Materiais à base de magnésio sintetizados em presença de extratos de plantas para aplicação em vulcanização de borrachas nitrílicas

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Silva, Arianne Aparecida da
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Química; Brasil; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Química
• Palavras-chave em Português: Óxido de magnésio; Extrato de plantas; Ativador; Borracha nitrílica; Vulcanização; Química orgânica; Magnesium oxide; Plant extract; Activator; Nitrile rubber; Vulcanization; Organic chemistry; CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ORGANICA::POLIMEROS E COLOIDES
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/23654

Esse trabalho visa avaliar comparativamente o potencial de ativadores a base de magnésio (G-MgO e Mg2+-P) sintetizados na presença de extrato de folhas de colônia na vulcanização de borrachas nitrílicas, NBR, em substituição ao usual ativador ZnO. Os compostos G-MgO e Mg2+-P foram sintetizados com a assistência do extrato hidroalcóolico de folhas de colônia (Alpinia Zerumbet). Os compostos foram caracterizados por Espectroscopia de absorção na região do Infravermelho com Transformada de Fourier (FT-IR), difração de raios- X (DRX), análise termogravimétrica (TG e DTG), microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia de energia dispersiva (MEV-EDS), microscopia eletrônica de varredura de alta resolução (SEM-FEG) e determinação da distribuição de tamanho de partículas por espalhamento dinâmico de luz (DSL). O Mg-O verde (G-MgO) apresentou a estrutura cristalina cúbica com diâmetro médio do cristalito na faixa de 8 nm e partículas nanométricas em torno de 51 nm. O Mg2+-P apresentou bandas características da formação do complexo de magnésio(II) com polifenóis, de estrutura amorfa e partículas aglomeradas sem forma definida. Para estudar a viabilidade técnica do uso dos compostos de magnésio verdes como ativadores na vulcanização da NBR, em substituição ao ZnO, foram preparadas as composições NBR-33%-GMgO, NBR-33%-Mg2+-P e NBR-33%-ZnO. A avaliação dos materiais foi estudada com relação às propriedades reométricas, densidade de ligações cruzadas (DLC), cinética de vulcanização, propriedades mecânicas, estabilidade térmica e envelhecimento termo-oxidativo. Foi observado que as composições contendo os compostos de Mg apresentaram o processo de vulcanização diferente das composições com ZnO. Esse comportamento foi mais evidenciado no estudo cinético com o “modelo livre”. As composições com G-MgO apresentaram maior densidade de ligações cruzadas e melhor estabilidade térmica, enquanto que as composições com Mg2+-P apresentaram comportamento semelhante às com ZnO. Quanto às propriedades mecânicas, as composições com G-MgO e Mg2+-P apresentaram resultados promissores, principalmente com menores valores de relaxação de tensão. Foi realizado um estudo para comparar o desempenho das composições com NBR com 45% e 33% de acrilonitrila (ACN) contendo G-MgO e ZnO como ativadores. As comparações foram feitas em relação às propriedades reométricas, DLC, cinética de vulcanização, propriedades mecânicas, estabilidade térmica e envelhecimento termo-oxidativo. Neste caso, foi observado que as composições com G-MgO não sofreram mudanças significativas com os diferentes teores de ACN, porém, nas composições contendo ZnO, as propriedades reométricas e a cinética de vulcanização apresentaram mudanças no sistema de vulcanização na composição NBR-45%-ZnO, tornando o G-MgO um ativador mais atraente para vulcanizar NBR contendo maior teor de acrilonitrila. Um outro estudo foi realizado utilizando FTIR para entender a diferença do mecanismo de vulcanização do MgO versus ZnO, onde foi possível observar que a interação do óxido de magnésio com os componentes do sistema de vulcanização é diferente da interação do óxido de zinco, principalmente na formação dos estearatos de magnésio e zinco, sugerindo que os mecanismos de vulcanização são influenciados pelos ativadores empregados.