Plastificantes sustentáveis oriundos da casca da castanha de caju em compostos de borracha natural

Abstract

A busca pormateriais obtidos a partir de insumos renováveis tem sido fundamental para o desenvolvimento de produtos mais sustentáveis. Esta Tese avalia o uso deóleoda casca da castanha de caju descarboxilado, um subproduto do processo de beneficiamento da castanha de caju, como plastificante,sendo este um óleo vegetal renovável. Esse óleo écomercialmente conhecido comoLíquidoda Castanha de CajuDescarboxilado (LCCD) ou Técnico (LCCT) e utilizadocomoplastificante em compostos de borracha natural (NR)tendonegro de fumo como carga reforçante. Oobjetivodeste trabalho é avaliar aeficácia e efeito do óleo LCCD, talqual eacetilado (LCCD-A), sobre o sistema de cura comenxofre, comparativamente ao óleo naftênico (ON). Para o estudo,além do óleo LCCD,foi acetilado também óleo cardanol (Cdn)(principal componente do LCCD)para verificarainfluênciaou não da modificaçãoquímica na ação plastificante. Oscompostos deNR foramanalisados quanto ascaracterísticas reológicas e decura, densidade de reticulação, e propriedades físicomecânica, dinâmica e termo-oxidativa. Os compostos NR/LCCDapresentaram menor tempo de segurança de processo e cura em relação ao composto NR/ON,atribuído aos gruposhidroxilas no líquido da casca de castanha do caju. Amenor temperatura de transição vítrea dos compostos NR/LCCD se deve a melhor plastificação pelo LCCD, com consequente maioralongamento na ruptura. Os compostos com igual teorde plastificante NR/LCCD e NR/ON apresentaramvalores de resistência aorasgamento, de abrasão e tensão naruptura similares,apesar do composto NR/LCCD apresentar maior intumescimento em solvente, indicativode menordensidade de reticulação.Pelo estudopode-se constatar quepequenos ajustesno sistemade cura permite a obtençãode compostos com propriedades de cura (tempo de scorch e tempo ótimo de cura) e densidade de reticulação similares as do composto NR/ON, uma vez que os valores são de mesma ordem de grandeza. O óleo LCCD bem como o cardanol, principal componente do LCCD, além de terem ação como plastificante atuaram como co-ativadores nos compostos de NR, enquanto a forma acetilada destes óleos (LCCD-A e Cdn-A) não apresentaram efeito de co-ativador do sistema de cura, tendo propriedades físicas e mecânicas similares ao óleo naftênico.

The searchfor materials obtained from renewable inputs hasbeen fundamental for the development of more sustainable products. This Thesis evaluates the use ofdecarboxylated cashew nutshell oil,a by-product of the cashew nut processing process, as a plasticizer, which is a renewable vegetable oil. Thisoil is commercially known as Decarboxylated Cashew Nut Liquid (LCCD)or Technical (LCCT) and is used as aplasticizer in natural rubber (NR) compoundswith carbon black as a reinforcing filler. The objective of this workis to evaluate the effectiveness and effectofLCCD oil, inits original and acetylated form (LCCD-A),on the sulfurcuring system, in comparison with naphthenic oil (ON). For the study,in additionto LCCD oil, cardanol (Cdn)oil (main component of LCCD) was also acetylated to verifythe influence or not ofchemical modification on theplasticizing action. NR compoundswere analyzed forrheological and curingcharacteristics, crosslinking density, and physical-mechanical, dynamic, and thermo-oxidative properties. The NR/LCCD compounds showed a shorter processsafety and curing time compared to the NR/ON compound, attributedto the hydroxyl groups in the cashew nut shell liquid. The lower glass transition temperature of the NR/LCCD compounds isdue to better plasticizationby LCCD, with consequent greater elongation at break. Thecompounds withthesameplasticizer contentNR/LCCD and NR/ON showed similar tear strength, abrasion, and tensile strength values,although the NR/LCCD compound showed greater swelling in solvent, indicative of lowercrosslinking density.From the study, small adjustments inthecuring system allow obtaining compounds with curingproperties (scorch time and optimal curing time) and crosslinking density like those of the NR/ON compound, since the values are of the same order of magnitude. The LCCD oil as well as that of Cdn, the main component of LCCD, in additionto acting as a plasticizer, acted as co-activatorsinthe NR compounds, while the acetylated formof these oils (LCCD-A and Cdn-A) did not act as co-activators of thecuring system, having physical and mechanical properties like naphthenic oil.