O aproveitamento de pó de borracha oriundo de pneus por meio da sua conversão térmica, agregandolhe valor econômico através de seus produtos de pirólise, pode representar uma solução para o problema ambiental de descarte deste resíduo. Na indústria de fundição são gerados dois tipos de areia: areia impregnada com resina (AIR) e areia verde (AV), sendo a primeira classificada como resíduo perigoso, dependendo da concentração de fenol nela contida. No presente trabalho são abordados dois resíduos industriais (pneu e AIR), de maneira a propor uma solução através do processo de co-pirólise em um reator de leito fluidizado. As amostras foram submetidas a vários ensaios de caracterização. A AIR foi caracterizada a partir da determinação da concentração de fenol e por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). A resina polimérica foi submetida a ensaios de Espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e as amostras de pneu (pó de borracha) foram caracterizadas através das análises elementar (CHNS) e imediata, além do poder calorífico superior. Os parâmetros cinéticos da reação de pirólise da resina polimérica incorporada a AIR foram determinados através de análise térmica (TGA / DTG) sob condições isotérmicas e nãoisotérmicas. O triplete cinético (Energia de Ativação, Fator pré- exponencial e mecanismo de reação) foi avaliado pelos métodos de Coats-Redfern, MacCallum-Tanner e van Krevelen. A análise térmica indicou que a degradação da resina polimérica ocorre em três fases distintas. Sob condições isotérmicas a energia de ativação (Ea) e o fator pré-exponencial (A) foram determinados como sendo 61,98 kJ.mol-1 e 3,13.102 s-1, respectivamente. Sob condições não-isotérmicas a cinética da pirólise da resina polimérica na região de maior perda de massa pode ser descrita pelo mecanismo Fn, para conversões abaixo de 0,8 e por um processo de difusão (D3) para as conversões acima de 0,8. A copirólise das amostras de pneu (PLABOR 100/420 e PLABOR 600) e da resina polimérica presente na AIR foi realizada em um reator de leito fluidizado sob atmosfera de nitrogênio (N2). Para realização dos experimentos foi utilizada uma vazão de nitrogênio de 0,70 Nm3/h. Seis borbulhadores foram utilizados para a condensação do óleo produzido no processo. O óleo e o char obtidos a partir da pirólise foram caracterizados. Os principais componentes presentes no óleo pirolítico foram determinados através de espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FITR), enquanto a morfologia do char foi avaliada através de microscopia eletrônica de varredura (MEV). No estudo da co-pirólise, observou-se que o processo é eficiente para a remoção da resina polimérica contida na areia de fundição, pois houve redução do teor de fenol após a reação. Observou-se um rendimento de 0,46 L/kg de pneu (base úmida) para o ensaio de co-pirólise com a borracha PLABOR 100/420 e de 0,78 L/kg de pneu (base úmida) para o ensaio com a borracha PLABOR 600, além de 10,16 g de char no ensaio com a borracha PLABOR 100/420 e 12,83 g no ensaio com a borracha PLABOR 600 para cada 50 kg de borracha alimentada. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-07-10T16:00:15Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Daniele Perondi.pdf: 2626759 bytes, checksum: 2917d52a170d4916ad4630ce6b6d975f (MD5) / Made available in DSpace on 2014-07-10T16:00:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Daniele Perondi.pdf: 2626759 bytes, checksum: 2917d52a170d4916ad4630ce6b6d975f (MD5) / The use of rubber powder coming from tires through its thermal conversion, adding economic value to it through their pyrolysis products may represent a solution to the environmental problem of disposal of this waste. Two types of sand are generated in the foundry industry: sand impregnated with resin (AIR) and green sand (AV), the first being classified as hazardous waste, depending on the concentration of phenol therein. In this paper we addressed two industrial waste (tire and AIR), in order to propose a solution through co-pyrolysis in a fluidized bed reactor. The samples were subjected to several characterization tests. The AIR was characterized by determining the concentration of phenol and by Scanning Electron Microscopy (SEM). The polymeric resin was subjected to tests Spectroscopy Fourier transform infrared (FTIR) and rubbers were characterized by elemental analysis (CHNS) and immediately beyond the lower heating value. The kinetic parameters of the reaction pyrolysis of polymeric resin embedded in sand were determined by thermal analysis (TGA / DTG) under isothermal and non-isothermal. The kinetic triplet (activation energy, preexponential factor and reaction mechanism) was assessed by mathematical models of Coats-Redfern, MacCallum-Tanner and van Krevelen. Thermal analysis indicated that degradation of the polymeric resin occurs in three distinct phases. Under isothermal conditions the activation energy (Ea) and preexponential factor (A) were determined to be 61.98 kJ.mol-1 and 3.13.102 s-1, respectively. Under nonisothermal kinetics of pyrolysis of polymeric resin can be described by the mechanism Fn, for conversions below 0.8 and a diffusion process (D3) for conversions above 0.8. The co-pyrolysis of rubber (PLABOR 100/420 and PLABOR 600) and polymer resin present in AIR was performed in a fluidized bed reactor under an atmosphere of nitrogen (N2). For these experiments was used a nitrogen flow rate of 0.70 Nm3/h. Six bubblers were used for the condensation of oil produced in the process. The obtained oil and char from the pyrolysis were characterized. The main components present in the pyrolytic oil were determined by infrared spectroscopy by Fourier transform (FITR), while the char morphology was evaluated by scanning electron microscopy (SEM). In the study of co-pyrolysis, it was observed that the process is effective for removing polymeric resin contained in foundry sand as a reduction in the content of phenol after reaction. It was observed a yield of 0.46 L / kg tire (wet basis) for testing co-pyrolysis with rubber PLABOR 100/420 and 0.78 L / kg tire (wet basis) for test PLABOR rubber 600, and 10.16 g of char in the test with the rubber PLABOR 100/420 and 12.83 g in the test with the rubber PLABOR 600 for each 50 kg of rubber fed.

Orientador: Aldo Eloizo Job / Orientador: Miguel Ángel Rodríguez Pérez / Banca: José Antonio Saja / Banca: Mônica Rasa / Banca: Paulo Noronha Lisboa / Banca: Ademir José Zattera / Banca: José Luiz Herrero / O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem carater institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, apresenta convênio acadêmico internacional visando a preparação de teses e dissertações e a duplla titulação / Resumo: Não disponível / Abstract: Not avaliable / Doutor

Orientador: Rosângela Aparecida de Medeiros Hespanhol / Resumo: O trabalho teve como tema central de análise a dinâmica da cultura de seringueira na Microrregião Geográfica de São José do Rio Preto. Para a consecução do objetivo, fez-se necessário a realização de um resgate histórico que nos ajudou a apreender as relações sociais travadas no âmbito do setor de borracha, as quais foram marcadas até meados da década de 1980 pelos interesses conflitantes entre a elite extrativista amazônica composta por seringalistas e aviadores, de um lado e, a elite industrial do setor pneumático, do outro. Com o aumento do preço da borracha natural a partir de 1973, puxada pelos alta nos preços da borracha sintética devido a crise do setor petrolífero, ocorreu uma maior expansão das plantações de seringueira na região sudeste do país, principalmente no Estado de São Paulo. Assim foi que já no inicio da década de 1990 a produção amazônica representava menos de 50% da produção nacional, perdendo sua posição protagonista como produtora de borracha natural para o Estado de São Paulo. Essa processo redundou no deslocamento do eixo do conflito da região amazônica-sudeste para o interior da região sudeste do país onde os produtores e processadores de borracha natural haviam personificado os interesse da elite extrativista. Com o aprofundamento do processo de industrialização do país a partir da década de 1950, o setor de pneumático foi ganhando envergadura e a partir de então passou a pressionar com mais vigor o Estado que concedeu a permissão para a importação de borracha natural em 1997 com a revogação da Lei de Contingenciamento ao mesmo tempo que promulgou a Lei do Subsídio, a qual apenas em partes compensou a abertura econômica do setor. Constatou-se na referida região a cultura da seringueira sempre se apresentou vantajosa ao produtor... (Resumo completo clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The work had as central subject of analysis the dynamics of the culture of rubber tree in the Geographic Microregion of is São José do Rio Preto. For the achievement of the objective, the accomplishment of a historical rescue became necessary that in helped them to apprehend the stopped social relations in the scope of the rubber sector, which had been marked until middle of the decade of 1980 for the conflicting interests between the extrativista elite Amazonian composed for seringalistas and aviators, of a side and, the industrial elite of the pneumatic sector, of the other. With the increase of the price of the natural rubber from 1973, pulled for the high one in the prices of the synthetic rubber which had the crisis of the petroliferous sector, a bigger expansion of the plantations of rubber tree in the Southeastern region of the country occurred, mainly in the State of São Paulo. Thus it was that no longer beginning of the decade of 1990 the Amazonian production represented less than 50% of the national production, losing its position natural rubber protagonist as producing for the State of São Paulo. This process resulted in the displacement of the axle of the conflict of the region Amazonian-Southeast for the interior of the Southeastern region of the country where the natural rubber producers and processors had impersonatied the interest of the extrativista elite. With the deepening of the process of industrialization of the country from the decade of 1950, the tire sector was gaining spread and from now on it started to pressure with more vigor the State that granted the permission for the natural rubber importation in 1997 with the revocation of the Law of Contingenciamento at the same time that it promulgated the Law of the Subsidy... (Complete abstract, click electronic address below) / Mestre

Devido à estrutura altamente reticulada e presença de antidegradantes, os produtos de borracha não são termorecicláveis e não decompõem com facilidade. Assim o descarte inadequado de produtos de borracha no meio ambiente tem gerado sério problema ambiental. Portanto, a reciclagem do pó de borracha de pneus ou de outros artefatos e uso como matéria-prima em novos compostos elastoméricos é uma alternativa promissora para o desenvolvimento de projetos tecnológicos sustentáveis. Com o objetivo de viabilizar tecnicamente a reciclagem de produtos elastoméricos na fabricação de peças de engenharia do setor automotivo, foi investigado neste trabalho o uso de pó de borracha (PB) em formulações de compostos de borracha natural (NR). Foram avaliados nove compostos elastoméricos de NR com até 120 phr de PB, comparativamente a um composto de NR referência usado na fabricação de peças automotivas. Foram utilizadas duas granulometrias de PB obtidos por moagem criomecânica com diferente tamanho de partículas (40 e 80 mesh). A granulometria do PB foi avaliada em peneiras vibratórias e por difração de laser. Os compostos de NR/PB foram avaliados por FTIR e TGA, e as características de cura determinadas por análise reológica e DSC. As propriedades mecânicas dos compostos de NR/PB foram avaliadas em ensaios de tração uniaxial e a morfologia da secção da fratura por MEV. A degradação térmica dos compostos de NR/PB foi avaliada pela análise comparativa das propriedades mecânicas antes e após o envelhecimento térmico a 70°C durante 70 horas. A durabilidade em fadiga dos compostos de NR/PB foi analisada em ensaios de tração e compressão com carregamentos cíclicos. Os resultados obtidos mostraram que a quantidade e o tamanho do pó de borracha tem influência direta nas propriedades mecânicas, propriedades de cura e durabilidade em fadiga do composto de NR/PB. Quantidades significativas de pó de borracha podem ser adicionadas ao composto de NR com pequena redução no desempenho do produto, o que mostra ser totalmente viável o uso de pó de borracha em peças técnicas elastoméricas do setor automotivo. / Due to the cross-linked structure and the presence of antidegradants, rubber products decomposition is very hard and the disposal of waste material has been caused many environmental problems. Therefore, rubber recycling and the use of it as raw material in fresh rubber compounds are strongly necessary to achieve more sustainable technological projects. The efforts of this study were based on supporting technically the application of recycled rubber material in the manufacture of automotive engineering parts. Thus, the use of reused rubber powder (PB) in natural rubber (NR) compounds was investigated. Nine NR compounds with up to 120 phr were evaluated comparatively to a NR compound already used in technical goods production. PB with particle size of 40 and 80 mesh obtained by cryomechanical grinding was evaluated, and the PB particle size distributions were characterized by vibratory sieves and laser diffraction. The NR/PB compounds were evaluated by FTIR and TGA, and the cure characteristics by rheological and DSC analysis. The mechanical properties were determined by stress strain tests and the morphology evaluated by MEV. The thermal degradation of the NR/PB compounds was assessed by their mechanical properties before and after thermal ageing at 70°C during 70 hours. The fatigue life was evaluated by tensile and compressive tests with cyclic loading. The results showed that both the size and amount of PB rubber powder have had influence on the NR/PB compound mechanical and cure properties and fatigue durability. NR compounds with huge amounts of rubber powder could be obtained with no appreciable effect on the properties values which are still acceptable for the technological application evaluated.

Compostos de borracha nitrílica hidrogenada (HNBR) com cargas a base de carbono com diferentes morfologias foram obtidos neste trabalho. As diferentes cargas foram: flakes de grafite intercalado, oxidado e expandido (GIOE), nanoflakes de grafite (NFG), nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNT) e negro de fumo (NF). O trabalho foi realizado em diferentes etapas onde, inicialmente, foram caracterizadas as diferentes cargas através de análises químicas, morfológicas e espectroscópicas. Em seguida, considerando-se que os flakes são um material multilamelar e relativamente novo na tecnologia dos elastômeros, diferentes formas de obtenção dos compostos de borracha com flakes de grafite foram estudadas, tais como a pré-dispersão dos grafites em óleo ou polímero, utilizando-se técnicas de alto cisalhamento. Os compostos obtidos foram avaliados e os resultados indicaram a pouca influência do tipo de processo no grau de esfoliação dos flakes, sendo definido o método de adição direta dos ingredientes e sua incorporação em câmara de mistura, como o mais adequado. Na sequencia foi avaliada a influência dos teores das diferentes as cargas na borracha de HNBR, conforme método de incorporação definido na etapa anterior, a partir da determinação das propriedades de cura, viscoelásticas, físico mecânicas, elétricas, de interação com solvente e morfológicas. Os compostos obtidos apresentaram um ganho em propriedades mecânicas com aumento da tensão em diferentes deformações, tensão na ruptura e dureza. Comparando-se as cargas NF e MWCNT, para uma fração volumétrica ~ 2%, constata-se que o módulo a 300% do composto de HNBR/NF aumentou em 120% enquanto para o composto HNBR/MWCNT aumentou de 940%. A condutividade elétrica teve um incremento significativo com a adição dos MWCNTs, assim como, foi possível observar uma redução do inchamento do polímero quando imerso em solvente para estes compostos. Para todos os compostos o processamento não apresentou maiores dificuldades e as morfologias analisadas por microscopia eletrônica de transmissão mostram uma dispersão parcial das cargas a base de carbono. Finalmente, compostos híbridos de HNBR e NF com flakes, nanoflakes e MWCNTs foram obtidos e avaliados. Nestes compostos híbridos, propriedades superiores com a adição de MWCNTs e flakes de grafite foram alcançadas. A resistividade elétrica com a adição dos nanotubos diminuiu, assim como o coeficiente de atrito aumentou em relação ao composto de HNBR+NF e aos compostos de HNBR+NF+nanoflakes e flakes de grafite. Na análise dos compostos quanto a relaxação sob tensão, novamente o composto híbrido com nanotubos apresentou o melhor desempenho dentre os demais avaliados. / Composites and nanocomposites based on hydrogenated nitrile rubber (HNBR) and carbon-based fillers with different morphologies were obtained. The different fillers studied were intercalated, oxidized and expanded graphite flakes (GIOE), graphite nanoflakes (NFG), multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) and carbon black (CB). The work was carried out in different steps. Initially, fillers were characterized through chemical, morphological and spectroscopic analysis. Then, considering that flakes are multilamellar materials and relatively new in elastomers technology, different processing methods to produce rubber compounds with graphite flakes were studied, such as pre-dispersion in oil or polymer, using high shearing techniques. Compounds were evaluated and results indicated little process influence in flakes exfoliation degree, setting up direct method as the most appropriate. In a third step, studied fillers were evaluated at different levels and volume fractions in HNBR using the incorporation method defined in previous step. Curing, viscoelastic, mechanical, physical, electrical, interaction with solvent and morphological properties of the compounds were evaluated. Reinforced compounds presented an increment in mechanical properties with an increase in hardness, tensile strength and stiffness module. Comparing NF and MWCNT fillers when added in HNBR at a same volume fraction (~ 2%), it is observed that tension modulus at 300% of elongation for HNBR/NF compound increased ~120%, whereas for HNBR/MWCNT compound increased ~940%, significantly superior. Electrical conductivity increased significantly with addition of MWCNTs, as well as a reduction in polymer swelling when immersed in solvent. For all compounds, no processing difficulties were observed and microscopic images presented partial dispersion of carbon-based fillers. In a final step, hybrid reinforced HNBR+CB with flakes, nanoflakes and MWCNTs were obtained and evaluated. In these hybrid reinforced system compounds, superior properties were obtained with addition of MWCNTs and graphite flakes. Electrical conductivity with addition of nanotubes decreased as well as increased coefficient of friction in relation to HNBR+CB compounds plus nanoflakes or graphite flakes. Also, in stress relaxation test under compression, HNBR+CB+MWCNT compound presented superior result when compared to the others hybrid compounds.

O reaproveitamento e reciclagem de materiais, visando a preservação do meio-ambiente, tornou-se hoje uma realidade. A indústria alimentícia utiliza grandes volumes de óleos vegetais em frituras, as quais durante anos têm sido descartados sem reaproveitamento ou usados na “queima” para geração de energia. Neste sentido, o objetivo deste trabalho foi purificar óleo/gordura provenientes do processo de fritura (OGF) para reaproveitamento na obtenção de factis, um aditivo usado na indústria da borracha. Diferentes procedimentos de purificação dos OGF’s foram avaliados, sendo que aquele com terra clarificante “natural” a pressão ambiente (na ausência de vácuo) foi o que apresentou melhor relação custo/benefício. Os materiais foram caracterizados por diferentes técnicas e os OGF’s purificados apresentaram propriedades físicas e químicas semelhantes ao óleo vegetal refinado (OVR). As condições de polimerização dos óleos e vulcanização destes para obtenção de factices foram otimizadas obtendo-se um produto com potencial de aplicação comercial. Os óleos polimerizados e os factices produzidos apresentaram características semelhantes àquelas da especificação de produtos atualmente comercializados, onde estas características foram confirmadas através de ensaios em formulação de borracha para recobrimento de cilindros de impressão. / The recycling of materials for reutilization seeks the protection of environmental. The provision industry utilizes large volume of vegetable oil in fry, and for years it has been discharged in environmental or burned for generate energy. The aim of this work was recycling oil/fat fry (OGF) for reutilization in the production of factice, an additives used in the rubber industry. Differents procedures were evaluated in order to purify or clear the oil/fat, and that with natural clarifying land, without vacuum, resulted in the best relationship cost/benefaction. The materials were characterized through different techniques and the clean OGF’s show physical and chemistry proprieties like the refined vegetable oil (OVR). It was established the best oil polymerization conditions and vulcanization for factice production. The factices and polymeric oils obtained in this work present the same characteristics of the commercial product, analysed through of a rubber formulation used in the cylinder impress.

Em termos de borracha sintética, o Brasil tornou-se praticamente auto-suficiente, além de contar com algum excedente exportável. Quanto à borracha natural o País encontra-se, ainda hoje, com um deficit de produção, produzindo cerca de 60% de suas necessidades. Ressalta-se que o Governo Federal tem despendido vultuosos recursos em programas de incentivo ao aumento da produção da borracha natural. O Estado de São Paulo, embora sem tradição na cultura da hevea, dispõe de áreas consideradas aptas e de condições ecológicas que permitem expandir o plantio da seringueira e, desse modo, contribuir para o aumento da produção. Contudo, a expansão da heveicultura traz consigo a necessidade de se incrementar os trabalhos de pesquisa, tanto na área agronômica como na área econômica. O propósito deste estudo é analisar as estruturas de custo dos sistemas de produção em uso no Estado de São Paulo e proceder à determinação dos custos médios de produção de borracha natural, por hectare e por unidade produzida, considerando três níveis de produtividade por hectare/ano. Utiliza-se a teoria de investimento em bens de produção, apropriando os custos para todo o horizonte temporal da cultura, estimado' em vinte e sete anos. Os cálculos são efetuados às taxas de desconto de 6 %, 10%, 12 % e 20 % ao ano, dando-se ênfase à aná1ise dos resultados obtidos a taxa de 12% ao ano, como taxa mínima de atratividade ou custo alternativo do capital. Os preços dos fatores de produção são os que vigoraram no mis de maio de 1985; os resultados obtidos em cruzeiros são convertidos para dólares. Como informação básica utiliza-se dados dos seringais cultivados com capital próprio em duas regiões do Estado de São Paulo: Vale do Ribeira e São José do Rio Preto. Os sistemas de produção ana1isados são: sistema I - mudas adquiridas de viveiristas particulares; sistema II - mudas enxertadas em viveiro próprio; sistema III - formação de porta-enxerto em viveiro próprio com enxertia no campo. Para ambas as regiões considera-se tris níveis de produtividade: mínimo, médio e máximo. Os custos médios por unidade produzida são calculados por litro de látex"in natura"e por quilo de borracha seca. Para o Vale do Ribeira o custo médio mais baixo, de Cr$ 3.940 ou US$ 0,75, e obtido para o sistema de produção II, ao nível máximo de produtividade. O custo médio mais elevado, de Cr$ 7.180 ou US$ l,37, é obtido para o sistema I, ao nível mínimo de produtividade. Esse sistema mais comum entre os produtores do Vale do Ribeira. Em São José do Rio Preto o menor custo médio, de Cr$ 4.630 ou US$ 0,89 é obtido no sistema de produção III, ao nível máximo. Esse sistema é o mais comum nessa região, porem, a produtividade conseguida pela maioria dos produtores corresponde ao nível mínimo. Neste caso, o custo médio é de Cr$ 7.770 ou US$ l,49. Em são Josi do Rio Preto os custos médios são mais altos do que no Vale do Ribeira. A razão e que na primeira região os custos fixos são mais elevados devido ao uso de maquinarias enquanto que na última região a cultura e conduzida manualmente. Complementarmente, faz-se uma análise comparativa com outra pesquisa que determinou custos de produção para a seringueira no Estado de São Paulo. / Brazil is not only self-sufficient producer of synthetical rubber but also an exceeding export. However, with respect to natural rubber, Brazi1 produce on1y 60 % of its necessity. Worthwhile to point out that the Federal Government has spent massice resources through incentive programs to increase the natural rubber production. São Paulo State does not have tradition in cropping Hevea, on the other hand its are considered with the best ecological condition to a possible expantion of the Hevea production. Also, there is lack of research works both in the agronomic and economic areas in São Paulo State. This study intend to add some knowledge in the rubber production cost. The main objective of this study is to analyse the natura1 rubber production cost under different systems that has been in practice in two regions of São Paulo State: Vale do Ribeira and São José do Rio Preto. The investment theory in production goods is used with a length of p1anning horizon of 27 years, raining annual discount rates of 6%, 10%, 12% and 20%, with three productivity levels (minimum, medium and maximum), and with the monetary values basis of may, 1985, either in cruzeiros or dollars. The average production cost in computed in 1iter of latex"in natura” and in·ki1o of dry rubber. The production systems are: system I. young grafted tree from private nursery; system II: young tree grafting in farmer´s nursery; system III: rootstock in farmer´s nursery and from grafting in the yield. In the Vale do Ribeira, the lowest average cost of Cr$ 3.940 or US$ 0.75 is obtained in the case of the production system II. The highest average cost of Cr$ 7.180 or US$ 1.37 is obtained in the case of the production system I. The 1atter system is the most common among farmers in the Vale do Ribeira. In São José do Rio Preto, the lowest average cost of Cr$ 4.630 or US$ 0.89 is obtained in the case of production system III. This is the most common production system in the region, however farmers have not been able to reach the productivity that researchers had been performing under experimental condition. In this sense the average cost of Cr$ 7.770 or US$ 1.49 might be more appropriated to a great number of the farmers in this region. São José do Rio Preto has average cost higher than Vale do Ribeira. The reason is that in the former region the fixed cost is higher, due to the use of machinery, while the latter region has a traditional production system.

Devido à estrutura altamente reticulada e presença de antidegradantes, os produtos de borracha não são termorecicláveis e não decompõem com facilidade. Assim o descarte inadequado de produtos de borracha no meio ambiente tem gerado sério problema ambiental. Portanto, a reciclagem do pó de borracha de pneus ou de outros artefatos e uso como matéria-prima em novos compostos elastoméricos é uma alternativa promissora para o desenvolvimento de projetos tecnológicos sustentáveis. Com o objetivo de viabilizar tecnicamente a reciclagem de produtos elastoméricos na fabricação de peças de engenharia do setor automotivo, foi investigado neste trabalho o uso de pó de borracha (PB) em formulações de compostos de borracha natural (NR). Foram avaliados nove compostos elastoméricos de NR com até 120 phr de PB, comparativamente a um composto de NR referência usado na fabricação de peças automotivas. Foram utilizadas duas granulometrias de PB obtidos por moagem criomecânica com diferente tamanho de partículas (40 e 80 mesh). A granulometria do PB foi avaliada em peneiras vibratórias e por difração de laser. Os compostos de NR/PB foram avaliados por FTIR e TGA, e as características de cura determinadas por análise reológica e DSC. As propriedades mecânicas dos compostos de NR/PB foram avaliadas em ensaios de tração uniaxial e a morfologia da secção da fratura por MEV. A degradação térmica dos compostos de NR/PB foi avaliada pela análise comparativa das propriedades mecânicas antes e após o envelhecimento térmico a 70°C durante 70 horas. A durabilidade em fadiga dos compostos de NR/PB foi analisada em ensaios de tração e compressão com carregamentos cíclicos. Os resultados obtidos mostraram que a quantidade e o tamanho do pó de borracha tem influência direta nas propriedades mecânicas, propriedades de cura e durabilidade em fadiga do composto de NR/PB. Quantidades significativas de pó de borracha podem ser adicionadas ao composto de NR com pequena redução no desempenho do produto, o que mostra ser totalmente viável o uso de pó de borracha em peças técnicas elastoméricas do setor automotivo. / Due to the cross-linked structure and the presence of antidegradants, rubber products decomposition is very hard and the disposal of waste material has been caused many environmental problems. Therefore, rubber recycling and the use of it as raw material in fresh rubber compounds are strongly necessary to achieve more sustainable technological projects. The efforts of this study were based on supporting technically the application of recycled rubber material in the manufacture of automotive engineering parts. Thus, the use of reused rubber powder (PB) in natural rubber (NR) compounds was investigated. Nine NR compounds with up to 120 phr were evaluated comparatively to a NR compound already used in technical goods production. PB with particle size of 40 and 80 mesh obtained by cryomechanical grinding was evaluated, and the PB particle size distributions were characterized by vibratory sieves and laser diffraction. The NR/PB compounds were evaluated by FTIR and TGA, and the cure characteristics by rheological and DSC analysis. The mechanical properties were determined by stress strain tests and the morphology evaluated by MEV. The thermal degradation of the NR/PB compounds was assessed by their mechanical properties before and after thermal ageing at 70°C during 70 hours. The fatigue life was evaluated by tensile and compressive tests with cyclic loading. The results showed that both the size and amount of PB rubber powder have had influence on the NR/PB compound mechanical and cure properties and fatigue durability. NR compounds with huge amounts of rubber powder could be obtained with no appreciable effect on the properties values which are still acceptable for the technological application evaluated.

O presente trabalho tem como objetivo realizar a hidrogenação da borracha polibutadieno-acrilonitrila (NBR) em fase aquosa. Neste estudo mostra-se que é possível a conversão das insaturações C=C do NBR via diimida catalisada pelo íon cúprico, selênio ou então numa catálise ácida utilizando ácido bórico como catalisador. A hidrogenação deste polímero foi realizada através dos processos catalíticos em meio homogêneo e heterogêneo. A ordem de reação foi investigada através do método da velocidade inicial e a equação que melhor descreve o sistema é apresentada. Também são utilizados antioxidantes para solucionar o problema de formação de gel. O primeiro sistema estudado envolveu reações entre peróxido de hidrogênio e hidrazina catalisada pelo ácido bórico, e posteriormente, reações utilizando íon Cu+2 foram investigados em meio homogêneo. No entanto, as reações utilizando ácido bórico e íon cúprico são bastante citadas pela literatura na hidrogenação das insaturações de NBR látex. Assim, testes com selênio foram realizados como uma nova alternativa para hidrogenar o NBR látex com o objetivo de encontrar um sistema viável economicamente para ser desenvolvido em escala industrial. Os testes com o novo precursor catalítico foram realizados em meio homogêneo com selênio e com dióxido de selênio em meio heterogêneo sobre esferas de alumina, com o qual foram obtidos os melhores resultados em que a razão [C=C]/[N2H4] = 1,5 é menor do que os valores encontrados na literatura. A porcentagem de conversão e crosslink foram respectivamente, de 97%-m e 12%-m empregando selênio como catalisador e 98%-m e 2%-m com dióxido de selênio. Através do estudo cinético propõe-se que a reação é de primeira ordem em relação ao catalisador e a concentração de látex. A quantidade residual encontrada no produto hidrogenado com selênio foi de 0,1 mg /g de polímero e no produto hidrogenado com dióxido de selênio foi de 0,04 mg /g de polímero. / This paper aims to carry out the hydrogenation of acrylonitrile-polybutadiene rubber (NBR) in a liquid phase. This study shows that it is possible the conversion of insaturations C=C of NBR via diimide catalyzed by copper ion, a catalysis selenium or acid using boric acid as a catalyst. The hydrogenation of the polymer was carried out through the catalytic processes in homogeneous and heterogeneous means. The order of reaction was investigated by the method of initial velocity and the equation that best describes the system is presented. Also antioxidants are used to solve the problem of crosslink. The first system involved studied reactions between hydrogen peroxide and hydrazine catalyzed by boric acid and then, using ion Cu+2 reactions were investigated in homogeneous means. However, the reactions using boric acid and copper ion are quite cited in the literature in hydrogenation of the NBR latex. Thus, tests were performed with selenium as a new alternative to hydrogenate of NBR latex in order to find an economically viable system to be developed on an industrial scale. The tests with the new catalytic precursor were realized in homogeneous means with selenium and selenium dioxide in heterogeneous means on spheres of alumina, from which they obtained the best results in that the reason [C=C]/[N2H4] = 1,5 is lower than the values found in literature. The percentage of conversion and crosslink were respectively, 97%-wt and 2%-wt. using selenium as catalyst and 98%-wt and 2%-wt with selenium dioxide. Through the kinetic study suggests that the reaction is of first order in relation to the catalyst and latex concentration. The residual amount found in hydrogenated product with selenium was of 0.1 mg /g of polymer and 0.04 mg / g of polymer in hydrogenated product with selenium dioxide.

O objetivo deste trabalho é combinar as propriedades da borracha clorobutílica (CIIR) e borracha natural (NR) em uma blenda binária para aplicação em revestimento interno de pneus sem câmara de ar, usando argila organomodificada - montmorilonita (OMMT) - como carga, de modo a melhorar a propriedade de barreira do material. Para este propósito, as blendas devem exibir propriedades mecânicas similares ao material de referência, CIIR. Dezesseis formulações foram preparadas em um misturador interno usando 5 e 10 phr (partes por cem de borracha) de OMMT, em 2 blendas binárias: CIIR/NR 80/20 e 60/40. Em todas as amostras, o conteúdo de negro de fumo (NF) foi 50 phr. Para comparação, as formulações de CIIR e NR foram preparadas nas mesmas condições. Além disso, quatro nanocompósitos foram preparados na ausência de NF. Estes nanocompósitos apresentaram os menores resultados em todas as análises, provavelmente devido à ausência de negro de fumo nestas formulações. No entanto, na presença de negro de fumo, resultados de raios X e microscopia eletrônica de varredura (MEV) indicaram a intercalação da OMMT pelas cadeias poliméricas e uma boa distribuição das partículas em ambas as blendas. Além disso, houve uma redução na viscosidade Mooney e, portanto, uma melhora na processabilidade e uma redução na entalpia de cura (ΔH), sendo mais acentuada nas formulações contendo maior quantidade de NR, indicando assim a boa interação e adesão interfacial entre as nanopartículas e a matriz polimérica na presença de negro de fumo. Em relação ao MH e ML não foram obtidas diferenças significativas à medida que se adiciona OMMT às formulações com negro de fumo. Porém, as blendas mostraram um decréscimo no torque máximo e isto pode ser atribuído ao modificador utilizado na argila, o qual age como um lubrificante, resultando em um decréscimo no MH e no ts2, o que é interessante do ponto de vista tecnológico. Estes nanocompósitos apresentaram ainda manutenção da propriedade de dureza, de tensão na ruptura e módulo a 100 %. Por outro lado, a degradação da matriz polimérica na presença de sais de amônio quaternário influenciou negativamente o desempenho térmico dos nanocompósitos. A propriedade de barreira das blendas na presença de OMMT e NF não mostrou melhora significativa. Porém, a boa dispersão do negro de fumo, a manutenção da propriedade de barreira, de módulo a 100 % e tensão na ruptura antes e após o envelhecimento, principalmente no sistema com maior quantidade de NR (CIIR/NR 60/40), indicam que as blendas podem ser usadas para revestimento interno de pneus sem câmara de ar, sem alteração significativa nas propriedades mecânicas e de barreira em relação ao material de referência, CIIR/NF 100/50, e reduzindo o custo do produto final, uma vez que a CIIR é 80% mais cara que a NR. / The aim of this work is combining the properties of chlorobutyl rubber (CIIR) and natural rubber (NR) in a binary blend for applications in tubeless tire inner liner, using organomodified clay - montmorillonite (OMMT) – as a filler, in order to improve barrier properties of the material. For this purpose, the blends should exhibit similar mechanical properties to the reference material, CIIR. Sixteen formulations have been prepared in an internal mixer using 5 and 10 phr (parts per hundred of rubber) of OMMT, in two binary blends: CIIR/NR 80/20 and 60/40. In all samples, the carbon black (CB) content was 50 phr. For comparison bases, CIIR and NR formulations were prepared under the same conditions. Furthermore, four nanocomposites have been prepared in absence of CB. These nanocomposites have presented the lowest results in all analyzis, likely due to the absence of carbon black in these formulations. However, in the presence of carbon black, X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) results have indicated the intercalation of OMMT by the polymer chains and, hence, a better distribution for both blends. It was also observed a decrease in the Mooney viscosity and, therefore, an improvement in the processability, and a decrease in the curing enthalpy (ΔH), being more accentuated in the formulations containing superior amount of the NR, thus indicating the good interaction and interfacial adhesion between the nanoparticles and the polymer matrix in the presence of carbon black. With regard to the MH and ML no significant differences have been obtained as adding OMMT to the formulations with carbon black. However, the blends have showed a decrease in the maximum torque and this may be attributed to the modifier used in the clay, which acts as a lubricant, resulting in a decrease in the MH and ts2, which is interesting from a technological point of view. These nanocomposites have also presented conservation of the hardness, tensile strength and modulus values at 100 % elongation. On the other hand, the degradation of the polymer matrix in the presence of quaternary ammonium salts has had a negative effect on the thermal performance of the nanocomposites. The barrier properties of blends in the presence of OMMT e CB have not shown significant improvement. However, the good dispersion of the carbon black, the conservation of the property barrier, modulus at 100% and tensile strength before and after the aging, mainly in the system with superior amount of NR (CIIR/NR 60/40), indicate that the blends may be used to the tubeless tire inner liner, without significant change in the mechanical and barrier properties in relation to the reference material, CIIR/CB 100/50, and decreasing the cost of the final product, since the CIIR is 80% more expensive than the NR.