1. O que é o envelhecimento da borracha? O que isso demonstra na superfície?
Durante o processamento, armazenamento e uso da borracha e seus derivados, devido à ação conjunta de fatores internos e externos, as propriedades físico-químicas e mecânicas da borracha deterioram-se gradualmente, levando à perda de sua capacidade de uso. Essa alteração é denominada envelhecimento da borracha. Na superfície, manifesta-se por meio de rachaduras, aderência, endurecimento, amolecimento, esbranquiçamento, descoloração e crescimento de mofo.
2. Quais são os fatores que afetam o envelhecimento da borracha?
Os fatores que causam o envelhecimento da borracha são:
(a) O oxigênio e o oxigênio presentes na borracha sofrem reação em cadeia de radicais livres com as moléculas de borracha, e a cadeia molecular é quebrada ou excessivamente reticulada, resultando em alterações nas propriedades da borracha. A oxidação é uma das principais causas do envelhecimento da borracha.
(b) A atividade química do ozono e do ozono é muito superior à do oxigénio, sendo, portanto, mais destrutiva. Também quebra a cadeia molecular, mas o efeito do ozono na borracha varia consoante a borracha esteja deformada ou não. Quando utilizado em borracha deformada (principalmente borracha insaturada), surgem fissuras perpendiculares à direção da tensão aplicada, ou seja, as chamadas “fissuras de ozono”; quando utilizado em borracha não deformada, forma-se apenas uma película de óxido na superfície, sem fissuras.
(c) Calor: O aumento da temperatura pode causar fissuras térmicas ou reticulação térmica da borracha. Mas o efeito básico do calor é a ativação. Ele melhora a taxa de difusão de oxigênio e ativa a reação de oxidação, acelerando assim a taxa de reação de oxidação da borracha, que é um fenômeno comum de envelhecimento – o envelhecimento térmico por oxigênio.
(d) Luz: Quanto menor o comprimento de onda da luz, maior a energia. Os raios ultravioleta, com sua alta energia, danificam a borracha. Além de causarem diretamente a ruptura e a reticulação da cadeia molecular da borracha, os raios ultravioleta geram radicais livres devido à absorção da energia luminosa, o que inicia e acelera o processo de reação em cadeia de oxidação. A luz ultravioleta age como um aquecedor. Outra característica da ação da luz (diferente da ação do calor) é que ela ocorre principalmente na superfície da borracha. Em amostras com alto teor de cola, haverá fissuras na rede em ambos os lados, ou seja, as chamadas “fissuras ópticas da camada externa”.
(e) Tensão mecânica: Sob a ação repetida de tensão mecânica, a cadeia molecular da borracha se rompe, gerando radicais livres, que desencadeiam uma reação em cadeia de oxidação e formam um processo mecanoquímico. A quebra mecânica das cadeias moleculares e a ativação mecânica dos processos de oxidação têm predominância dependendo das condições em que o material é submetido. Além disso, a ruptura da camada de ozônio é facilmente causada pela ação da tensão.
(f) Umidade: O efeito da umidade tem dois aspectos: a borracha é facilmente danificada quando exposta à chuva em ar úmido ou imersa em água. Isso ocorre porque as substâncias solúveis em água e os grupos funcionais presentes na borracha são extraídos e dissolvidos pela água, por meio de hidrólise ou absorção. Especialmente sob a ação alternada de imersão em água e exposição atmosférica, a deterioração da borracha será acelerada. Mas, em alguns casos, a umidade não danifica a borracha e pode até retardar o envelhecimento.
(g) Outros: Existem meios químicos, íons metálicos de valência variável, radiação de alta energia, eletricidade e biologia, etc., que afetam a borracha.
3. Quais são os tipos de métodos de teste de envelhecimento da borracha?
Podem ser divididas em duas categorias:
(a) Método de teste de envelhecimento natural. Este método divide-se em teste de envelhecimento atmosférico, teste de envelhecimento atmosférico acelerado, teste de envelhecimento por armazenamento natural, teste em meio natural (incluindo solo enterrado, etc.) e teste de envelhecimento biológico.
(b) Método de teste de envelhecimento acelerado artificial. Para envelhecimento térmico, envelhecimento por ozônio, fotoenvelhecimento, envelhecimento por clima artificial, envelhecimento por foto-ozônio, envelhecimento biológico, envelhecimento por radiação de alta energia e envelhecimento elétrico, e envelhecimento por meios químicos.
4. Qual a temperatura ideal para o teste de envelhecimento por ar quente de diferentes compostos de borracha?
Para borracha natural, a temperatura de teste geralmente varia de 50 a 100 °C; para borracha sintética, de 50 a 150 °C; e para algumas borrachas especiais, a temperatura de teste é mais alta. Por exemplo, a borracha nitrílica é testada entre 70 e 150 °C, e a borracha de silicone fluorada, geralmente entre 200 e 300 °C. Em resumo, a temperatura deve ser determinada de acordo com o teste.
Data da publicação: 14 de fevereiro de 2022
