O objetivo dessa dissertação foi preparar, caracterizar e determinar a viabilidade técnica de
compostos elastoméricos de terpolímero de etileno-propileno-dieno (EPDM) com a
incorporação de óleo vegetal derivado da soja (MD600), ativador de vulcanização derivado da
cana-de-açúcar (MDECR) e carga de enchimento de cereais (MDCO), em substituição aos
componentes tradicionalmente utilizados na indústria da borracha. Iniciou-se o estudo com a
caracterização física, química e térmica de cada aditivo de origem vegetal e de fonte
renovável, a partir da análise granulométrica, análise termogravimétrica (TGA),
espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), espectrometria de
absorção atômica (AAS) e análise elementar de carbono, hidrogênio e nitrogênio (CHN). As
misturas foram processadas em um reômetro de torque do tipo Haake e a incorporação dos
componentes de aceleração foi realizada em um misturador aberto. Foram preparadas nove
misturas, sendo uma padrão e as restantes variando o teor de MDECR (3, 4 e 5 phr), MD600
(10, 15 e 25 phr) e MDCO (10, 30 e 50 phr). A caracterização das composições foi realizada
através de propriedades reométricas, calorimetria exploratória diferencial (DSC), densidade
de ligações cruzadas e propriedades físico-mecânicas de densidade, dureza, resistência à
tração e resistência ao rasgamento. Todos os resultados foram comparados a uma formulação
padrão da empresa produtora de perfis automotivos. Os resultados indicaram que a carga de
enchimento vegetal e o ativador de vulcanização vegetal possuem distribuição de tamanho de
partícula adequado para a incorporação em novas formulações. As características térmicas e
químicas sugeriram que o MDECR e MDCO apresentam a estrutura da celulose em suas
composições, enquanto o MD600 tem uma estrutura típica de um óleo de soja. As
propriedades reométricas foram afetadas com a utilização de MD600 e MDECR, fazendo com
que estes compostos fossem processados em menores tempos, enquanto que para o MDCO
esta propriedade pouco foi afetada. As propriedades físico-mecânicas indicaram que o melhor
desempenho foi alcançado para as composições contendo 4 phr de MDECR e 10 phr de
MD600, ocasionando uma redução de 75% no teor de zinco e 60% no teor de óleo
plastificante. Para o MDCO as propriedades mecânicas não foram afetadas, visto que se trata
de uma carga de enchimento com a finalidade de reduzir custos. A análise de DSC confirmou
o efeito lubrificante do óleo vegetal, visto que não houve redução da temperatura de transição
vítrea dos compostos. Além disso, nas análises de densidade de ligação cruzada, verificou-se
que o MDECR tem menor eficiência no processo de vulcanização quando comparado ao ZnO
utilizado tradicionalmente, ou seja, a quantidade de ligações cruzadas foi menor quando
utilizado este ativador. / Universidade de Caxias do Sul / The aim of this study was to obtain, characterize and determine the technical viability of
terpolymer of ethylene-propylene-diene (EPDM) compounds with the addition of vegetable
oil derived from soybean (MD600), vulcanizing activator derived from sugar cane (MDECR)
and filler grain (MDCO) to replace components traditionally used at rubber industry. The
additives of renewable sources were characterized from the mechanical analysis,
thermogravimetric analysis (TGA), infrared spectroscopy with Fourier transform (FTIR),
atomic absorption spectrometry (AAS) and elemental analysis of carbon, hydrogen and
nitrogen (CNH). The mixtures were processed in a torque rheometer like Haake and
incorporation of the components of acceleration was held in a laboratory two-roll mill. A
standard and nine compositions were prepared by varying the content of MDECR (3, 4 and 5
phr), MD600 (10, 15 and 25 phr) and MDCO (10, 30 and 50 phr). The characterization of the
compositions was performed using the rheometric properties, differential scanning
calorimetry (DSC), crosslink density and physical-mechanical properties of density, hardness,
tensile strength and tear resistance. All results were compared to a standard formulation of the
production company profiles automotive. The results indicated that the vegetable filler and
vulcanization activator derived of sugar cane have particle size distribution suitable for
incorporation into new formulations. The thermal and chemical characteristics suggested that
MDECR and MDCO had the structure of cellulose and their compositions and, the MD600 a
typical structure of soybean oil. The rheometric properties are affected by the use of MD600
and MDECR, making these compounds to be processed in less time, while for MDCO this
property was little affected. The physical-mechanical properties indicated that the best
performance was achieved for the compositions containing 4 phr of MDECR and 10 phr of
MD600, causing a reduction of 60% zinc content of 33% and the content of plasticizing oil.
For MDCO, the mechanical properties were not affected. The DSC analysis confirmed the
lubricating effect of the vegetable oil, as there was no reduction in glass transition temperature
of the compounds. In addition, the analysis of cross-linking density, confirmed that the
MDECR have a lower efficiency in the vulcanization process as compared to ZnO used
traditionally, because the amount of crosslinking was lower when used to this activator.
Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ucs.br:11338/713 |
Date | 26 March 2012 |
Creators | Gujel, Angela Artini |
Contributors | Scuracchio, Carlos, Bianchi, Otávio, Gonella, Laura Berasain, Giovanela, Marcelo, Crespo, Janaina da Silva, Brandalise, Rosmary Nichele |
Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
Language | Portuguese |
Detected Language | Portuguese |
Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
Source | reponame:Repositório Institucional da UCS, instname:Universidade de Caxias do Sul, instacron:UCS |
Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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