their recovery through incorporation of tread powder of cars tires (STR-r) as a filler into a typical formulation for motorcycle tire tread (base formulation - BF). The study began with the characterization of the STR-r, based on granulometric, thermogravimetric (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC) analyses. The incorporation of STR-r into BF was carried out in an open mixer, in the proportions of 5 to 20 phr. The rheometric parameters of the vulcanization and the mechanical properties of the composites prepared, such as elongation at break, hardness (Shore A), abrasion resistance, tensile and tear strength, were determined. The results were compared with those of BF used in the production process of a motorcycle tire company. Following the analysis of the results for the different composites, the formulation with 10 phr of STR-r was selected to be produced on an industrial scale, that is, in a closed Banbury-type mixer. The calculation of the production cost was carried out in order to evaluate the economic viability of this recycling option.

Misturas de elastômeros vêm sendo largamente utilizadas na indústria de borracha com a finalidade de se conseguir propriedades específicas, sem a necessidade de sintetizar novos polímeros. O polibutadieno puro (BR) não apresenta boas características de processamento e de resistência à tração e ao rasgamento sendo, por essa razão, normalmente utilizado em misturas com outros elastômeros, principalmente NR e SBR. Tais misturas são amplamente utilizadas na indústria de pneus. Neste trabalho o polibutadieno (BR) foi misturado à borracha natural (NR) na proporção de 1:1 em peso. As composições foram preparadas em misturador de cilindros, empregando-se quatro maneiras distintas de incorporação dos aditivos. Após a vulcanização, foram estudadas as propriedades mecânicas (resistência à tração, ao rasgamento e dureza) e a morfologia das composições. Os resultados mostram que, apesar de apresentarem a mesma formulação, as propriedades das misturas são bastante influenciadas pelo modo de preparo.

Elastomer Blends have been widely used in the rubber industry with the purpose of reaching specific properties without the need of synthesizing new polymers. Polybutadiene rubber (BR) presents poor stress and tear strengths, which is the main reason why BR is usually blended with NR and SBR. These blends are extensively used in the manufacture of tyres. In this work natural rubber (NR) was mixed to polybutadiene rubber (BR) in a 50:50 w/w ratio. The compositions were prepared in a two-roll mill employing four different modes of introducing the additives. After vulcanization, the mixtures were studied with evaluation of their mechanical (stress and tear strengths and hardness) properties and morphology. The results show that the properties varied even using the same NR/BR formulations due to the different preparation techniques.

Uma alternativa para as empresas geradoras de resíduos elastoméricos é a incorporação dos mesmos em suas formulações. Esse trabalho tem como objetivo preparar compósitos a partir da incorporação de resíduos industriais de SBR (copolímero de butadieno-estireno) e de EPDM (terpolímero de etileno-propileno-dieno), em formulação ASTM específica para cada tipo de elastômero. Foram avaliadas as propriedades reométricas, mecânicas e morfológicas dos compósitos desenvolvidos. A incorporação do resíduo permitiu a obtenção de produtos que vulcanizam em menores tempos quando comparados a composições sem resíduo. A quantidade de resíduo, para o melhor resultado de resistência à tração foi de 37 e de 196 phr para os compósitos com SBR e EPDM, respectivamente. As micrografias de MEV corroboraram os resultados mecânicos dessas composições, indicando melhor homogeneidade do resíduo na respectiva matriz elastomérica.

One alternative for elastomeric scraps generation is its incorporation in conventional formulations in the industry itself. In this work, compositions with incorporation of SBR (styrene butadiene rubber) and EPDM (ethylene propylene diene rubber) industrial scraps, in specific ASTM formulation for each elastomer, were prepared. Rheometric characteristics, mechanical properties and the morphology of the compounds developed were evaluated. With the ground scraps incorporation the vulcanization time decreases, comparing with compounds without ground scraps. The amount of scraps for the best tensile strength properties was 37 and 196 phr for SBR and EPDM compositions, respectively. Micrographs corroborated the mechanical results, indicating the best homogeneity of the scraps in the elastomeric matrix for these compositions.

O estudo do efeito do envelhecimento em artefatos é principalmente importante quanto ao custo e qualidade, tornando o material atrativo ou não para produtos expostos a condições climáticas mais exigentes. Neste trabalho foi estudado o efeito do envelhecimento acelerado em composições vulcanizáveis de borracha natural com mica. O teor da carga mineral variou entre 0 e 40phr. As diferentes composições foram avaliadas, antes e após envelhecimento, quanto às propriedades mecânicas e dinâmico-mecânicas, e também quanto à densidade de ligações cruzadas. Todos os dados foram comparados aos da composição sem carga. Os resultados mostraram que o teor de mica na formulação estudada, antes e após envelhecimento, não deve ser superior a 30phr. Pôde também ser concluído que as características da mica foram as responsáveis pela resistência ao envelhecimento das composições de borracha natural, nas condições escolhidas. As propriedades dinâmico-mecânicas, obtidas por DMTA, corroboraram as propriedades mecânicas avaliadas.

The effects from ageing of materials is important in terms of cost and quality, particularly if the products are to be used under severe weather conditions. In this work, the effect of accelerated ageing in vulcanizable compositions of natural rubber and mica was studied. The amount of the mineral filler employed varied from 0 to 40 phr. The mechanical and dynamic-mechanical properties of different compositions were evaluated as well as crosslink density, before and after ageing, and the results were compared to those obtained for the unfilled composition. It was found that, either before or after ageing, the amount of mica must not exceed 30 phr. It was also concluded that mica is responsible for the protection of natural rubber composites from ageing under the selected conditions. The dynamic mechanical properties obtained from DMTA analysis corroborate the mechanical properties evaluated.

O potencial do óleo de mamona como um ativador para a vulcanização de composições de borracha natural (NR) contendo sílica foi investigado. Utilizando-se um planejamento de experimentos adequado, manteve-se a concentração de sílica e outros aditivos constantes enquanto as quantidades de ácido esteárico, óleo de mamona e poli(etileno-glicol) foram variadas. A cura foi conduzida em um reômetro de disco oscilatório TI-100 e a variável de controle escolhida foi a resistência à tração. Os resultados demonstraram que o óleo de mamona sozinho não exerce influência considerável sobre o desempenho mecânico da borracha natural em presença de sílica.

The possible use of castor oil fatty acid as an activator for the vulcanization reaction in silica-filled natural rubber (NR) compounds was investigated. The design and analysis of the experiments were carried out by keeping constant the concentration of silica and the other ingredients while the amounts of stearic acid, castor oil and poly(ethylene glycol) were varied. Cure was carried out on a TI-100 oscillating disk rheometer, and the tensile strength was chosen as the control variable. The results show that the addition of castor oil does not significantly change the mechanical performance of silica-filled natural rubber compounds.

O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de compósitos claros com propriedades de interesse tecnológico utilizando elastômeros com diferentes polaridades. Para que este objetivo fosse atingido, celulose II em pó foi usada como carga, em borracha natural (NR) ou policloropreno (CR). A celulose II foi obtida por coagulação da solução de xantato de celulose em meio ácido, sob agitação constante e à temperatura ambiente, constituindo uma nova forma de obtenção deste tipo de carga. Compósitos com 10 phr de celulose II com NR e CR, respectivamente, foram desenvolvidos tendo como variável o tamanho de partícula da carga. As propriedades mecânicas e os aspectos microscópicos dos diferentes compósitos foram avaliados e comparados com aqueles das formulações sem carga. Os resultados permitiram identificar o compósito como o de melhor resultado, influenciado pela polaridade da matriz elastomérica e pelo tamanho de partícula da carga, conseqüência das condições de moagem usadas.

The aim of this work was to develop light composites with properties of technological interest by using elastomers of different polarities. This was achieved by employing cellulose II, in the powder form, as filler in natural rubber (NR) and chloroprene (CR). Cellulose II was obtained by coagulation of cellulose xanthate solution, in acid medium, under stirring and at room temperature, which represents, to our knowledge, a new way of obtaining this type of filler. Composites with 10phr of cellulose II and NR or CR were prepared having the particle size as variable. The mechanical properties and the microscopic aspect of the different composites were evaluated and compared with compounds without filler. The results indicated best results for the CR composite, influenced by the polarity of the elastomeric matrix and by the particle size, as a consequence of the milling conditions of the filler used.

As borrachas, para serem convertidas em materiais úteis do ponto de vista de aplicações, precisam ser misturadas a alguns ingredientes, os quais vão lhes dar as características desejadas para, então, serem vulcanizadas. Neste artigo, os aspectos históricos da vulcanização são abordados bem como a evolução dos aditivos essenciais à maioria das formulações.

Rubbers, to be turned into useful materials from the commercial applications point of view, need the addition of a few other ingredients which, upon vulcanization, will impart the desired characteristics to the material. In this paper, historical aspects of vulcanization are revised as well as the evolution of the additives used in most of the formulations.