Desenvolvimento de composições de borracha nitrílica resistentes a biodiesel

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Linhares, Felipe Nunes
• 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; BR; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Química
• Palavras-chave em Português: Nitrile rubber; biodiesel; formulation; compatibility; curing system; Borracha nitrílica; formulação; compatibilidade; sistema de cura; CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ORGANICA::POLIMEROS E COLOIDES
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/15647

Combustíveis fosseis são a principal fonte de energia utilizada no mundo, porém varias são as razões que levaram a sociedade a buscar fontes alternativas que suprissem as necessidades mundiais, sem que fossem causados mais danos ao meio ambiente. O biodiesel, então, surgiu como um excelente substituto para o diesel de petróleo, devido a suas comparáveis propriedades físicas, a seus elevados benefícios ambientais, a menores emissões de gases poluentes, à baixa toxicidade, ao fato de ser originário de fontes renováveis e à sua biodegradabilidade. Entretanto, biodiesel e diesel diferem marcadamente quanto a suas propriedades químicas, portanto a compatibilidade dos materiais, que são comumente empregados em contato com o diesel, devem também ser assegurados quanto à compatibilidade ao biodiesel obtido de diferentes fontes. Na literatura, a principal recomendação é de retirar os artefatos de borracha nitrílica (NBR) das aplicações com biodiesel. Todavia, nenhum esforço foi realizado na tentativa de melhor entender a interação entre esse tipo de borracha e o biodiesel, para que então, mudanças pudessem ser propostas na produção e na fabricação de produtos a base de NBR. Esta Tese teve como objetivo avaliar a resistência a biodiesel de diferentes tipos e formulações de NBR. Primeiramente, borrachas nitrílicas com diferentes teores de acrilonitrila (33 e 45%), além de uma borracha nitrílica carboxilada (XNBR) com 28% de acrilonitrila foram testadas em contato com biodiesel de óleo de soja. Os resultados preliminares mostraram que um aumento no teor de acrilonitrila aumentou a resistência ao biodiesel. Além disso, apesar do baixo teor de acrilonitrila, a XNBR apresentou comportamento semelhante ao da NBR com alto teor de acrilonitrila. Esse comportamento foi devido, provavelmente, aos diferentes tipos de redes de ligações cruzadas formadas durante o processo de vulcanização. No segundo momento, novas formulações de NBR com alto teor de acrilonitrila foram preparadas utilizando-se um planejamento de experimentos de 2 níveis, variando-se as quantidades de dois diferentes aceleradores (dissulfeto de tetrametil tiuram - TMTD e N-ciclohexil-2-benzotiazol-sulfenamida - CBS) e de enxofre, para que se obtivesse diferentes tipos de sistemas de vulcanização (convencional, semieficiente e eficiente). Estatisticamente, a resistência à tração das composições foi influenciada pela quantidade de TMTD, de enxofre e pela combinação de TMTD e de enxofre. A dureza foi afetada pelas quantidades de TMTD, de enxofre e pela combinação de CBS e de enxofre, enquanto o alongamento na ruptura foi afetado pela quantidade de TMTD, de enxofre e pela combinação dos dois aceleradores. A densidade de ligações cruzadas foi influenciada somente pela quantidade de TMTD e de enxofre. A escolha do acelerador teve um importante papel na resistência da borracha nitrílica ao biodiesel, o TMTD mostrou-se ser mais efetivo do que o CBS na resistência mecânica ao biodiesel das composições elastoméricas preparadas. A densidade de ligações cruzadas, sozinha, não foi importante em relação à resistência ao biocombustível. Contudo, as análises termo-dinâmico-mecânicas mostraram que as composições preparadas com sistemas de vulcanização eficientes apresentaram degradação química mais tardia do que aquelas preparadas com sistemas convencionais ou semieficiente. Baseado nos resultados apresentados, pôde-se concluir que é possível melhorar a resistência da borracha nitrílica para que atenda-se os requisitos mínimos para utilizá-la nas aplicações que requerem contato com biodiesel