Efeito do teor de dieno na cura da borracha etileno-propileno-dieno (EPDM): ênfase na fabricação de gaxetas para trocadores de calor - Sartori, Cibele de Moraes Lima [UNESP] (2020)
A borracha Etileno-Propileno-Dieno (EPDM) é uma borracha sintética composta por um terceiro monômero, sendo o mais utilizado o etilideno-norboneno (ENB). A presença desse ENB influencia diretamente nas propriedades mecânicas e térmicas do material. A vulcanização por peróxidos é frequentemente usada na cura da borracha EPDM e, embora aumente a vida útil, oferece propriedades mecânicas, e tempo de pré-vulcanização mais baixo do que os sistemas utilizando enxofre. A utilização dos peróxidos é primordial na fabricação de gaxetas para trocadores de calor a placas, devido a esse tipo de material trabalhar em temperaturas elevadas, porém para fabricar esse tipo de artefato é necessário um tempo alto de pré-vulcanização para garantir a qualidade do processo produtivo e minimizar as falhas. O objetivo principal deste trabalho foi desenvolver um sistema de cura com um tempo de prévulcanização adequado para a fabricação das gaxetas, atendendo os requisitos para um bom desempenho operacional. Os requisitos estabelecidos foram de tensão de ruptura maior de 12 MPa, alongamento menor que 300%, resistência ao rasgo maior de 45 N/mm e tempo de prévulcanização maior que 50 segundos. Neste trabalho, foram executadas duas etapas, na primeira etapa foi utilizado três tipos de peróxidos, sendo o Di(terc-butilperoxiisopropil)benzeno, Dicumila e 2,5-Dimetil-2,5-di(terc-butilperoxi)hexano, conhecidos comercialmente como Perkadox 1440, Perkadox BCFF e Trigonox 101 e na segunda etapa foi utilizado o doador de enxofre Dipentametileno thiuram tetrasulfeto (DPTT) e dois coagentes, o N,N’-m-Fenileno Dimaleimida (HVA-2) e Trimetilolpropano Trimetacrilato (TMPTMA) em conjunto com o peróxido de Dicumila. Em todas as etapas as amostras continham diferentes teores de ENB. Para realizar as etapas propostas, um reômetro foi usado para determinar os parâmetros de vulcanização (ts1, t90 e delta torque), as técnicas de Flory-Rehner e Mooney-Rivlin foram utilizadas para determinação da densidade de ligação-cruzada, e para quantificar as propriedades mecânicas, foram realizadas os ensaios de tensão de ruptura, alongamento, dureza e resistência ao rasgo, Com os resultados encontrados foi observado que o tipo de peróxido tem um efeito significativo nos tempos ts1 e t90, enquanto o teor de ENB agiu de forma significativa nos valores do delta torque. Essa diferença encontrada no delta torque com o aumento do teor de ENB foi confirmada pelos resultados de densidade de ligação-cruzada e refletidos nas propriedades mecânicas. Quando adicionado o DPTT, os resultados mostraram que houve um aumento no ts1 e t90, e uma diminuição no delta torque. O coagente do tipo HVA-2, apresentou uma maior densidade de reticulação, mantendo o ts1, diminuindo o t90 e aumentando o delta torque, porém apresentando propriedades mecânicas inferiores. Enquanto os resultados obtidos pelo TMPTMA, em relação as propriedades mecânicas, foram inferiores aos das amostras com DPTT, mais com um aumento no ts1. Portando, a adição do DPTT foi essencial para garantir a segurança de processo necessária, otimizando as propriedades fornecidas pelos peróxidos, assim como o uso do coagente TMPTMA foi de suma importância para adequar as propriedades requeridas para a fabricação de gaxetas para trocadores de calor.