Desenvolvimento de elastômeros termoplásticos a partir de SBR epoxidada e polipropileno

Abstract

Os elastômeros termoplásticos vulcanizados (TPVs) na sua maioria constituídos por borrachas apolares (EPDM, NR) e poliolefinas (PP, PE), apresentam a vantagem de serem processáveis como termoplásticos e serem facilmente reciclados. No entanto, apresentam desvantagens no que se refere à sua baixa resistência a óleos, combustíveis e graxas em relação à borracha termofixa. Este trabalho, teve como objetivo estudar a obtenção de TPVs com propriedades mecânicas adequadas e resistência a óleos e solventes orgânicos, a partir da borracha comercial SBR 1502 parcialmente epoxidada. Esta, por ter a estrutura química de sua cadeia principal modificada pela introdução de grupos epóxidos, deve apresentar melhor resistência a óleos e solventes. Os TPVs foram obtidos em misturador fechado acoplado a um reômetro Haake, na temperatura de 1800C e velocidade de rotor de 75 rpm, vulcanizados dinamicamente com o sistema Bismaleimida/peróxido de dicumila. Foram caracterizados quanto às suas propriedades mecânicas por medidas tensão-deformação, medidas mecânicas dinâmicas, inchamento em ciclohexano, THF e óleo IRM 903, dureza. A morfologia foi determinada por microscopia eletrônica de varredura, MEV. Foram analisados os fatores que influenciam as propriedades dos TPVs, tais como composição (relação PP/SBR), teor de BMI, grau de epoxidação da borracha, uso de agente compatibilizante. O TPV na composição PP/SBR 40/60, esta epoxidada em 40 mol % e contendo o agente compatibilizante Vestenamer adicionado na forma de blenda (borracha/agente compatibilizante) apresentou a melhor resposta em termos de tensão-deformação na ruptura. Os TPVs com a SBR epoxidada em 70% apresentaram melhor resistência a óleo e solventes. Os fatores, potencialmente, capazes de influenciar a dureza dos TPVs também foram avaliados. Neste particular, verificou-se que o tipo de poliolefina, bem como o uso de plastificante são os fatores que mais influenciam a dureza dos TPVs.

Thermoplastic vulcanizates (TPVs), the majority made from non-polar rubbers (EPDM, NR) and polyolefins (PP, PE), give a better material utilizable because it can be process like thermoplastic and scrap and rejects can be recycled. However, they present some disadvantages compared to conventional rubbers, mainly low oil and non-polar solvent resistance. In this study, TPVs with better resistance to oil and non-polar solvents and with good mechanical properties obtained from commercial SBR 1502 partially epoxidized were investigated. The partially epoxidized SBR is more resistant to oil and non-polar solvents due to the modification in the chemical structure that has been attempted by the introduction of functional groups along the polymer backbone. TPVs were obtained in an internal mixer. The best mixture-conditions were 1800C and 75 rpm. The rubber was dynamically vulcanized by BMI/DCP. Mechanical properties, swelling and scanning electron microscopy were used to characterize the TPVs. Variables that influence the ultimate properties of TPVs like PP content, BMI content, epoxidation degree of the rubber, addition of compatibilizer were investigated. The best stress-strain properties were achieved with a TPV constituted of 40% PP and 60% epoxidized SBR with an epoxidation degree of 40%, using a compatibilizer added as a blend with the rubber. The oil and non-polar solvent resistance of the TPVs increases with increasing epoxidation degree of the rubber. The variables that can influence the hardness of the TPVs were investigated. The hardness was mainly influenced by the type and content of polyolefin and addition of plasticizer.