Neoprene

NeopreneValdemar Jose Garbim

O contedo deste artigo de inteira responsabilidade de seu(s) autor(es)

APRESENTAO

O Neoprene, provavelmente a famlia de elastmeros de alta performance mais utilizada

em todos os tempos, uma das pioneiras de sua categoria.J com mais de 60 anos de

existncia desde o lanamento, ainda hoje, para muitas aplicaes, apresenta

insuperveis propriedades fsicas e mecnicas com custo perfeitamente competitivo.

Embora o Neoprene seja amplamente conhecido no universo das borrachas, este ainda

proporciona algumas dvidas aos pesquisadores, como no momento da seleo da

famlia e tipo, na escolha dos ingredientes para o composto ou ento concernentes ao

processamento,e na obteno de qualidade, caractersticas e custos desejados no artefato

final.

De encontro com tais necessidades, reforamos os conhecimentos sobre o Neoprene nas

pginas seguintes, oferecendo alguns esclarecimentos de dvidas a partir de

informaes que podero auxiliar na escolha do Neoprene, bem como compostos e

processos, que ofeream ao artefato todas as vantagens da alta performance deste

elastmero.

NDICE DOS ASSUNTOS

Neoprene............................................................................................................. 04

Seleo de famlia e tipo de Neoprene.................................................................. 04

Performance do artefato vulcanizado.................................................................. 05

Resistncia cristalizao.................................................................................... 05

Viscosidade Mooney............................................................................................ 05

Conformao do artefato..................................................................................... 05

Caractersticas dos tipos de Neoprene da famlia G................................................ 06

Caractersticas individuais dos tipos da famlia G................................................... 06

Caractersticas dos tipos de Neoprene da famlia W............................................... 08

Caractersticas individuais dos tipos de Neoprene da famlia W............................. 09

Caractersticas dos tipos de Neoprene da famlia T................................................ 14

Caractersticas individuais dos tipos de Neoprene da famlia T.............................. 14

Compostos com Neoprene................................................................................... 16

Receptores de acidez........................................................................................... 16

Agentes de vulcanizao...................................................................................... 17

Aceleradores de vulcanizao.............................................................................. 17

Retardadores de vulcanizao.............................................................................. 19

Antioxidantes e antiozonantes.............................................................................. 19

Cargas reforantes e inertes................................................................................. 20

Plastificantes........................................................................................................ 22

Auxiliares de processo......................................................................................... 22

Processamento de compostos com Neoprene....................................................... 23

Mistura em misturador aberto.............................................................................. 24

Mistura em Banbury............................................................................................ 25

Conformao por calandragem............................................................................ 26

Conformao por extruso................................................................................... 27

Vulcanizao contnua......................................................................................... 27

Conformao por moldagem................................................................................ 28

Tabela 1 - Caractersticas das famlias de Neoprene.............................................. 29

Tabela 2 - Caractersticas dos tipos de Neoprene................................................ 30

Tabela 3 - Ingredientes bsicos para compostos com Neoprene............................ 31

Tabela 4-Sistema de acelerao para Neoprenes das famlias W e T...................... 32

Tabela 5-Caractersticas de aplicaes especificas de compostos com Neoprene... 33

Tabela 6 -Capacidade de mistura de Neoprene em misturador aberto................... 35

Tabela 7 -Temperatura dos rolos da calandra....................................................... 35

Tabela 8 - Formulaes de referncia................................................................... 36

Tabela 9-Aplicao e algumas propriedades das formulaes da tabela n 8.......... 40

NEOPRENE

Neoprene o nome genrico dos elastmeros de policloropreno, desenvolvido pela

DuPont e introduzido no mercado mundial por volta de 1931.

Basicamente conseguido atravs da polimerizao em emulso aquosa entre o

butadieno e o gs clordrico, algumas vezes com modificadores e estabilizadores da

estrutura polimrica.

A alta performance tcnica do Neoprene logo apresentou larga aceitao em muitas

aplicaes por sua versatilidade. Neoprene oferece artigos vulcanizados com

propriedades tcnicas excelentes, como elevada tenso de ruptura e rasgamento, alto

alongamento, tima resilincia, grande resistncia abraso, e baixa deformao

permanente compresso, somando ainda, timas caractersticas de resistncia leos,

solventes, oxignio, oznio, intempries e boa resistncia flamabilidade, sendo ainda

hoje um dos tipos de elastmeros de alta performance mais utilizados mundialmente.

O Neoprene oferecido pela Dupont Dow no mercado em trs famlias bsicas: famlia

G, W, e T, cujas diferenas so apresentadas na tabela 1.

Do total de cloro contido na estrutura do Neoprene, aproximadamente 1,6% encontra-se

como cloro allico tercirio, extremamente ativo, e acredita-se que seja exatamente este

cloro lbil que proporciona os pontos de vulcanizao mais ativos no composto.

(*)Existe ainda a famlia A para a fabricao de adesivos de contato.

Nesta ocasio, no a estudaremos. Nos ateremos s aplicaes termofixas do

Neoprene.

SELEO DA FAMLIA E TIPO DE NEOPRENE

As famlias de Neoprene conforme visto na tabela 1, ainda so subdivididas em tipos,

que se distinguem em funo da resistncia cristalizao e viscosidade Mooney.

Portanto, a escolha do Neoprene para determinada aplicao, normalmente baseada

pela combinao de quatro fatores, sejam :

A) PERFORMANCE DO ARTEFATO VULCANIZADO

Esta definida pela mais importante caracterstica objetivada pelo artefato em sua

condio de trabalho e vida til, por exemplo: resistncia ao rasgamento e flexo

dinmica (em correias de transmisso); deformao permanente compresso e

resilincia (para vedaes e coxins); resistncia altas e baixas temperaturas (para

artefatos automotivos), etc.

B) RESISTNCIA CRISTALIZAO

Cristalizao a caracterstica apresentada pelo policloropreno que tende a modificar a

estrutura polimrica medida que o elastmero bsico permanece estocado por longo

tempo ou sob condies inadequadas de temperatura. A cristalizao provoca uma

espcie de auto-vulcanizao muito lenta no elastmero, comprometendo os

processamentos de mistura, conformao e qualidade das propriedades finais do

artefato. Portanto a escolha da famlia e tipo de Neoprene dever levar tambm em

considerao a forma de estocagem e temperaturas de processamento dos compostos,

alm da estocagem de compostos misturados, se isso se fizer necessrio.

C) VISCOSIDADE MOONEY

A escolha da viscosidade Mooney muito importante para as condies de adequao

de formulaes e processamento dos compostos.

D) CONFORMAO DO ARTEFATO

Deve-se observar tipos de Neoprene que oferecem maior facilidade de processamento

de mistura, bem como moldagem, laminao, extruso, etc.

(*)As caractersticas bsicas das famlias G, W e T, do Neoprene, so mostradas na

Tabela 1, e os tipos, dentro de cada famlia podero ser vistos na Tabela 2.

CARACTERSTICAS DOS TIPOS DE NEOPRENE DA FAMLIA G

As caractersticas que diferenciam os tipos da famlia G basicamente esto na

viscosidade e no processamento de copolimerizao do cloropreno, onde so usados

como modificadores da estrutura polimrica o enxofre e/ou 2,3 - dicloro 1,3 butadieno,

e como estabilizador um dissulfeto de tiuram.

Estes tipos de Neoprene tem melhor distribuio do peso molecular do que os da famlia

W e T.

O Neoprene da famlia G necessita ser peptizado com ingredientes qumicos ou por

intensa mastigao mecnica. Isso facilita os processamentos subseqentes, alm de

proporcionar a incorporao de maiores teores de cargas, usando quantidades mnimas

de plastificantes. Excepcionalmente, o Neoprene tipo GW no precisa ser peptizado.

A peptizao do Neoprene da famlia G , diminui o nervo do composto, oferecendo

maior facilidade de extruso, calandragem e friccionamento sobre fibras txteis

normalmente usadas na fabricao de mangueiras, correias transportadoras, ou de

transmisso, minimizando problemas na moldagem de conformao.

Os tipos de Neoprene da famlia G apresentam menor estabilidade em estocagem do que

os tipos das outras famlias, tambm os compostos exigem maior ateno com relao

segurana durante o processamento, bem como o tempo de scorch, que menor.

Normalmente, os tipos de Neoprene da famlia G no necessitam de aceleradores

orgnicos, exceto quando se deseja sensvel reduo no tempo total de cura.

Propriedades interessantes como altas tenses de ruptura e rasgamento, alto

alongamento, resistncia a fadiga por flexo dinmica e baixo DPC, normalmente so

conseguidas com Neoprene tipos GRT e GW.

CARACTERSTICAS INDIVIDUAIS DOS TIPOS DE NEOPRENE

FAMILIA G

TIPO GNA: -Mdia velocidade de vulcanizao

-Moderada estabilidade de estocagem

-Mdia viscosidade Mooney (41 a 61) ML

(1+4)100C

-Estrutura polimrica modificada com enxofre e

estabilizada com dissulfeto de tiuram.

-Contm um aditivo amnico secundrio manchante para

melhorar a estabilidade de estocagem do polmero cru.

TIPO GW: -Velocidade de vulcanizao lenta.

(Viscosidade Mooney -Estrutura polimrica modificada com enxofre, e

M1;M2;M3) estabilizada com dissulfeto de tiuram para melhorar

a estabilidade estocagem.

-Propriedades similares as do tipo W, porm, no

necessita de aceleradores orgnicos para

nnnnnnnnnnnnnnnnnnnn vulconizao

-timas propriedades de resistncia trao, ao

rasgamento, alto alongamento, e resilincia,

resistncia a fadiga por flexo dinmica e baixo

D.P.C.

-Viscosidade Mooney (m1=26 a 36;M2=37 a 49;

M3 =42 a 54) ML (1+4) 100C.

TIPO GRT: - Estrutura polimrica modificada com enxofre +

(Viscosidade Mooney 2,3 dicloro - 1,3 butadieno estabilizada com

M1;M2;M3) dissulfeto de tiuram, que permite boa resistncia

cristalizao, provendo melhor estabilidade de

estocagem.

- Apresenta excelente pegajosidade (tack) no estado cru.

- Este tipo de Neoprene muito usado em artefatos

contendo fibras txteis ou outros substratos, ou

quando a construo da pea exige superior pegajosidade

ou adeso substratos.

- Viscosidade Mooney (M1=34 a 46;M2=40 a 52;

M3=45 a 57) ML (1+4) 100C.

CARACTERSTICAS DOS TIPOS DE NEOPRENE DA FAMLIA W

Comparando-se as caractersticas do Neoprene da famlia W, com as caractersticas da

famlia G, podemos dizer que:

- O Neoprene da famlia W, oferece maior estabilidade de estocagem do polmero cru.

- O Neoprene da famlia W possui uma mistura mais fcil e rpida, no necessitando de

peptizao qumica ou extensos trabalhos mecnicos para perfeita plastificao.

- O Neoprene da famlia W requer aceleradores orgnicos para promover boa taxa de

vulcanizao. Uma boa seleo do tipo de acelerador, bem como, o teor usado no

composto, proporcionam tima vulcanizao e uma boa segurana no processamento.

- Oferece artigos vulcanizados de excelente qualidade e baixo D.P.C.

- Aceitam altos teores de carga, proporcionando timas propriedades de tenso de

ruptura e compostos mais econmicos.

- Neoprenes da famlia W no so manchantes podendo-se fabricar artefatos de cores

claras.

ALGUMAS CARACTERSTICAS INDIVIDUAIS DOS TIPOS DE

NEOPRENE DA FAMLIA W.

TIPO W: -Rpida velocidade de vulcanizao

-Excelente estabilidade de estocagem do polmero cru.

-Normalmente necessita de etileno tiurea como acelerador

da vulcanizao.

-Oferece timas propriedades de baixa deformao

permanente compresso.

- No contm modificadores na estrutura polimrica.

- Viscosidade Mooney=42 a 51 ML(1+4) 100C.

TIPO W-M1: -Similar ao tipo W, porm com baixa viscosidade Mooney

(34 a 41 ML(1+4) 100C, o que facilita o processamento

de uma mistura gerando menor calor quando h adio de

cargas

-No contm modificadores na estrutura polimrica.

TIPO WHV: -Similar ao tipo W, porm, de alta viscosidade Mooney

106 a 125 ML(1+4) 100C, para produo de compos-

tos altamente carregados com cargas e plastificantes.


TIPO WHV-100: -Similar ao tipo WHV, porm com viscosidade Mooney

menor (90 a 105 ML(1+4) 100C.


TIPO WB: -Mdia velocidade de vulcanizao.

-Este tipo de Neoprene contm uma grande quantidade

de gel em sua estrutura o que proporciona uma maior

facilidade de processamento (principalmente extruso)

alm de fornecer artefatos lisos e brilhantes.

-Tambm de baixo nervo.

-Neoprene WB tambm normalmente usado em blendas

base de 25% com outros tipos de Neoprene oferecendo

lenis calandrados com superfcies lisas e com tima

resistncia ao colapso, em perfis extrudados,

-Mantm tima estabilidade dimensional ao sair da matriz,

na extruso.


-As caractersticas de vulcanizao aps serem

vulcanizados so semelhantes s dos outros tipos

tipos de Neoprene da famlia W.

-Os artefatos apresentam boa resistncia ao calor, leo e

baixa D.P.C., porm, a tenso de ruptura, rasgamento e

resistncia a flexo, menor do que outros tipos da

famlia W.

-Tambm necessita de aceleradores orgnicos para pro-

mover a vulcanizao.

-Viscosidade Mooney = 43 a 52 ML(1+4) 100C.

TIPO WRT: -Muito lenta velocidade de vulcanizao.

-Este tipo de Neoprene oferece excelente segurana de

processamento devido sua lenta velocidade de vul-

canizao.

-Devido a lenta velocidade de vulcanizao, o

Neoprene WRT, poder requerer at 50% mais de ace-

lerador, para uma boa taxa de cura, comparando-se

com o tipo W.

- Oferece artefatos vulcanizados perfeitos, porm, as pro-

priedades mecnicas de resistncia ruptura e rasgamen-

to so menores que as conseguidas com o tipo W.

-Excelente estabilidade de estocagem.

-Estrutura polimrica modificada por 2,3 - dicloro e

1,3 butadieno.

-Excelentes propriedades de resistncia e baixas

temperaturas.

-Viscosidade Mooney = 41 a 51 ML(1+4) 100C

TIPO WD: - Muito lenta velocidade de vulcanizao.

- semelhante ao tipo WRT, porm de alta visco-

sidade Mooney; = 100 a 120 ML(1+4) 100C.

- Este tipo normalmente usado quando o composto requer

altos teores de plastificantes para produo de artefatos

de baixa dureza.

- Estrutura polimrica modificada por 2,3 - dicloro e

1,3 butadieno.


TIPO WK: -Muito lenta velocidade de vulcanizao.

-Contm gel na estrutura polimrica.

- normalmente usado em blendas com Neoprene WRT ou

WD, para produo de extrudados ou moldados que

apresentam formas geomtricas complexas como vedaes

e retentores de finos lbios onde se necessita superior

resistncia ao colapso a quente.

-Estrutura polimrica modificada por 2,3 - dicloro e

1,3 butadieno.

-Viscosidade Mooney = 68 a 79 ML(1+4) 100C.


CARACTERSTICAS DOS TIPOS DE NEOPRENE DA FAMLIA T

Os tipos de Neoprene da famlia T, combinam as propriedades do tipo W de oferecer

superfcies lisas e brilhantes com as propriedades do tipo W no que concerne a tenso

de ruptura, rasgamento, etc.

Basicamente, o Neoprene da famlia T se apresenta em trs tipos, a saber:

CARACTERSTICAS INDIVIDUAIS DOS TIPOS DE NEOPRENE DA

FAMLIA T

TIPO TW: - Rpida velocidade de vulcanizao.

- Propriedades anlogas s do tipo W, porm oferece

processamento de mistura mais fcil e rpido, bem como

artigos extrudados ou calandrados com superfcie

uniforme, lisa e brilhante.

- Apresenta boa segurana de processamento e estabilidade

de estocagem

- Necessita de aceleradores orgnicos para promover a

vulcanizao.

- No contm modificadores na estrutura polimrica.

- Viscosidade Mooney = 42 a 52 ML(1+4) 100C.

TIPO TW-100: -Caractersticas gerais similares s do tipo TW, porm,

com maior viscosidade Mooney (85 a 102 ML (1=4)

100 C, oferecendo a possibilidade de elaborar compos-

tos com maiores teores de cargas e plastificantes(mais

econmicos).


TIPO TRT: -Muito lenta velocidade de vulcanizao.

-Este tipo apresenta propriedades anlogas ao tipo WRT,

porm, com maior facilidade e segurana de processa-

mento.

-Estrutura polimrica modificada por 2,3 dicloro e

1,3 butadieno

-Viscosidade Mooney = 42 a 52 ML(1+4) 100C


Nota 1 : A Tabela 2 resume as informaes acima descritas.

COMPOSTOS COM NEOPRENE

Identificada ento a famlia e o tipo de Neoprene, em funo da performance final do

artefato, caractersticas de processamento, viscosidade Mooney e condies de

vulcanizao, devemos conhecer em seguida os demais ingredientes e suas propriedades

funcionais no composto. A tabela 3, mostra resumidamente os ingredientes tpicos, suas

propriedades funcionais e nveis normalmente indicados, e, abaixo desenvolve-se alguns

comentrios explicativos.

RECEPTORES DE ACIDEZ

Para esta funo utiliza-se nos compostos de Neoprene os xidos metlicos.

A principal funo dos xidos metlicos (xido de magnsio ou xido de chumbo)

neutralizar o cloreto de hidrognio gerado pelo Neoprene durante a reao de

vulcanizao. O cloreto de hidrognio, se no neutralizado, tem um efeito auto-

cataltico, consequentemente comprometendo a estabilidade e segurana do composto

em processamento.

O xido de magnsio ainda proporciona uma boa uniformidade de vul-

canizao, ou estado de cura (crosslink).

Normalmente a combinao de 4 PHR de xido de magnsio com 5 PHR de xido de

zinco oferece um timo balano entre a segurana de processamento e velocidade de

vulcanizao.

Maiores teores de xido de magnsio podem ser utilizados quando a temperatura de

moldagem ou injeo forem mais elevadas.

Nveis menores de xido de magnsio (2 PHR) normalmente so utilizados quando os

compostos so vulcanizados em sistemas contnuos.

Os tipos de xido de magnsio altamente ativos, ou seja, os que apresentam maior

relao superfcie/volume (maior nmero de iodo, superior a 130) so os mais

indicados, pois, absorvem maiores quantidades de cloreto de hidrognio, garantindo

segurana de processamento e melhores propriedades nos artefatos, principalmente os

compostos com Neoprene da famlia G.

Um cuidado especial dever ser observado ao armazenar ou manusear o xido de

magnsio, pois a umidade ou dixido de carbono provocam a degradao do produto,

comprometendo a efetividade no composto. A aquisio de xido de magnsio tratado

(encapsulado) 75% ativo mais recomendado.

O xido de chumbo (litargirio) normalmente usado em teores de at 20 PHR, em

substituio ao xido de magnsio, proporciona aos compostos e artefatos maior

resistncia a gua, pois o cloreto de chumbo formado na reao de vulcanizao ,

repelente gua.

Devido a maior dificuldade da reatividade do xido de chumbo com o cloreto de

hidrognio, a estabilidade do composto bem como a segurana do processamento, so

diminudas.

AGENTE DE VULCANIZAO

O xido de zinco o principal agente de vulcanizao do Neoprene, oferece muito bom

estado de cura com excelente homogeneidade na densidade de crosslink.

ACELERADORES DE VULCANIZAO DO NEOPRENE (Ver

tambm tabela 4)

O Neoprene da famlia G no necessita de aceleradores orgnicos, somente a presena

do xido de zinco no composto suficiente para promover um bom estado de cura.

Algumas vezes, quando necessrio compostos com mxima velocidade de

vulcanizao, teores entre 0,2 a 0,5 PHR de etileno tiurea so adicionados, porm, a

segurana de processamento e o tempo de scorch se tornam significativamente

reduzidos, proporcionais ao teor usado.

Todos os tipos de Neoprene das famlias W e T necessitam de aceleradores orgnicos

para um melhor estado de cura dos artefatos, e vulcanizao mais rpidas.

Os tipos de Neoprene das famlias W e T apresentam timas propriedades mecnicas,

segurana de processamento e tima velocidade de cura, quando se usa etileno tiurea

como acelerador.Porm, se o artefato a ser produzido tem formas geomtricas

complexas ou particularidades que exijam superior segurana de processamento,

podemos ainda adicionar uma sulfenamida (CBS) ou TMTD, se o composto for

carregado com negro de fumo, ou ainda MBTS, em compostos contendo cargas

minerais.

Quando por algum motivo, o uso de etileno tiurea for indesejvel, podemos ento

utilizar Neoprene GW que vulcaniza-se somente com a presena de xido de zinco no

composto, sem necessidade de aceleradores orgnicos, no entanto, h um pequeno

prejuzo na D.P.C., e a temperatura de cura ser de aproximadamente 175 C., para uma

cura rpida.

Outras alternativas de cura do Neoprene das famlias W e T incluem o uso de TMTM,

DPG, DOTG e Enxofre; quando o artefato necessita de mxima resistncia ao calor

acima de 70 C, em baixa D.P.C. Para estas condies, excelentes propriedades so

conseguidas usando de 0,5 a 0,75 PHR de enxofre, 0,75 a 1,0 PHR de TMTM e 0,5 a

1,0 PHR de DOTG, alm de garantir excelente segurana no processo.

Para sistemas de vulcanizao continua com temperaturas acima de 200 C em ar quente

ou banho de sal, pode ser usado de 1 a 2 PHR de D.E.T.U. ou D.P.T.U como acelerador,

porm, o tempo de scorch torna-se reduzido.

Artefatos feitos com Neoprenes das famlias W ou T resistentes a gua, devem conter

como receptor de acidez o xido de chumbo, suprimindo do composto o xido de

magnsio e xido de zinco.

O sistema de acelerao ter de 0,5 a 1 PHR de TMTM combinado com 0,5 a 1 PHR de

enxofre, observando que cargas cidas oferecem tempo de scorch menor e limita a

estocagem do composto misturado, mais indicado o uso de negro de fumo e cargas

brancas no cidas.

RETARDADORES DE VULCANIZAO PARA NEOPRENE

Para Neoprene da famlia G , o uso de at 1 PHR de MBTS funciona como um

retardador muito eficiente, devendo ser adicionado no incio dos processamentos de

mistura juntamente com o polmero bsico e o peptizante.

Para Neoprene das famlias W e T o uso de 0,5 a 0,8 PHR de MBTS ou CBS ou ainda

TMTD funciona efetivamente.

ANTIOXIDANTES E ANTIOZONANTES PARA NEOPRENE

Muito embora o Neoprene possua certa quantidade de cloro em sua estrutura polimrica

que garante boas propriedades ao ataque de agentes atmosfricos degradantes, ainda

necessrio a adio de antiozonantes e antioxidantes aos compostos, o que permite

superior resistncia ao oznio, oxignio, calor, luz e intempries.

Quantidades entre 2 a 4 PHR de octamina como antioxidante oferecem admirvel

resistncia ao oxignio e altas temperaturas de processamento do composto, bem como

no trabalho do artefato, no interfere no scorch e no manchante.

Outros tipos de antioxidantes podem provocar certa ativao do Neoprene

comprometendo a segurana do processamento e estocagem do composto, assim,

devendo ser evitados.

Tambm, os antiozonantes qumicos devem ser adicionados aos compostos de

Neoprene. Antiozonantes da famlia dos parafinilenos diaminas ou misturas de diaril

parafinilenos diaminas em propores entre 0,5 a 1 PHR so recomendados. Os

antiozonantes tipo Santoflex 13, 6PPD ou Flexone 7F funcionam muito bem,

podendo-se desprezar o pequeno efeito que causa no scorch e segurana de

processamento. Antiozonantes de outras famlias qumicas devem ser evitados por

provocar certa ativao nos compostos de Neoprene.

Bons resultados tambm so conseguidos combinando os antiozonantes qumicos com

ceras microcristalinas como as Parafinas Cloradas, que tem efeito como antiozonante

fsico. Esta, migra para a superfcie do artefato protegendo-o em condies estticas.

CARGAS REFORANTES E INERTES PARA NEOPRENE

O Neoprene, embora apresente boas propriedades mecnicas em seu estado goma-pura,

necessita de cargas reforantes para melhor-las ainda mais, ou cargas inertes para

baixar o custo dos compostos e auxiliar nos processamentos.

Neoprene comporta-se igualmente aos outros tipos de borracha, com relao s cargas,

ou seja, em compostos pretos, usa-se como cargas reforantes os negros de fumo, e em

compostos claros, as slicas precipitadas, muito embora tambm comum a mistura de

negro de fumo com slicas em muitas composies.

Como sabemos, os negros de fumo de pequeno tamanho de partculas e alta estrutura,

apresentam maior poder reforante, oferecendo maior tenso de ruptura, dureza,

mdulos etc., porm a incorporao e disperso no composto mais dificultosa. Os

negros de fumo de grande tamanho de partculas, incorporam-se mais facilmente, mas, o

poder reforante menor. Um bom balano entre propriedades mecnicas exigidas

pelos artefatos e facilidade de incorporao (disperso) pode ser conseguido usando-se

os negros de fumo de mdio tamanho de partculas e estrutura mdia, como os tipos

SRF, GPF e FEF, muito embora algumas vezes os tipos de finas partculas ou os de

grande tamanho de partculas devam ser usados. A combinao de dois ou mais tipos de

negros de fumo tambm comumente utilizado.

Dependendo da aplicao do artefato, bem como, das condies comerciais dos

mesmos, cargas minerais so adicionadas aos compostos de Neoprene. As Slicas

Precipitadas, como j informado, oferecem certo reforamento melhorando algumas

propriedades fsicas dos artefatos, como tenso de ruptura e rasgamento, eleva a dureza

e mdulos. Enretanto, devido ao tamanho de partculas e a pequena densidade aparente,

a incorporao e disperso no composto mais difcil. Tambm, as slicas tem a

propriedade de elevar a viscosidade Mooney dos compostos, sendo assim necessrio o

uso de Silanos (por ex: - Si 69 da Degussa) para ajuste da viscosidade. Outra

caracterstica particular das slicas a porosidade superficial das partculas que tende a

roubar parte dos aceleradores, desequilibrando o sistema de cura. Para minimizar e at

neutralizar esse efeito deve ser adicionado ao composto Trietanolamina ou

Polietilenoglicol ou ainda Dietilenoglicol proporo de 5% sobre a quantidade de

Slica adicionada ao composto.

A Alumina Hidratada adicionada ao composto de Neoprene melhora a resistncia

flamabilidade.

Caulim mole, Carbonato ou Silicato de Clcio, Talco industrial (Silicato de Magnsio)

Diatomita, Silicato de Brio,etc, reduzem o custo do composto e auxilia no

processamento de mistura e conformao dos artefatos.

Caulim duro oferece pequeno poder de reforo, e o Caulim Calcinado usado quando o

artefato requer boas propriedades de isolamento eltrico e baixa deformao permanente

compresso.

PLASTIFICANTES PARA NEOPRENE

Como para todas as outras famlias de borrachas, plastificantes, amaciantes e leos

extensores so adicionados, quando necessrio, em compostos de Neoprene, para

facilitar os processamentos de mistura e conformao, realar algumas caractersticas

especficas do composto e baixar o custo.

Normalmente teores entre 5 a 50 PHR so adicionados s composies, podendo ser

elevado at 75 PHR quando o tipo de Neoprene escolhido for de alta viscosidade.

Muito cuidado deve ser tomado quanto a seleo dos tipos de plastificantes para

Neoprene de forma que se consiga uma perfeita compatibilidade com o polmero. Os

leos altamente aromticos so os mais compatveis com Neoprene, so de baixo custo

e em teores elevados melhoram a pegajosidade do composto cru, porm so

manchantes.

Os leos naftnicos tambm podem ser empregados em teores mximos de 15 PHR,

estes no so manchantes e possibilitam vulcanizao em temperaturas mais elevadas.

Plastificantes steres como DOP, DOS, DOA, so usados em compostos de Neoprene

quando o artefato dever manter-se flexvel a baixas temperaturas at - 40 C, porm

tendem a diminuir a segurana de processamento e scorch do composto de Neoprene.

Plastificantes polimricos e hidrocarbnicos ou cumarona indeno tambm so usados,

porm tendem a reduzir a segurana de processamento, e no melhoram a resistncia a

baixas temperaturas.

Ceras microcristalinas hidrocarbnicas e cloradas a 40 e 70%, tambm podem ser

usadas (ex: parafina clorada),estas, facilitam a extruso e oferecem melhor resistncia

flamabilidade.

AUXILIARES DE PROCESSO PARA NEOPRENE

Pode ser usado como auxiliar de processamento em compostos de Neoprene, o

Neoprene tipo FB que de baixo peso molecular com aspecto fsico pastoso, podendo

ser adicionado em at 25% em combinao com o polmero bsico. Ele facilita o

processo e co-vulcaniza-se juntamente com o polmero bsico melhorando a D.P.C.

O Neoprene FB no melhora a resistncia do composto baixas temperaturas, nem

tampouco reduz a dureza significativamente.

Os factices auxiliam os processos com Neoprene principalmente em compostos de

baixa dureza.

Outros auxiliares de processo para os Neoprenes so: estearina, vaselina, parafina e

ceras de polietileno de baixo peso molecular tipo AC-617-A

A estearina especialmente efetiva durante a mistura e calandragem do composto e seu

uso se limita a 1 PHR, pois, tende a retardar a cura do composto.Para o Neoprene da

famlia G , poder ser usado at 2 PHR.

Como orientao, uma boa combinao de auxiliares de processo para compostos com

Neoprene compreende em: 1 PHR de vaselina, 3 PHR de parafina e 5 PHR de AC-617-

A, para um composto misturado em Banbury temperatura acima de 75o C.

O emprego de Polibutadieno tipo BR-45 ou BR-55 minimiza o efeito caracterstico dos

compostos de Neoprene em grudar nos rolos do misturador, seu uso limita-se em at 10

PHR.

Nota 2: A tabela 5 apresenta algumas observaes especficas de aplicao de

compostos com Neoprene.

PROCESSAMENTO DE COMPOSTOS COM NEOPRENE

Um cuidado especial dever ser observado desde o recebimento do Neoprene nas

instalaes de fbrica, armazenamento, manuseio, pesagem, processamento de mistura,

at a conformao do artefato final, para evitar problemas indesejveis.

muito importante avaliar a validade do produto, bem como no expor o mesmo ao

calor ou contaminao com outros materiais para no comprometer o scorch ou semi-

cristalizao do produto, especialmente o Neoprene da famlia G.

Nos processamentos de mistura, a temperatura mxima no dever ser superior a 100o

C.

Durante a mistura de compostos com Neoprene, dever haver um perfeito resfriamento

dos rotores e cmara do Banbury; e rolos do misturador aberto.

No caso de mistura em Misturador Aberto, muito importante observar a capacidade

da mquina para uma perfeita disperso dos ingredientes. Como orientao, podemos

seguir a tabela 6, que determina a capacidade de mistura do composto total (Kg) em

funo do dimetro e comprimento dos rolos do misturador para um peso especfico do

composto de 1,6 (usar proporcionalidade para outros pesos especficos).

Se a mistura for desenvolvida em Banbury dever ser considerado um fator de

enchimento da cmara da ordem de 60 a 70% do volume total da cmara.

MISTURA EM MISTURADOR ABERTO

- Observar a temperatura do rolo do misturador entre 35 a 50 C, no mximo.

- Colocar o Neoprene para mastigao juntamente com o agente retardador e mastigar

at formar a banda sobre o rolo do misturador. Caso estiver usando algum tipo da

famlia G adicionar tambm neste estgio o peptizante.

- Formada a banda, adicionar o xido de magnsio, estearina, antioxidantes,

antiozonantes, auxiliares de processo e pigmentos, e misturar at total incorporao.

- Em seguida adicionar as cargas e plastificantes misturando at a perfeita disperso. (

aconselhvel, aps esta etapa, colocar a massada para maturao durante

aproximadamente 8 horas).

- Finalmente adicionar o xido de zinco e aceleradores, homogeneizando em toda

mistura. Em seguida, cortar a massada em mantas com espessura de aproximadamente

10 mm e resfriar rapidamente.

A massada em misturador aberto poder apresentar duas dificuldades bsicas; como a

massa grudar no rolo, e uma disperso pobre. Para soluo da primeira dificuldade,

aconselha-se adicionar juntamente com o Neoprene, no incio da mistura, at 10 PHR de

polibutadieno e tambm trabalhar com uma tima refrigerao dos rolos.

A disperso melhorada se a massada for bastante trabalhada usando distncia pequena

entre rolos.

MISTURA EM BANBURY

Observar a perfeita limpeza do Banbury e resfriamento dos rotores e cmara, iniciando a

mistura com uma temperatura aproximada de 50 C. Calibrar a rotao dos rotores para

uma velocidade moderada.

- Ligar o Banbury, aguardar o tempo previsto em catlogo para perfeita lubrificao da

mquina. Em seguida, recuar o pilo, alimentar a cmara com o Neoprene adicionando

conjuntamente o agente retardador, (no caso da famlia G adicionar tambm o

peptizante). Baixar o pilo e proceder a mastigao, controlando o tempo pelos

instrumentos de controle. Observar que a temperatura da cmara (mistura) permanea

inferior a 100 C.

- Em seguida, recuar o pilo, adicionar os antioxidantes, antiozonantes, xido de

magnsio, auxiliares de processo, cargas e plastificante; baixar o pilo e misturar

durante o tempo indicado pelos instrumentos de controle. Descarregar a massada

observando que a temperatura da mesma esteja inferior a 100 C.

- Colocar a massada em misturador aberto e promover homogeneizao por

aproximadamente 3 minutos.Aps isto, laminar a massada em mantas, resfri-las e

colocar para maturao por aproximadamente 8 horas.

- Retornar a massada no misturador aberto e adicionar o xido de zinco mais

aceleradores, misturando e homogeneizando at perfeita incorporao.

- Laminar novamente a massada em mantas, resfri-las, entalc-las e enviar para os

processos subsequentes.

PROCESSO DE CONFORMAO POR CALANDRAGEM

Para lenis ou coberturas de tecidos por calandragem melhor usar Neoprene da

famlia T ou blenda com Neoprene WK e WD, porque estes tipos contm gel e baixo

nervo, que confere melhores caractersticas de processamento e aspecto final nos

calandrados.

Um perfeito controle na temperatura dos rolos da calandra essencial para melhor

processamento. A tabela 7 indica a temperatura ideal.

A adio de polibutadieno no composto para calandragem melhora a laminao.

muito importante tambm que o composto apresente um timo tempo de scorch e boa

segurana de processamento.

Ao enrolar o lenol calandrado importante colocar forro de tecido entre as camadas,e

evitar usar filmes plsticos.

Para o friccionamento de Neoprene sobre tecidos, o tipo GRT (baixa viscosidade)

mais indicado, e o composto dever conter o mximo de 60 PHR de negro de fumo e

35 PHR de plastificante aromtico. Os rolos da calandra devero estar com temperaturas

constantes (rolo superior 80 a 90 C; rolo intermedirio 60 a 70 C e rolo inferior 80 a

90 C).

No caso de aderncia excessiva do composto nos rolos da calandra, a aplicao de leite

de vaca sobre a superfcie dos rolos, ameniza o problema.

PROCESSO DE CONFORMAO POR EXTRUSO

Para extruso, os tipos de Neoprene mais indicados so: WB, WK, TW, TRT e TW-100

ou blenda destes.

Como carga reforante, o negro de fumo tipo FEF o mais indicado.

Para compostos com altos teores de plastificantes deve ser indicado o Neoprene tipo

TW-100 e WD de alta viscosidade, e combinao de negros de fumo FEF com SRF e

caulim mole.

Para compostos claros, a slica precipitada com silano ou trietanolamina, bem como

auxiliares de processo tipo estearato de clcio oferecem bons resultados.

Preferencialmente, usar extrusora com L/D igual 12:1 ou 16:1 com perfeito controle da

temperatura de resfriamento da rosca e canho. A alimentao da extrusora dever ser

constante e o composto dever apresentar viscosidade sempre uniforme.

A temperatura do composto na alimentao dever ser de aproximadamente 25o C, o

canho com 60, 70 e 80o C aumentando da boca de alimentao at a matriz.Na rosca a

temperatura ser entre 40 a 60 C e na matriz de 90 a 100o C.

VULCANIZAO CONTNUA

O Neoprene devidamente formulado apresenta bons resultados de vulcanizao por

sistemas contnuos como; banho de sal, micro esfera de vidro e ar quente ou vapor.

Temperatura acima de 200 C.

Compostos para cura por sistemas contnuos devero ser devidamente formulados,

observando agentes de cura mais energticos. importante a adio ao composto de 6 a

10 PHR de xido de clcio como dissecante, tambm o xido de magnsio pode ser

reduzido de 4 para 2 PHR. Nestas condies muito importante um preciso controle

nos processos, pois a segurana de processamento torna-se muito reduzida.

PROCESSO DE CONFORMAO POR MOLDAGEM

Todos os tipos de Neoprene apresentam muito boas caractersticas de moldagem, seja

por compresso, transferncia ou injeo.

Quando os artefatos iro trabalhar em condies dinmicas ou que devam apresentar

boas propriedades de resistncia ao rasgamento, o Neoprene da famlia G mais

indicado. A adio de at 10 PHR de slica, mais 5 PHR de polibutadieno, e 3 PHR de

cera de polietileno melhora a fluidez e desmoldagem.

Para compostos com altos teores de cargas e plastificantes, prefervel usar Neoprene

de alta viscosidade. Os sistemas de cura so por meio de xido de zinco para os tipos da

famlia G, e xido de zinco mais etileno tiurea para as famlias W e T. Efetivos

retardadores quando necessrio devem ser adicionados aos compostos.

Temperaturas para vulcanizao em moldagem por compresso devem situar-se em 160

a 165oC e para injeo, em 180 a 185

o C.

FORMULAO

Algumas formulaes de referncia para um ponto de partida, podem ser vistas na

tabela 8, e a tabela 9 mostra algumas propriedades mecnicas bem como aplicao das

formulaes da tabela 8.

Neoprene.pdfNeoprene pronto

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