Reticulação peroxídica de compostos elastoméricos utilizados na indústria de pneus

Abstract

Compostos elastoméricos a base de borracha natural (NR) e copolímero de butadieno-estireno (SBR) utilizados na banda de rodagem de pneus são tradicionalmente reticulados com enxofre. O uso de peróxidos e co-agentes na reticulação desses compostos ainda é um desafio a se superar com relação às propriedades viscoelásticas requeridas, de extrema importância para um bom desempenho e vida útil dos pneus. Neste trabalho foi avaliado o uso de peróxidos sem e com co-agentes na reticulação de compostos NR/SBR com o intuito de avaliar a eficiência destes na manutenção das propriedades relevantes em relação a um composto tradicionalmente usado na confecção de banda de rodagem de pneus. Onze formulações com diferentes sistemas de reticulação foram preparadas, sendo uma de referência. Foram avaliadas propriedades físicas como dureza, densidade, tração, resistência ao rasgamento, resiliência, abrasão e DPC, e o comportamento dos compostos de NR/SBR com relação ao inchamento em tolueno. As propriedades dinâmicomecânicas dos compostos NR/SBR foram analisadas por DMA e RPA. Os compostos NR/SBR contendo somente peróxidos não apresentaram propriedades comparáveis ao composto de referência vulcanizado com enxofre. Os compostos contendo os sistemas peróxidos/co-agentes, BIS F 40 A-Retilink T40 (composto 10) e BIS F 40 A-Retilink TA 70 (composto 11) apresentaram os melhores resultados. O composto 10 e o composto de referência (composto 1) apresentaram valores similares de tan d a 60°C e tan d a 0°C (DMA), os quais estão correlacionados às propriedades de resistência ao rolamento e tração no molhado, respectivamente. Os resultados mostraram a possibilidade de uso de certos sistemas peróxido/co-agente em compostos de NR/SBR, em substituição ao sistema com enxofre, sem perda de propriedades, tendo como vantagem a redução de componentes na formulação, redução de tempo de processamento, e consequentemente custo da produção de bandas de rodagem.

Rubber compounds based on natural rubber (NR) and styrene-butadiene rubber (SBR) used on tire tread are traditionally crosslinked with sulfur. The use of peroxides and co-agents in crosslinking of these compounds is still a challenge to be achieved, considering the required viscoelastic properties which are extremely important for a good tire performance and lifetime. In this work it was evaluated the use of peroxide systems with and without co-agents as crosslinking agents for NR/SBR compounds, with the aim of evaluating the efficiency of maintaining the key properties related to the traditionally used in the manufactory of tire tread. Eleven formulations with different systems were prepared, a one as a reference. Physical properties such as hardness, density, tensile strength, tear, resilience, abrasion and compression set and the behavior of NR/SBR compounds in relation of swelling Toluene were evaluated. The dynamic mechanical properties of the NR/SBR cured compounds were analysed by DMA and RPA. The NR/SBR compounds cured with only peroxide had poorer properties when compared to the reference compound vulcanized with sulfur. On the other hand, the compounds cured with proxide/co-agents, BIS F40 plus Retilink T40 (compound 10) or plus T70A (compound 11) showed better results.The compound 10 and the reference compound (compound 1) showed similar results of tan d 60 °C and tan d 0 °C (DMA), which are correlated to rolling resistance and wet traction, respectively. The results demonstrate the possibility of using a peroxide/co-agent as a cure system in NR/SBR compound instead of a sulfur-cured compound for tire tread applications, without the loss of desirable properties, lower processing times and consequently reducing manufacturing costs.