This paper describes the synthesis of four new organotin compounds of general formula: (Ph4P)[Sn(Cy)3(RSO2N=CS2)] [Ph4P = tetraphenylphosphonium cation, Cy = cyclohexyl, R = C6H5 (1), 4-ClC6H4 (2), 4-BrC6H4 (3) and 4-IC6H4 (4)]. They were obtained by the reaction between four different potassium N-R-sulfonyldithiocarbimate salts and tricyclohexyltin chloride in methanol, and were isolated as tetraphenylphosphonium salts. The elemental analyses of C, H, N and the data of high-resolution mass spectrometry were consistent with the proposed formulae. The 119Sn NMR spectra and 119Sn Mössbauer spectroscopic data were consistent with the presence of tetracoordinated tin(IV) species in solution and in the solid state. The electrolytic molar conductance and the integration curves in the 1H NMR spectra are in accord with the 1:1 proportion between the tetraphenylphosphonium cations and the complex anions. The activity of the new compounds in the vulcanization of nitrile rubber was evaluated and the results were compared to those achieved with the commercial accelerators: N-tert-butyl-2-benzothiazolesulfenamide (TBBS), tetramethylthiuram disulfide (TMTD) and zinc diethyldithiocarbamate (ZEDC).

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.

A utilização de resíduo de fibra natural em substituição à fibra de vidro foi avaliada. Foram estudados compósitos de polietileno de alta densidade, HDPE, e fibra de bananeira com 10, 20, 30 e 40% (m/m) de fibra. Compósitos com fibra de vidro, mesma matriz polimérica e nas mesmas proporções, foram preparados para comparação. Os compósitos foram obtidos em extrusora dupla-rosca co-rotacional interpenetrante e os corpos de prova foram preparados por injeção. As propriedades mecânicas sob tração, flexão e impacto foram avaliadas. As propriedades térmicas foram analisadas por calorimetria diferencial de varredura (DSC) e análise termogravimétrica (TG). A incorporação de fibra de bananeira no HDPE resultou no aumento de cristalinidade do polímero. Houve, também, considerável aumento no grau de reforço mecânico nos compósitos pela incorporação da fibra natural. Foi possível comprovar a substituição da fibra de vidro pela fibra de bananeira em determinados percentuais, quando misturados ao HDPE, sem prejuízo às propriedades. A análise termogravimétrica dos compósitos mostrou que o início de degradação se deu numa faixa de temperatura intermediária entre a da fibra e a da matriz polimérica.

The use of banana tree fiber instead of glass fiber in polyethylene composites was evaluated. Composites of high density polyethylene with 10, 20, 30 and 40 wt. % of banana fiber were investigated. For comparison, composites with glass fiber, with the same polymeric matrix and proportions, were prepared. The samples were produced using an intermeshing co-rotating twin-screw extruder and injection molding. The mechanical properties investigated were the tensile, flexural and impact resistances of the composite. Thermal analyses were carried out by differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetry (TG). The incorporation of fiber resulted in an increase in the composite degree of crystallinity. A considerable increase in mechanical reinforcement was achieved by incorporation of banana fiber in the composites. Thus, the replacement of fiberglass by banana fiber is possible when the components are used in specific proportions. Thermogravimetric analysis of the composites showed intermediate degradation temperatures between the values for banana fiber and polymeric matrix.

A guta percha é um dos materiais obturadores mais usados nos tratamentos endodônticos. Este polímero é obtido de poucas espécies de árvores do arquipélago malaio. Sua grande desvantagem é que pode degradar com o tempo devido ao envelhecimento e esta degradação pode ser potencializada com aquecimento durante a obturação. Neste trabalho foram desenvolvidos cones de tratamento endodôntico à base de SBS. Os estudos clínicos mostraram que este novo material pode ser utilizado nas técnicas de obturação a frio e a quente. No caso de um retratamento, foram empregados os mesmos solventes para a guta percha. Porém, a grande vantagem é que estes cones de SBS, por apresentarem uma resistência à abrasão inferior à dos cones de guta percha, são mais facilmente removidos da cavidade do dente, preservando, assim, as paredes do mesmo. As curvas de TGA mostraram que o compósito de SBS apresenta temperatura de degradação superior à da guta percha, indicando um material mais estável à temperatura, característica importante para o processo de obturação do dente.

Gutta percha is the most widely used dental material for root canal fillings and has been used for over 100 years. It is obtained from a few species of trees in the Malaio archipelago. The disadvantage of gutta percha is its degradability upon aging which can be enhanced when heat is used during obturation. In this work, dental cones based on SBS were developed. Clinical results showed that the new material can be used in warm as well as in cold obturation techniques. In the case of retreatment the new material was found to be easier and faster to be removed from the canal, thus preserving the teeth walls. The same behavior was observed when a solvent was used. Furthermore, the new material exhibited a higher degradation temperature which is an indication of its higher temperature stability, an important characteristic during the obturation process.

Uma argila bentonita policatiônica nacional foi utilizada para a produção de uma argila organofílica, obtida a partir da síntese com o sal de amônio quaternário, cloreto de cetiltrimetilamônio. A argila tratada com o sal orgânico (BENT-org) e a não tratada (BENT) foram caracterizadas por espectroscopia de absorção no infravermelho (FTIR) e difratometria de raios X (DRX). Posteriormente, as argilas foram misturadas com o polipropileno (PP) pelo método de intercalação por fusão em uma extrusora dupla-rosca co-rotativa. Os compósitos foram caracterizados pelas técnicas de DRX, calorimetria diferencial de varredura (DSC) e análise termogravimétrica (TGA). Os resultados de FTIR e DRX mostraram a presença dos grupos característicos do sal de amônio e a intercalação deste entre as camadas do argilomineral. As análises de DRX dos compósitos com 3 e 5% em massa de BENT-org evidenciaram a presença de picos deslocados para regiões de baixo ângulo, sugerindo a intercalação das cadeias do polímero entre as camadas da argila. Os resultados de DSC indicaram que a argila pode ter atuado como agente nucleante devido ao aumento na Tcc (temperatura de cristalização no resfriamento) dos compósitos. De acordo com os resultados de TG, constatou-se que a incorporação da argila ao PP melhorou a estabilidade térmica do polímero nos compósitos com 5% em massa de BENT e 3 e 5% em massa de BENT-org.

A Brazilian polycationic bentonite clay was used for producing an organophilic clay with the quaternary ammonium salt, cetyltrimethylammonium chloride. The salt treated clay (BENT-org) and untreated clay (BENT) were characterized by infrared spectroscopy (FTIR) and X-ray diffraction (XRD). Then, each clay was mixed with polypropylene (PP) by melt intercalation in a counter-rotating twin-screw extruder. The composites were characterized by XRD, differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA). The results from FTIR and XRD showed the presence of specific groups of the ammonium salt and their intercalation in between the clay layers. XRD analyses of the composites with 3 and 5 wt. (%) of BENT-org revealed peaks displaced towards smaller angles, suggesting the intercalation of the chain polymer into the clay layers. DSC results indicated that the clay may have acted as a nucleating agent as seen from the increase in the Tcc (crystallization temperature in the cooling) of the composites. Consistent with the TG results, the incorporation of clay into PP improved the thermal stability of the polymer in the composites with 5 wt. (%) of BENT and 3 and 5 wt. (%) of BENT-org.

A análise de ressonância magnética nuclear, RMN, de alta resolução no estado sólido permitiu um estudo detalhado da dinâmica molecular de fibras naturais, entre elas duas obtidas a partir do tronco de bananeira e outra, da fruta do coco. Utilizou-se a técnica de relaxação nuclear para avaliar os domínios relacionados às diferentes mobilidades dos componentes dessas fibras, tais como celulose, hemicelulose e lignina. Também foram realizados testes para a quantificação do teor de lignina por método químico. A partir dos tempos de relaxação e da curva de domínios, foi possível verificar que as fibras com alto teor de lignina possuem tempos maiores de relaxação, pois esse componente da fibra apresenta uma estrutura, mais rígida, de anéis aromáticos.

High-resolution nuclear magnetic resonance analysis, NMR, in the solid-state permitted a detailed molecular dynamic study of natural fibers, including two obtained from the banana tree stems and from coconut fruits. The nuclear relaxation technique was applied to evaluate the domains associated with different mobilities of the fiber components, such as cellulose, hemicellulose and lignin. Experiments were also done to quantify the lignin content using a chemical method. From the relaxation times and the domain curves, fibers with higher lignin content were found to have higher relaxation times, because they present a more rigid structure with aromatic groups.

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.

O ZNIBU, acelerador de caráter lento foi avaliado neste trabalho em composições de polibutadieno. Este acelerador foi sintetizado com o objetivo de substituir, ou reduzir, o uso de alguns aceleradores comerciais muito utilizados em composições elastoméricas mas que, por serem formadores de nitrosaminas, podem ser prejudiciais à saúde. A fim de corrigir o caráter de acelerador lento do ZNIBU, este composto foi utilizado em conjunto com o acelerador comercial CBS (N-ciclohexil-2-benzotiazol-2-sulfenamida). Foi observado que pequenas quantidades dos dois aceleradores não são efetivas na aceleração da vulcanização nas composições do tipo goma pura. No entanto a presença de negro de fumo exerce um efeito positivo sobre a velocidade. As propriedades mecânicas estudadas mostram que o ZNIBU aumenta a resistência à tração da goma pura (35%), em comparação com a composição similar vulcanizada com CBS e, na presença do negro de fumo, este aumento é ainda mais expressivo (175%). Quanto à resistência ao rasgamento, a vulcanização com o ZNIBU forneceu o mais baixo valor da propriedade para a goma pura, enquanto que a composição com negro de fumo apresentou o mais alto valor.

ZNIBU, a slow accelerator, was evaluated in polybutadiene compositions. This accelerator was synthesized intending to replace or reduce the use of some very used commercial accelerators in rubber compositions which, due to their nitrosamine-forming potential, can be harmful to health. In order to correct for the slow accelerating character ZNIBU was used in combination with the commercial accelerator CBS (N-cyclohexyl-2-benzothiazole-2-sulfenamide). It was observed that small amounts of the accelerators are not effective in the vulcanization accelerating process of gum type compositions. Nevertheless, the presence of carbon black exerts a positive effect on the reaction rate. The investigated mechanical properties show that ZNIBU improves stress strength of the pure gum (35%), when compared with a similar composition vulcanized with CBS and, in the presence of carbon black, the increase is even more expressive (175%). As for the tear strength, the ZNIBU vulcanization provided the lowest value for the pure gum composition while the carbon black-filled composition presented the highest value for this property.

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.

O efeito do tipo de acelerador no processo de vulcanização de compostos de borracha nitrílica com dois teores de acrilonitrila foi investigado. Dois aceleradores comerciais, dissulfeto de 2,2'-dibenzotiazol (MBTS) e bis (dimetilditiocarbamato) de zinco (ZDMC), de grupos químicos diferentes, tiazol e ditiocarbamato, respectivamente, foram selecionados e comparados com o composto bis (4 metilfenilsulfonilditiocarbimato-)zincato (II) de tetrabutilamônio (ZNIBU). Os resultados mostram que o tipo de acelerador não só afeta as características de cura, como também tem grande influência nas propriedades físicas. Entre os aceleradores estudados, MBTS foi o menos adequado para a formulação utilizada. Surpreendentemente, verificou-se que o ZNIBU mostrou comportamento intermediário, sendo mais eficaz do que o MBTS e menos eficiente que o ZDMC, considerado um ultra-acelerador, em relação ao tempo ótimo de vulcanização.

The effect of the type of accelerator on the vulcanization process of nitrile rubber compounds with two acrilonitrile amounts was investigated. Two commercial accelerators benzothiazole (MBTS) and zinc dimethyldithiocarbamate (ZDMC), from different chemical groups, thiazole and dithiocarbamate, respectively, were selected and compared with the compound bis (4 methylphenylsulfonyldithiocarbimato-)zincate (II) of tetrabutylammoniun (ZNIBU). The results show that the type of accelerator not only affects the cure characteristics, but also has great influence on the physical properties. Among the accelerators studied, MBTS was found to be the least adequate for the formulation used as far as rheometric parameters are concerned. Surprisingly, it was found that ZNIBU showed an intermediate behavior, being more efficient than MBTS but not as much as ZDMC, considered an ultra accelerator, as for the optimum cure time.

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 a substância ZNIBU [bis(4-metilfenilditiocarbimato)zincato(II) de tetrabutilamônio] foi usada em formulações de borracha natural (NR) e o seu efeito como acelerador de vulcanização foi investigado. As composições, vulcanizadas com a substância em questão, foram submetidas a testes mecânicos e os resultados comparados com os de outras composições vulcanizadas com os aceleradores comerciais CBS (N-ciclohexil-2-benzotiazol-2-sulfenamida), TMTD (dissulfeto de tetrametiltiuram) e MBTS (dissulfeto de benzotiazol). Propriedades como dureza, resiliência e densidade foram avaliadas em presença ou não da carga negro de fumo.

The acceleration potential of ZNIBU [tetrabutyl ammonium bis(4-methylphenyldithiocarbimatozincate(II))] in the vulcanization process of natural rubber compounds was investigated. The vulcanized compounds were tested for hardness, resilience and density and compared with those vulcanized with commercial accelerators such as CBS (N-cyclohexyl-2-benzothiazolesulphenamide), TMTD (tetramethyl thiuram disulphide) and MBTS (dibenzothiazole disulphide). The new accelerator tested was found to be too slow for a commercial application, but its properties were similar to those of other accelerators.

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.

Compósitos de polipropileno com 10, 20 e 30% em volume de fibra de coco verde foram obtidos em câmara de mistura Haake, tendo como variáveis a temperatura de processamento e a velocidade de cisalhamento. O módulo de flexão e as características morfológicas dos diferentes compósitos obtidos foram avaliados e comparados com o polipropileno puro. Foi observado que a temperatura de 170 °C, a velocidade do rotor de 60rpm e o teor de fibra de coco verde de 30% forneceram o melhor desempenho quanto à flexão. Essas observações foram comprovadas pela análise da morfologia.

Polypropylene composites containing 10, 20 and 30% in volume of green coconut fiber were prepared in a Haake chamber at various processing temperatures and shear rates. The flexural modulus and morphological characteristics of the composites were evaluated and compared with pure polypropylene. Optimization experiments indicated that a temperature of 170 °C, shear rate of 60rpm and green coconut fiber content of 30% showed the best properties by flexural modulus. These observations were confirmed by a morphology analysis.

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.