Tecnologia da Borracha
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3.2. BORRACHAS DE BUTADIENO-ESTIRENO (SBR) 
 
3.2.1. Introdução 
 
As borrachas de butadieno-estireno cuja abreviatura é SBR (Styrene Butadiene Rubber), 
são hoje os elastômeros mais consumidos no mundo. 
 
Os primeiros copolímeros de butadieno-estireno foram produzidos na Alemanha em 1937, 
nos laboratórios da empresa I. G. Farbenindustrie, utilizando o processo de emulsão. Os 
pesquisadores Bock e Tschunker deram a este produto o nome de Buna S. Este mesmo 
processo veio posteriormente resultar no copolímero de butadieno-acrilonitrila, que ficou 
comercialmente conhecido como Buna N. 
 
O produto produzido na Alemanha possuía propriedades ruins quando comparado com a 
borracha natural. Durante a 2ª guerra mundial, os Estados Unidos melhoraram a tecnologia 
e chegaram, em 1942, à produção da chamada borracha GR-S (Government Rubber 
Styrene), posteriormente chamada SBR. Ao final da 2ª guerra os Estados Unidos possuíam 
15 plantas de SBR, 16 plantas de butadieno e 5 plantas de estireno, posteriormente vendidas 
à iniciativa privada, entre 1946-1955. 
 
Os primeiros copolímeros de butadieno-estireno eram produzidos por polimerização em 
emulsão, com iniciadores de polimerização de persulfatos, a uma temperatura de 50ºC. 
Com a introdução dos catalisadores de polimerização redox, a temperatura de produção 
passou a ser 5ºC; para diferenciar os tipos produzidos em uma temperatura ou outra, os 
primeiros são chamados SBR quente (hot SBR) e os obtidos a 5ºC, SBR frios (cold SBR). 
A aplicação das técnicas de polimerização iônica permitiu a produção de borrachas de 
butadieno-estireno em solução; para diferenciá-los dos anteriores, foram propostas as 
abreviaturas E-SBR e S-SBR para os SBR polimerizados em emulsão e solução, 
respectivamente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.2.2. E-SBR. Estrutura e tipos comerciais 
 
Entre os E-SBR, os tipos polimerizados a frio são hoje praticamente os únicos utilizados na 
indústria da borracha. A principal razão disto é que, com a polimerização tipo redox a 5ºC 
reduz-se consideravelmente a tendência à ramificação durante a formação da cadeia 
polimérica; tendência esta muito observada nas polimerizações a 50ºC, que pode inclusive 
levar ao entrecruzamento da cadeia e conseqüente formação de gel, limitando seu peso 
molecular a 90000. Na polimerização a 5ºC, as cadeias mantêm uma estrutura 
predominantemente linear, permitindo a obtenção de pesos moleculares da ordem de 
250000; este processo pode levar à obtenção de pesos moleculares de 800000, 
correspondendo a borrachas vulcanizadas com melhor resistência mecânica, mas que, 
devido ao alto peso molecular, são praticamente improcessáveis nos equipamentos 
convencionais de borracha. Este problema é solucionado com a introdução de óleos 
extensores durante o processo de polimerização, quando é adicionada uma emulsão de óleo 
mineral, naftênico ou aromático, nas proporções de 25, 37,5 ou 50 partes (phr). Nestes 
SBRs estendidos com óleo (OESBR - Oil Extended SBR), a presença do plastificante torna 
possível a mistura em equipamentos convencionais de borracha, no entanto, ocorre uma 
diminuição na resistência mecânica; mas, como se parte de um nível muito elevado, o 
resultado final é uma borracha com resistência comparável à dos tipos não estendidos e 
com um preço inferior, pois o plastificante é mais barato que a borracha. 
 
Para se obter uma ótima dispersão de cargas, introduz-se na fase látex de alguns SBRs, uma 
dispersão de negro de fumo e depois, faz-se a coagulação. Estes SBRs, conhecidos como 
masterbatches, reduzem ou evitam a manipulação do negro de fumo, o que aumenta 
também a capacidade produtiva, garantindo a correta e uniforme dispersão do negro de 
fumo. 
 
Independente do nome comercial de cada produto, o Instituto Internacional de Produtores 
de Borracha Sintética (IISRP) designa um número para cada tipo de SBR. A centena desde 
1000 a 1099 está reservada para os SBRs polimerizados a quente; de 1100 a 1199 a 
masterbatches destes com negro de fumo (cuja produção comercial não existe atualmente); 
de 1500 a 1599 os SBRs frios; de 1600 a 1699 à masterbatches destes com negro de fumo; 
de 1700 a 1799 os SBRs estendidos em óleo e de 1800 a 1899 os masterbatches de OESBR 
com negro de fumo. A tabela 1 mostra a diferença entre os tipos de SBR. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabela 1. Comparação de diversos tipos de E-SBR 
 
Formulação A B C D E 
Tipo de SBR 1000 1500 1601 1712 1808 
SBR 100 100 150 137,5 225 
Negro de fumo N-220, ISAF 50 - - - - 
Negro de fumo N-330, HAF - 50 - 62,50 - 
Óxido de zinco 5 5 5 5 5 
Ácido esteárico 1 2 2 2 2 
Óleo aromático 10 10 10 - - 
Ciclohexilbenzotiazilsulfenamida 1,3 1,3 1,3 1,2 1,25 
Enxofre 2 1,75 1,75 1,75 2,20 
Viscosidade Mooney, ML 1+4, 10ºC 43 60 52 54 44 
 
Vulcanização, 30 minutos @ 154ºC 
Tensão de ruptura, MPa 17,08 23,80 22,40 23,24 21,98 
Alongamento à ruptura, % 350 490 470 635 665 
Dureza IRHD 64 62 62 56 57 
Deformação permanente à compressão, 22 h/ 
70ºC, % 
18,3 22,7 23,2 25,0 21,9 
 
Dentro de cada grupo, as características que diferenciam um tipo do outro e as que devemos 
considerar para selecionar o SBR mais adequado para uma dada aplicação, são: 
- Fator de manchamento ou não manchamento do antioxidante incorporado à borracha 
durante seu processo de fabricação. Essa é a única diferença entre um SBR 1500 (com 
antioxidante manchante) e um SBR 1502 (com antioxidante não manchante); 
- O tipo de sabão utilizado como emulsionante: utilizamos fundamentalmente dois tipos 
de sabão- sabão de ácido graxo e sabão de colofônia (também conhecido como rosin soap). 
Os SBRs feitos em sabão de ácido graxo possuem melhor velocidade de vulcanização; 
porém, os que são feitos com sabão de colofônia têm melhor pegajosidade; apesar de 
existirem alguns tipos com combinações dos dois sabões, seus efeitos podem facilmente ser 
compensados na formulação; 
- O conteúdo de estireno combinado: a maioria dos tipos de SBR possuem 23,5% de 
estireno, porém, existem tipos com um conteúdo diferente- desde 9,5% no SBR 1505 até 
40% no SBR 1513, 1519 e 1516. 
- A viscosidade Mooney: é relacionada com a massa molecular e a distribuição de pesos 
moleculares; na maioria dos tipos é de 50 ± 5 unidades Mooney, mas também existem tipos 
com menor viscosidade, como o SBR 1510 ( viscosidade 32), adequado para a produção de 
artefatos expandidos; existem outros de maior viscosidade, como o SBR 1570 (viscosidade 
117), especialmente indicado para formulações com grande quantidade de cargas e 
plastificantes. 
- O tipo do sistema de coagulação, com ácido ou sais. Esta característica tem influência 
apenas no isolamento elétrico; por exemplo, o SBR 1509 coagulado com sulfato de 
alumínio, é especialmente indicado para isolamento de cabos. 
 
 
 
 
 
3.2.3. Formulação e processamento 
 
Assim como a borracha natural, o SBR pode ser vulcanizado por enxofre e aceleradores, 
por peróxidos e por outros agentes vulcanizantes especiais, sendo o primeiro sistema o mais 
utilizado. 
 
Por ter menor insaturação, precisa de doses menores de enxofre, por volta de 1,5-2,0 phr; 
por outro lado, a menor reatividade química da dupla ligação, derivada do butadieno, 
quando comparada ao isopreno da NR ou IR, necessita maior energia de ativação, o que 
significa o uso de aceleradores mais rápidos ou doses maiores dos aceleradores 
convencionais. No caso dos OESBR, a proporção de agentes vulcanizantes é calculada 
sobre a porção borracha, descontando-se o óleo incorporado. A menor reatividade da dupla 
ligação reduz a tendência de pré-vulcanização, mas como esta é relacionada com o sistema 
acelerante, em alguns casos é aconselhável o uso de um retardador. 
 
Comparado à NR, O SBR tem menor tendência à oxidação, em parte, por possuir um 
antioxidante incorporado ao processo de fabricação, e parte, pela menor reatividade