Estudo exploratório do efeito de diferentes cargas em borrachas de hnbr

Abstract

Neste projeto realizou-se um estudo exploratório sobre o efeito de diferentes cargas numa matriz de HNBR (borracha nitrílica hidrogenada) com destaque ao efeito de fibras de aramida, em comparação com nanofibras de carbono, à carga tradicional negro de fumo e agentes de dispersão. Devido as diferentes morfologias e dimensões fez-se necessário o uso de diferentes metodologias para a incorporação e dispersão de cada carga. As fibras de aramida foram tratadas, previamente, com o líquido iônico, cloreto de 1-butil-3-metilimidazólico, BMIN-Cl, e incorporadas na concentração de 1, 2 e 5 phr, em forma masterbatch (HNBR/fibra) ao restante da borracha, junto com os demais componentes, em câmara de mistura fechado. As composições contendo fibras e negro de fumo foram submetidos a pós-tratamento em cilindro aberto. Para efeito de comparação preparam-se também, composições com 1, 2 e 4 phr de nanofibras de carbono, NFC, assim como duas composições de referência, HNBR pura e HNBR com 40 phr de negro de fumo. As composições foram caracterizadas por medidas de tensão-deformação, avaliação da dureza, comportamento frente ao solvente e a morfologia nas fibras na borracha por microscopia ótic Os resultados de tensão-deformação indicam comportamento típico de fibra para as composições com 2 e 5 phr de fibra, ou seja, altos valores de tensão a baixas deformações. A presença da fibra limitou a deformação em valores próximos a 300%. Além disso, testou-se o uso de óleo de soja epoxidado, OSE, como agente desagregador da polpa de fibras de aramida, mas este atuou mesmo como agente plastificante das formulações diminuindo, significativamente, os valores de tensão. O teor de NFC não foi suficiente para imprimir impacto como carga de reforço. A dureza seguiu a mesma tendência das propriedades mecânicas com as amostras das fibras tratadas com líquido iônico apresentando valores inferiores. Imagens de microscopia ótica mostraram a orientação das fibras na matriz. As fibras de aramida representam grande potencial para serem aplicadas em artefatos de borracha onde se exigem altos valores de resistência em deformação moderadas, como no caso de anéis de vedação, em ambientes, onde se exige, resistência a óleos, graxas e em mangueiras.