Tecnologia da Borracha
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DisciplinaProcessamento de Termorrígidos e Borrachas25 materiais26 seguidores
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3.8. BORRACHA DE POLIURETANO (PUR) 
 
As borrachas de poliuretano, PUR (Polyurethane Rubber) compreendem um grupo 
amplo de materiais de composição diversa, porém, mantêm algumas características 
estruturais e físicas em comum. A borracha, contudo, é somente uma parte que engloba 
outros produtos como termoplásticos e termofixos, espumas flexíveis e rígidas, 
vernizes, tintas, etc. 
 
O elemento estrutural comum, do grupo uretano, resulta da reação entre um álcool, R-
OH, e um isocianato, R\u2019-N=C=O: 
 
 
Se os compostos de partida são um diálcool (por exemplo, um glicol ou um poliéster ou 
poliéter com grupos terminais -OH) e um diisocianato, a reação ocorrerá nos dois 
extremos dos monômeros com a formação de uma cadeia macromolecular linear, um 
poliuretano, cujos grupos terminais serão grupos \u2013OH ou grupos \u2013NCO, dependendo de 
inicialmente haver um excesso de glicol ou diisocinato. 
 
Os poliálcoois podem ser substituídos parcialmente por outros compostos com 
hidrôgenios ativos, como poliaminas; estas formam cadeias de poli(uréas substituídas). 
 
Finalmente, os átomos de hidrogênio unidos aos átomos de nitrogênio dos grupos 
uretano ou uréa, são ainda reativos frente aos grupos isocianatos, menos que os álcoois 
ou aminas primárias, e, em uma reação lenta, os grupos uretano e uréa das cadeias 
poliméricas reagem com os poliisocianatos, monômeros ou polímeros, criando 
ramificações e reticulações; por exemplo: 
 
 
 
Segundo a natureza das substâncias reagentes, suas proporções relativas e a forma da 
síntese, obtém-se uma grande variedade de materiais. 
 
Os tipos comerciais de PUR são classificados em três grupos: 
\u2022 Borrachas líquidas, moldáveis por derramamento, 
\u2022 Borrachas sólidas, que são processadas em equipamentos tradicionais 
de borracha, e 
\u2022 Borrachas termoplásticas. 
 
Ao primeiro grupo, pertence a primeira borracha de poliuretano, que foi comercializada 
em 1950 e que segue no mercado ( Vulkolan, da Bayer AG). Para sua síntese parte-se de 
um poliéster de peso molecular aproximado 2000; prepara-se a partir do etilenoglicol e 
ácido adípico, com grupos terminais \u2013OH e naftaleno-1,5-diisocianato. Na primeira 
fase, os produtos reagem a 100ºC-130ºC com excesso de diisocianato, ao que seu unem 
duas ou três moléculas de poliéster para formar um pré-polímero de peso molecular 
400-600 e com grupos terminais \u2013NCO. Numa segunda fase, este pré-polímero é 
misturado com um di-álcool, 1,4-butanodiol ou butilenoglicol, um com uma blenda 
deste e um triálcool, trimetilolpropano, com excesso molar do prepolímero. A mistura 
líquida desgaseificada é vertida em moldes e aquecida a 120ºC-140ºC, onde ocorrem 
várias reações simultâneas. Inicialmente, por uma reação dos grupos isocianato do pré-
polímero com os grupos OH dos poliálcoois, ocorrendo uma reação de extensão de 
cadeia, formando cadeias lineares no caso do diálcool e ramificadas no caso do 
triálcool. Uma vez consumidos os grupos OH e supondo-se que exista um excesso de 
pré-polímero, estes reagem com os grupos uretanos formados, entrecruzando o 
polímero. 
 
No caso de prepolímeros terminados em grupos isocianato, como extensores de cadeia, 
empregam-se diferentes diálcoois ou diaminas. Também existem pré-polímeros com 
grupos terminais hidroxila ou amina, mais estáveis no armazenamento e que podem ser 
estendidos ou reticulados com diisocianatos. 
 
Evidentemente, os processos que acabamos de descrever não são os que regularmente 
utilizamos na indústria da borracha, o que dificulta seu uso. Para resolver este problema 
foram desenvolvidas as chamadas borrachas de poliuretano ou, como é conhecido em 
inglês, poliuretanos millable. Estes poliuretanos contêm insaturações ou outros grupos 
reativos, que permitem a vulcanização por peróxidos ou por enxofre e aceleradores. 
Outros, são pré-polímeros de maior peso molecular e terminados em OH, que são 
reticulados com diisocianatos bloqueados, cujos grupos isocianato estão bloqueados; 
quando atingem uma certa temperatura, começam a reagir e reticular a borracha. 
 
3.8.1. Processamento, Propriedades e Aplicações. 
 
Para as misturas líquidas não são empregados outros ingredientes, como cargas, 
plastificantes, antioxidantes, etc. Os diferentes tipos são obtidos mudando-se a 
composição do composto base; ou seja, quanto maior o excesso de isocianato na 
primeira fase e a proporção de diol na segunda, obteremos vulcanizados de maior 
dureza, mas com tempos de pré-cura reduzidos. Como exemplo, a substituição parcial 
de butanodiol por trimetilolpropano, reduz a dureza com propriedades mecânicas 
inferiores. Nos tipos sólidos, empregamos cargas reforçantes ou diluentes e às vezes 
plastificantes. 
 
As borrachas PUR são processadas por um processo chamado derramamento (casting), 
que consiste em aquecer o pré-polímero, desgaseificá-lo à vácuo, adicionar o extensor 
de cadeia e verter sobre um molde quente até que esteja completamente curado. 
Recentemente foi desenvolvida a técnica chamada RIM (Reaction Injection Molding, 
ou moldagem por injeção), em que todos os componentes, inclusive as cargas, são 
dosados sob pressão em uma câmara misturadora e injetada sobre um molde quente. No 
caso das borrachas sólidas, empregamos as máquinas tradicionais da indústria da 
borracha. 
 
As borrachas de poliuretano possuem excelente resistência mecânica; em particular, 
excelente resistência ao rasgamento, à abrasão e à tração. Também possuem excelente 
resistência ao ozônio e boa resistência ao calor seco; são sensíveis ao calor úmido e ao 
vapor d´água, em especial os derivados de poliésteres. Devido sua forte polaridade, são 
muito resistentes aos hidrocarbonetos alifáticos e parcialmente resistente aos aromáticos 
e clorados. 
 
Devido seu preço relativamente elevado, sua aplicação fica limitada a aplicações onde 
suas excelentes propriedades mecânicas são imperiosas, como por exemplo, no 
revestimento de cilindros para laminação e gráficos. 
 
 
3.8.2. Bibliografia 
1. HOFMANN, W, Rubber Technology Handbook, Hanser Publishers, Munich, 1989. 
2. M. Morton, Rubber Technology (3ª ed. 1987). 
3. Literatura Millathane, TSE Industries