tcc curso final

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INSTITUTO SENAI DE INOVAÇÃO EM ENGENHARIA DE POLÍMEROS 
 
 
 
 
 
 
LARISSA DA SILVA BARBOZA 
 
 
 
 
 
 
PROCESSO DE PRODUÇÃO DE COMPOSTOS ELASTOMÉRICOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Novo Hamburgo 
2018 
2 
 
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................................... 1 
2 INGREDIENTES DE UM COMPOSTO DE BORRACHA .................................................. 2 
2.1 ELASTÔMEROS ............................................................................................................. 2 
2.2 CARGAS .......................................................................................................................... 3 
2.3 AGENTES DE CURA ...................................................................................................... 4 
2.4 ACELERADORES ........................................................................................................... 5 
2.5 ATIVADORES ................................................................................................................. 5 
2.6 AGENTES DE COESÃO ................................................................................................. 5 
2.7 AGENTES DE FLUXO .................................................................................................... 5 
2.8 ANTICHAMA .................................................................................................................. 6 
2.9 ANTIOXIDANTES .......................................................................................................... 6 
3 PROCESSO DE PRODUÇÃO DA BORRACHA .................................................................. 6 
3.1 PESAGEM ........................................................................................................................ 6 
3.2 MISTURA ........................................................................................................................ 7 
3.3 EXTRUSÃO ..................................................................................................................... 8 
3.4 CALANDRAGEM ........................................................................................................... 8 
3.5 VULCANIZAÇÃO ........................................................................................................... 9 
3.5.1 Compressão .............................................................................................................. 10 
3.5.2 Transferência .......................................................................................................... 10 
3.5.2 Injeção ..................................................................................................................... 10 
4 PRINCIPAIS TESTES DE QUALIDADE PARA VALIDAÇÃO DOS 
COMPOSTOS ELASTOMÉRICOS .................................................................................... 11 
4.1 TESTE DE TRAÇÃO ..................................................................................................... 11 
4.2 REOMETRIA ................................................................................................................. 12 
4.3 VISCOSIDADE MOONEY ........................................................................................... 13 
3 
 
4.4 DUREZA ........................................................................................................................ 13 
4.5 DEFORMAÇÃO PERMANENTE À COMPRESSÃO ................................................. 13 
4.6 ABRASÃO ..................................................................................................................... 14 
4.7 RESISTÊNCIA À FLEXÃO .......................................................................................... 14 
4.8 RESISTÊNCIA AO RASGAMENTO ........................................................................... 14 
4.9 IMERSÃO EM PRODUTOS QUÍMICOS ..................................................................... 14 
4.10 RESISTÊNCIA AO OZÔNIO ...................................................................................... 15 
4.11 PERMEABILIDADE ................................................................................................... 16 
5 APLICAÇÕES NA INDÚSTRIA ....................................................................................... 17 
6 CONCLUSÃO ...................................................................................................................... 19 
REFERÊNCIAS ..................................................................................................................... 19 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
Este trabalho aborda conceitos a respeito de elastômeros, bem como os métodos de 
produção destes, com o objetivo de apresentar conteúdos desenvolvidos no curso de Analista 
de Tecnologia dos Elastômeros, com duração de 176 horas, ministrado no Instituto SENAI de 
Inovação em Engenharia de Polímeros. 
O Instituto SENAI de Inovação em Engenharia de Polímeros iniciou suas atividades 
em outubro de 1992 como CETEPO, Centro Tecnológico de Polímeros, em São Leopoldo. O 
Instituto atua em projetos de pesquisa aplicada, desenvolvimento e inovação, consultorias 
tecnológicas e serviços metrológicos na área de polímeros. Também desenvolve atividades de 
difusão do conhecimento através de eventos técnicos e cursos abertos, ou in-company, na área 
de polímeros.
1 
A palavra polímero é originada do grego, cujo significado é muitas partes (poli: 
muitas, mero: partes). Esta denominação foi dada às grandes moléculas formadas por 
unidades químicas simples repetitivas, definidas como monômeros. O conjunto de reações 
através das quais os monômeros reagem entre si, formando uma macromolécula polimérica, é 
chamada polimerização.
2 
Os elastômeros são definidos como um tipo de polímero, de origem natural ou 
sintética, e possui propriedades elásticas, formadas por ligações cruzadas, provenientes de 
ligações covalentes, que se mantem unidas por força primária entre duas cadeias poliméricas, 
o que gera uma rede tridimensional.
3 
Os elastômeros sintéticos se destacaram no final da década de 20. São gerados pela 
síntese polimérica das moléculas gasosas insaturadas, geradas pelo processo de cracking, 
pirólise a temperatura média de 800ºC e catálise, da fração de nafta do petróleo, no processo 
de beneficiamento do petróleo cru. Portanto, são constituídos por macromoléculas e possuem 
propriedades físicas semelhantes as que são encontradas nos elastômeros naturais.
4 
 
A borracha se trata de um material que à temperatura ambiente pode ser esticado 
repetidamente, até pelo menos duas vezes o seu comprimento original e, após imediata 
liberação da tensão, retornará, com força, aproximadamente ao seu tamanho original.
5 
2 
 
A borracha natural é geralmente produzida pelo látex de uma árvore denominada 
popularmente por seringueira (Hevea Brasiliensis), nativa do Brasil, espécie economicamente 
viável. O processo de beneficiamento do látex para sua utilização é necessário, pois em seu 
estado natural possui pouca resistência mecânica e é viscoso. O elastômero natural pode ser 
encontrado em estado líquido, em que é adicionado anticoagulante em seu processo de 
sangria, sendo pré-vulcanizado e centrifugado para que seja utilizado. Pode ser beneficiado 
em barras coaguladas, denominadas de Granulado Escuro Brasileiro (GEB).
6 
 
2 INGREDIENTES DE UM COMPOSTO DE BORRACHA 
 
Para auxiliar no desenvolvimento de um composto de borracha, os vários compostos 
que serão utilizados são compilados em uma fórmula. Toda fórmulacontém um número de 
componentes, cada qual com a sua função específica, seja no processamento, vulcanização ou 
no produto final. O objetivo da formulação é assegurar que o composto seja seguro para o 
meio ambiente, tenha um fácil processamento, custo competitivo com outros compostos para 
a mesma aplicação, boa vida útil, propriedades dinâmicas, químicas e físico-químicas 
adequadas para a aplicação desejada do produto final. Todos os ingredientes são normalmente 
expressos em quantidades baseadas no total de 100 partes de borracha ou combinações de 
borrachas utilizadas no composto. Essa notação é geralmente listada como phr (parts per 
hundred rubber).
7 
 
2.1 ELASTÔMEROS 
 
Os elastômeros são os componentes básicos de todos os compostos de borracha. Pode-
se utilizar um único elastômero ou a mistura de um ou mais tipos. Os elastômeros são 
selecionados de modo a obter propriedades físicas específicas no produto final, sendo 
fundamental a verificação de qual será a sua aplicação e o seu processo de fabricação, como 
calandragem, extrusão, injeção, entre outros.
7
 
Os elastômeros são tipicamente polímeros amorfos com suas moléculas em 
distribuição aleatória. Através da polimerização, uma molécula de cadeia longa é criada de 
3 
 
moléculas simples, conhecidas como monômeros. Adicionando-se a esses polímeros vários 
componentes, cria-se um composto. Após o aquecimento e reação (vulcanização) esses 
materiais se tornam borrachas.
8
 
Os principais tipos de borrachas naturais, considerando padrões brasileiros, são: 
Granulado Escuro Brasileiro (GEB), Crepe Escuro Brasileiro (CEB), Granulado Claro 
Brasileiro (GCB), Crepe Claro Brasileiro (CCB). Já os principais tipos de borrachas sintéticas 
são: Estireno-Butadieno (SBR), Acrilonitrila-Butadieno (NBR), Polietileno Clorossulfonado 
(CSM), Policloropreno (CR), Etileno-Propileno (EPDM).
9
 
 
2.2 CARGAS 
 
Cargas são utilizadas para reforçar os compostos de borracha, modificar as 
propriedades físicas, conferir certas propriedades de processamento, ou reduzir o custo. Os 
vários tipos de cargas podem ser combinados, no mesmo composto de borracha, em função 
das propriedades pretendidas e do preço desejado. A quantidade máxima de uma carga que é 
possível incorporar num composto de borracha depende do elastômero, do tipo e quantidade 
de plastificante utilizado e da natureza e poder reforçante da carga.
7 
Seguem, abaixo, exemplos de matérias-primas e suas principais funções:
9
 
 Retardantes de chama: Alumina, Carbonato de magnésio, Teflon em pó; 
 Resistentes a radiações nucleares: Óxido de chumbo, Carbeto de Boro; 
 Melhoram a usinagem: Sílica, Talco; 
 Melhoram a condutividade térmica: Alumínio em pó, Silicatos; 
 Melhoram a resistência à tração: Negros de fumo em geral, Sílica precipitada. 
As cargas não reforçantes, ou cargas inativas, são aquelas que, de uma forma geral, 
provocam pequenos aumentos na viscosidade dos compostos de borracha e pioram as 
propriedades mecânicas dos vulcanizados, sendo usadas, sempre que possível, para encher e 
baixar o preço do composto. Já as cargas reforçantes, ou cargas ativas, aumentam a 
viscosidade e a dureza dos compostos de borracha, e melhoram as propriedades dos 
vulcanizados, como tensão de ruptura, resistência ao rasgamento e resistência à abrasão. 
4 
 
Cargas semi-reforçantes originam propriedades intermediárias às das cargas reforçantes e não 
reforçantes.
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O negro de fumo é uma carga preta reforçante e, com a sílica, é uma das cargas mais 
utilizadas. O poder reforçante dos negros de fumo relaciona-se com o tamanho da partícula, 
que é menor nos negros de fornalha e maior nos negros térmicos. De uma forma geral, quanto 
menor o tamanho da partícula, mais difícil é a processabilidade e maior o efeito reforçante.
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Os elastômeros vulcanizados, tal como a maioria dos materiais poliméricos, 
apresentam um envelhecimento que se traduz por deterioração das características gerais e por 
alteração do aspecto dos produtos. As matérias-primas antienvelhecimento, antioxidantes e 
antiozonantes, devem ser capazes de reagir com os agentes causadores do envelhecimento 
(ozônio, oxigênio, calor, luz, tempo e radiação), para prevenir ou diminuir a falha do 
polímero, melhorar as qualidades do envelhecimento e aumentar o tempo de vida, em serviço, 
do produto envolvido.
7
 
Os auxiliares de processo podem ser definidos como qualquer material que, usado em 
pequenas dosagens, melhora as características do processo, sem afetar significativamente as 
propriedades físicas. São eles os peptizantes, dispersantes, homogeneizantes e lubrificantes.
11
 
 
2.3 AGENTES DE CURA 
 
Os agentes de vulcanização, ou agentes de cura, são produtos que, misturados à massa 
polimérica, estabelecem ligações entre sítios ativos da mesma forma em todas as direções, 
estabelecendo uniões entre as macromoléculas. É o chamado “cross-linking” – ligação através 
da massa molecular erroneamente traduzida como “ligação cruzada”. Sabe-se que se formam 
interligações unindo sítios ativos vizinhos de macromoléculas entre si, diminuindo a sua 
plasticidade a aumentando a elasticidade. O agente de vulcanização mais comumente 
utilizado pelas indústrias é o enxofre. O enxofre consegue ligar uma macromolécula à outra e 
esse tipo de cura é chamado vulcanização, pois as interligações são feitas por dois ou mais 
átomos de enxofre. Da mesma forma alguns superaceleradores (TMTD, ZMDC, ZBDC) 
conseguem fazer interligações com enxofre entre as macromoléculas e esta é a vulcanização 
com doadores de enxofre. Também pode-se utilizar o peróxido, a urotropina adicionada à 
resina fenólica, entre outros.
9
 
5 
 
2.4 ACELERADORES 
 
Em combinação com os agentes de vulcanização, esses ingredientes reduzem o tempo 
de vulcanização (tempo de cura), aumentando a taxa de vulcanização. Na maioria dos casos, 
as propriedades físicas dos compostos também são aprimoradas. Os aceleradores são 
classificados de acordo com a sua composição química e/ou pela sua velocidade de ação na 
vulcanização. Alguns exemplos de aceleradores são: MBT, MBTS, TMTD,CBS, DPG.
9 
 
2.5 ATIVADORES 
 
Esses ingredientes formam complexos químicos com os aceleradores e, desta forma, 
auxiliam na obtenção do maior rendimento do sistema de aceleração, aumentando-se as taxas 
de vulcanização e melhorando-se as propriedades do composto. São exemplos de ativadores: 
PEG, ZnO, ácido esteárico.
9
 
 
2.6 AGENTES DE COESÃO 
 
Agentes de coesão têm como função reforçar a adesão entre duas superfícies unidas 
por adesivos. A pressão na moldagem é um fator fundamental na coesão metal-borracha. 
Exemplos de agentes de coesão: resinas fenólicas; sílicas e silicatos; isocianatos; NR em 
composições de SBR; CR em composições de NBR e EPDM.
9
 
 
2.7 AGENTES DE FLUXO 
 
Os agentes de escoamento ou de fluxo são produtos que reduzem a viscosidade do 
composto, seja por lubrificação, seja por fusão com aquecimento. Os produtos geralmente 
utilizados são ácidos graxos de alta massa molar, tais como: sabões de ácidos graxos 
superiores com metais alcalinos, ésteres de ácidos graxos e amidas de ácidos graxos. Também 
são consideradas agentes de fluxo resinas de baixo ponto de amolecimento.
9 
 
6 
 
2.8 ANTICHAMA 
 
Antichama são produtos que evitam a propagação do fogo, extinguindo a chama 
quando o produto é retirado do contato com a fonte de ignição externa. O PVC, CR, CPE, 
Hypalon, Teflon, Clorax 50 são materiais auto extinguíveis graças à presença de halogênios 
(cloro, bromo ou flúor). Adicionados em dosagem conveniente aos compostos, funcionam 
como retardantes de chama.
92.9 ANTIOXIDANTES 
 
Antioxidantes são produtos que protegem os elastômeros contra a ação do oxigênio 
(O2). Quimicamente podem ser reunidos em seis grupos: amínicos (fortemente manchantes), 
fenólicos (não manchantes), fosfitos (não manchantes), tio ésteres, quinoleínas (levemente 
manchantes) e benzimidazóis (não manchantes). Considera-se manchante o produto que 
desenvolve cor sob ação da luz, calor ou tempo.
9 
 
3 PROCESSO DE PRODUÇÃO DA BORRACHA 
 
No processo de produção da borracha, destacam-se as seguintes operações: pesagem, 
mistura, extrusão, calandragem, vulcanização e injeção. 
 
3.1 PESAGEM 
 
Inicia-se o processo de produção da borracha com uma operação de pesagem, em que 
todos os ingredientes da formulação são pesados em quantidades devidamente proporcionadas 
para que o seu somatório constitua o chamado peso da carga (batch weight), isto é, a 
quantidade total de produtos devidamente ajustada às dimensões do misturador aberto ou da 
câmara de mistura de um misturador interno. A operação de pesagem manual é efetuada em 
balanças que devem possuir a sensibilidade e carga máxima adequadas à quantidade de 
material a ser pesado. Balanças adequadas e pessoal rigoroso são fatores determinantes para a 
7 
 
execução de uma boa operação, que é muito importante visto que desvios nos pesos de alguns 
ingredientes podem ser determinantes na qualidade final do composto misturado.
12 
 
3.2 MISTURA 
 
A mistura é a operação que se destina a produzir uma incorporação completa e 
dispersão uniforme de todos os ingredientes da formulação no elastômero. Esta operação deve 
seguir alguns requisitos como tempo, temperatura e ordem de incorporação de materiais. Caso 
não seja obtida uma boa dispersão, podem ocorrer as formações de grãos, grumos ou ainda 
porosidade no composto e, deste modo, interferirá nas propriedades finais do produto.
13 
O processo de mistura de compostos de borracha é uma das etapas mais importantes 
no processo de fabricação de artigos de borracha e essencial para se atingir as características 
desejadas do produto final, com as propriedades mecânicas e reológicas adequadas às mais 
diversas aplicações. Qualquer variação nesse processo pode resultar nas perdas das 
propriedades e desvios das características ideais dos produtos, gerando um grande desperdício 
de matérias-primas e possíveis degradações nos equipamentos de produção.
13
 
 Existem, basicamente, dois tipos de misturadores, um deles é o chamado misturador 
aberto que consiste em dois cilindros que giram em sentido contrário e com velocidades 
diferentes, sendo um equipamento indispensável, dado sua versatilidade, pois tanto podem ser 
preparadas misturas, plastificar elastômeros, laminar compostos ou ainda reprocessar retalhos 
e rebarbas. No entanto a mastigação é, geralmente, muito demorada. 
13 
Outro sistema é o misturador fechado, ou Banbury, que consiste essencialmente de 
uma câmara de mistura fechada com dois rotores helicoidais, que giram em sentido contrário 
e com velocidades diferentes. A ação da mastigação se dá tanto entre os rotores, quanto entre 
a câmara e os rotores, sendo que a mastigação é muito mais rápida do que nos misturadores 
abertos. A mistura é realizada através de quatro ações diferentes: moagem, amassamento, 
cortes longitudinais e sobreposições laterais.
13
 
A moagem é a elevada ação de cisalhamento promovida pelos rotores no material nos 
espaços vazios, nas periferias da câmara. Devido aos ângulos das hélices das pás dos rotores, 
o material é movimentado em direção ao centro da câmara de mistura, ocasionando cortes 
8 
 
longitudinais. Por causa das diferentes velocidades dos rotores, ocorre intensa ação de 
amassamento e sobreposições laterais do material de um lado para o outro da câmara. Essas 
quatro ações, juntamente com um controle de temperatura adequado da câmara de mistura, 
resultam em compostos de alta qualidade com tempos de mistura relativamente curtos. 
13
 
As mudanças físicas, do ponto de vista dos ingredientes, que ocorrem durante o ciclo 
de mistura são:
13
 
 Subdivisão: redução de tamanho dos ingredientes, antes da mistura, aumenta a 
eficiência e a qualidade da operação; 
 Incorporação: a borracha é forçada a passar na área entre os rotores e a incorporação 
ocorre quando os ingredientes unem-se à borracha, acarretando em um aumento da área 
superficial; 
 Dispersão: implica em dissipar e separar as partículas até uma última distribuição de 
partículas primárias cujas dimensões são relativamente pequenas; 
 Distribuição: aumento da homogeneização, ocorre durante todo ciclo de mistura; 
 Plastificação: as propriedades reológicas são modificadas para ajustar as subsequentes 
operações. Essas alterações podem ser atribuídas à degradação da matriz polimérica, que 
ocorre durante a mistura por cisalhamento, que é submetido às cadeias e também pela 
elevação da temperatura durante a mistura. 
 
3.3 EXTRUSÃO 
 
O processo de extrusão consiste basicamente em fazer uma massa de elastômero 
passar por uma matriz que contenha o perfil escolhido. Primeiramente uma massa de 
elastômero entra numa rosca ou pistão que a empurra em direção a uma matriz, com seção 
transversal menor que a da massa e, na matriz, está o perfil com o qual a borracha irá tomar 
forma.
13 
 
3.4 CALANDRAGEM 
 
O material destinado à calandra deve ser pré-aquecido de maneira uniforme e 
alimentado de maneira constante. Algumas operações são efetuadas em uma calandra, como a 
9 
 
fricção, onde rolos externos giram com a mesma velocidade e o do meio com velocidade 
menor e em sentido contrário; a cobertura, na qual o objetivo é colocar uma lâmina de 
borracha sobre um tecido já friccionado ou impregnado; e a laminação, onde a finalidade é 
proporcionar a obtenção de laminados e de dispersar algum produto mal disperso em 
composições já processadas anteriormente. Um dos principais problemas da calandragem, que 
também ocorre na extrusão, é o risco de pré-vulcanização, sendo ideal encontrar a melhor 
temperatura de trabalho para cada composto a ser processado. Outro caso muito comum é a 
aderência do composto aos cilindros. De modo geral isto ocorre pelo fato do composto ter 
sido pouco pré-aquecido, estando sua temperatura muito mais baixa em relação ao cilindro, ou 
ainda o composto apresentar baixa dureza e certa pegajosidade.
13
 
 
3.5 VULCANIZAÇÃO 
 
A vulcanização é um processo de reticulação pelo qual a estrutura química da borracha 
é alterada pela conversão das moléculas do polímero independente em uma rede 
tridimensional onde ficam ligadas entre si. A vulcanização converte um emaranhamento 
viscoso de moléculas com longa cadeia numa rede elástica tridimensional, unindo 
quimicamente estas moléculas em vários pontos ao longo da cadeia. A borracha é conduzida a 
um estado no qual as propriedades elásticas são conferidas ou restabelecidas ou melhoradas 
numa gama grande de temperaturas.
7
 
Os sistemas de vulcanização mais comuns na indústria são os que utilizam enxofre ou 
peróxido. No sistema de vulcanização por enxofre ocorrem reações complexas que levam à 
formação de ligações cruzadas do tipo: C-S-C (monossulfídica), C-S2 -C (dissulfídica) ou C-
Sx -C (polissulfídica).
14 
Dependendo da razão acelerador/enxofre presente na formulação, os sistemas de 
vulcanização podem ser classificados como convencional (CONV), eficiente (EV) e semi-
eficiente (SEV). Cada um desses sistemas apresenta proporções distintas de ligações 
sulfídicas. O sistema convencional é caracterizado por baixa razão de acelerador-enxofre, 
resultando em alta formação de ligações polissulfídicas e estruturas ciclicas. O EV apresentaalta razão de acelerador-enxofre e no SEV o valor dessa razão é intermediário entre o CONV 
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e EV. Quanto maior a razão acelerador-enxofre maior é a proporção de ligações mono e 
dissulfídicas.
15
 
Na fabricação de artefatos moldados de borracha, o composto cru é introduzido na 
cavidade de um molde metálico aquecido, com a forma do artefato que se deseja fabricar, e, 
sob uma pressão de moldagem, o composto plástico flui e adquire, tomando a forma da 
cavidade; o calor transmitido da prensa para o molde vulcaniza o composto, que adquire 
permanentemente a configuração adotada no molde. As principais técnicas de moldagem são: 
compressão, transferência e injeção.
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3.5.1 Compressão 
 
Consiste na moldagem da borracha em moldes através de pressão gerada por uma 
máquina hidráulica. São classificados através do método de inserção da matéria prima, 
podendo ser manual, por transferência e injeção. É muito utilizado na produção de peças 
técnicas como anéis o’ring.17 
 
3.5.2 Transferência 
 
Na moldagem por transferência, o composto é carregado em uma câmara de 
transferência, que é conectada através de canais de alimentação com a cavidade do molde que, 
neste caso, estará fechado desde o começo da operação. A força de compressão é aplicada no 
pistão de transferência, que encaixa na câmara e obriga o composto contido nela a fluir pelos 
canais e penetrar na cavidade do molde. A câmara de transferência está conectada com a 
cavidade do molde durante todo o ciclo de moldagem.
16 
 
3.5.2 Injeção 
 
Como na moldagem por transferência, na injeção o composto é introduzido por uma 
cavidade sob pressão em um molde fechado, porém, neste caso, a unidade de injeção é 
independente do molde, geralmente só está conectada a este durante o tempo de carregamento 
11 
 
da cavidade mais um tempo adicional. Outra diferença é que a unidade de injeção realiza uma 
plastificação e aquecimento do composto antes de sua introdução no molde.
16 
 
4 PRINCIPAIS TESTES DE QUALIDADE PARA VALIDAÇÃO DOS 
COMPOSTOS ELASTOMÉRICOS 
 
As principais causas de defeitos nos compostos finais são a não uniformidade das 
propriedades mecânicas, falta de homogeneização e a baixa dispersão dos ingredientes. Isso 
ocorre devido a vários fatores, como matérias-primas não conforme, erros na pesagem dos 
ingredientes, controle impreciso das variáveis do processo de mistura.
18
 
Para que os compostos possam ser utilizados na produção, é preciso se ter certeza de 
que os materiais fornecidos pelo departamento de mistura apresentam um comportamento de 
fluxo razoavelmente consistente. Assim, é extremamente necessário voltar a atenção para os 
procedimentos dos testes e instrumentos utilizados para medir duas das mais críticas 
propriedades dos compostos de borracha: processabilidade e vulcanização. Essas 
características são fundamentais porque elas definem o tipo de operação disponível para 
converter os compostos não vulcanizados em um produto utilizável.
19 
Para se fazer o controle de qualidade, é necessário que previamente sejam 
estabelecidos os requisitos mínimos exigidos do produto. Para isto, existe a norma ASTM D 
2000, que atribui a cada tipo de elastômero códigos específicos, que podem ser previamente 
combinados e exigidos posteriormente.
9
 
 
4.1 TESTE DE TRAÇÃO 
 
Neste teste, os corpos de prova são esticados em uma máquina de teste de tração e a 
força requerida para esticar as amostras é medida. Valores de tensão (força por unidade da 
área da seção transversal original a qual é aplicada a força, no momento da ruptura da 
amostra) são registrados nos vários níveis de extensão, até o momento da ruptura. A extensão 
é definida como alongamento, que é a habilidade da borracha de se esticar sem que haja a 
ruptura. Para descrever essa propriedade como uma medida, é mais adequado definir como 
12 
 
alongamento máximo, uma vez que esse valor é expresso como uma porcentagem do seu 
comprimento original, no momento da ruptura. Os valores de tensão antes do momento da 
ruptura fornece o Módulo da amostra. Para a borracha, Módulo significa o valor de tensão a 
um dado alongamento.
7
 
Uma função importante do Ensaio de Tração é determinar o quão bem os ingredientes 
estão dispersos no composto de borracha. Por exemplo, se o negro de fumo estiver mal 
disperso, a tensão de ruptura do composto vulcanizado será menor do que deveria. Um baixo 
estado de cura, devido a uma quantidade insuficiente dos agentes de vulcanização, assim 
como um tempo de cura ou temperaturas inadequados, também irá fornecer um valor mais 
baixo do que o esperado de tensão de ruptura.
18 
 
4.2 REOMETRIA 
 
Os testes de vulcanização são utilizados para medir o desempenho dos compostos 
durante esse processo. Uma vez que o processo de cura é basicamente uma reação química, a 
temperatura é a variável mais importante no comportamento dos testes de vulcanização.
18
 
 Reologia é a ciência que estuda o escoamento e a deformação da matéria sob a ação 
de uma força ou mais frequentemente de um campo de forças. A reometria é o teste que 
identifica as características desejadas para o composto nesse processo de vulcanização.
20 
 Os testes de reometria são realizados em um equipamento conhecido como reômetro. 
A máquina plota um gráfico de torque versus tempo para qualquer temperatura dada. Toda a 
extensão da cura, e além desse ponto, pode ser registrada. Por exemplo, a reversão (ou 
sobrecura), ponto em que os compostos vulcanizados se quebram devido ao aquecimento 
prolongado, pode ser medida.
7
 
O termo “scorch time” geralmente define o tempo em que se dará início o processo de 
vulcanização em um determinado composto, a uma dada temperatura, o que representa o 
tempo disponível para se realizar o processamento desse composto.
7
 
A taxa de cura (taxa de reticulação) é a taxa na qual a rigidez (módulo) do composto se 
desenvolve, após o scorch time. Durante esse período, o composto se transforma de um 
plástico mole para um material elástico resistente, característica requerida no seu uso final.
7
 
13 
 
 O tempo requerido durante a etapa de vulcanização para que ocorram as quantidades 
necessárias de ligações cruzadas, alcançando-se o nível desejado das propriedades do 
composto, é conhecido como tempo de cura. O tempo de cura é composto pelo tempo de 
queima e tempo de vulcanização, esse último sendo controlado pela Taxa de Cura.
7 
 
4.3 VISCOSIDADE MOONEY 
 
O propósito do teste de viscosidade Mooney é determinar as características de 
processamento de um composto. O viscosímetro Mooney é um instrumento usado para medir 
a viscosidade de cisalhamento de um elastômero ou composto de borracha a uma temperatura 
elevada, em um determinado período de tempo. Esta ação de cisalhamento é desenvolvida por 
um disco de rotação em uma cavidade carregada com composto de borracha. O viscosímetro 
Mooney pode ser usado para medir viscosidade de elastômero bruto, borracha composta.
21
 
 
4.4 DUREZA 
 
Os métodos padronizados de medição da dureza de borrachas utilizam nomenclaturas 
como Shore A e D ou métodos IRHD (N, H, L e M). Através do uso destas técnicas, temos 
como resultado a melhor acuidade do processo de medição. É uma propriedade que depende 
do módulo elástico e da viscoelasticidade do material. A forma do penetrador, a força 
aplicada e a duração do teste influenciam os resultados. A diferença entre a dureza Shore A e 
a D está na forma do penetrador e a mola calibrada. Na dureza IRHD, os métodos diferem no 
diâmetro da esfera de penetração e na magnitude da força de penetração, selecionada de 
acordo com a dureza da borracha.
21
 
 
4.5 DEFORMAÇÃOPERMANENTE À COMPRESSÃO 
 
Denomina-se deformação permanente à compressão a deformação residual definitiva 
apresentada por uma peça de borracha após a remoção da carga que produziu a deformação.
21
 
 
14 
 
4.6 ABRASÃO 
 
Denomina-se resistência à abrasão, a resistência oposta pelas composições de borracha 
ao desgaste pelo contato com superfícies abrasivas em movimento. A resistência à abrasão é 
medida sob condições definidas de carga e velocidade, sendo expressa em porcentagem, após 
comparação com uma composição padrão: perda de volume do padrão/perda de volume da 
amostra X 100.
21 
 
4.7 RESISTÊNCIA À FLEXÃO 
 
Denomina-se resistência à flexão, a propriedade que os materiais têm de suportar a 
fadiga provocada por esforço repetitivo, por dobramento, distensão ou compressão. A fadiga 
pode produzir vários tipos de defeitos, sendo o mais comum o fendilhamento à flexão, que 
consiste na formação de fendas superficiais na peça. Este é o tipo mais comum de 
fendilhamento observável em pneumáticos, solas de calçados e correias. Artefatos que 
contenham materiais têxteis poderão apresentar defeitos causados pelo dobramento sucessivo, 
fazendo com que a borracha se separe do tecido.
21 
 
4.8 RESISTÊNCIA AO RASGAMENTO 
 
Define-se resistência ao rasgamento como a força por unidade de espessura, necessária 
para expandir um corte ou rasgo numa direção perpendicular à força aplicada, ou para iniciar 
um rasgo em uma direção perpendicular à da força aplicada. Estes testes são úteis apenas para 
comparações de laboratório, não devendo ser aplicados a avaliações práticas.
21
 
 
4.9 IMERSÃO EM PRODUTOS QUÍMICOS 
 
A resistência química pode ser definida como a capacidade de um material para 
desempenhar de maneira satisfatória a sua função em um ambiente químico determinado. Sob 
este ponto de vista, os materiais podem falhar de duas maneiras: degenerando até ao ponto de 
15 
 
não poderem mais executar sua função, e contaminando o meio químico sem que eles 
próprios sejam seriamente afetados.
21
 
A norma ASTM D471 descreve os métodos de exposição dos corpos de prova à 
influência de líquidos em condições definidas de tempo e temperatura, a fim de se medir a 
deterioração sofrida. Esta deterioração é medida pela comparação das propriedades físicas, 
antes e depois da imersão no líquido de prova. As propriedades medidas são o peso, volume, 
resistência à tração, alongamento final e dureza, mas a inspeção visual e manual também pode 
ser incluída. A temperatura de prova é selecionada entre as de uma lista padronizada, de 
maneira a aproximar-se da correspondente ao serviço real. O período de imersão é igualmente 
selecionado na base das condições previstas para o serviço. Todos os testes de imersão são 
efetuados ao abrigo da luz direta.
21 
 
4.10 RESISTÊNCIA AO OZÔNIO 
 
O ataque do ozônio manifesta-se geralmente sob a forma de algumas fendas profundas 
ou pela formação de milhares de pequenas fendas. As fendas são sempre perpendiculares ao 
eixo do esforço a que é submetida a borracha, podendo causar a ruptura da amostra se o 
esforço for muito grande. O ataque do ozônio é um fenômeno comum, visto que os artefatos 
de borracha estão submetidos a esforços quando em serviço, e o ozônio acha-se sempre 
presente na atmosfera.
21
 
A norma ASTM D1149 descreve um dos métodos de determinação da resistência ao 
ozônio das composições de borracha vulcanizada. Neste teste, algumas tiras finas de borracha, 
de forma retangular, são distendidas entre dois grampos, com um alongamento de 20%. Após 
o seu condicionamento durante 24 horas, as tiras assim distendidas são colocadas em uma 
câmara onde circula o ar a uma temperatura determinada. O ar, com uma concentração de 
ozônio de 25 ± 5 ppm, incide transversalmente sobre as tiras de borracha, as quais são 
observadas com frequência, a fim de investigar o aparecimento das fendas. Em alguns casos 
empregam-se outras concentrações de ozônio, assim como corpos de prova não padronizados 
(tais como seções de produtos manufaturados) e outros métodos de montagem dos corpos de 
prova. O resultado do teste é indicado pelo tempo gasto até o aparecimento das primeiras 
fendas. A norma ASTM D470 descreve outra prova muito mais rigorosa, criada 
16 
 
expressamente para medir a resistência ao ozônio dos revestimentos isolantes para fios e 
cabos. Essa prova exige que a amostra mantenha o isolamento intacto após ter sido enrolada 
em volta de um mandril e exposta ao ozônio durante três horas.
21
 
 
4.11 PERMEABILIDADE 
 
Chama-se permeabilidade de uma película de borracha, a medida da facilidade com 
que ela pode ser atravessada por um líquido ou gás. A permeação ocorre na presença de uma 
solução de um dos lados do elastômero, seguida da sua difusão através da película, até o lado 
oposto, no qual ocorre a evaporação. Portanto, pode-se dizer que a permeabilidade é uma 
função da solubilidade e da difusibilidade.
21
 
Existem métodos padronizados para medir a permeabilidade das películas de 
elastômeros aos líquidos voláteis (ASTM D814) e, também, a permeabilidade ao hidrogênio 
gasoso dos tecidos revestidos com elastômeros (ASTM D815). Essencialmente, o teste para 
os líquidos limita-se ao vazamento do líquido em um recipiente de vidro, à vedação perfeita 
deste com a película a ser testada, e à inversão do recipiente, medindo-se depois, em 
intervalos determinados, a perda de peso do líquido. A superfície da película exposta ao 
líquido, assim como a temperatura, são controladas, assegurando-se igualmente a livre 
circulação do ar ao longo da parte lateral da película que não está exposta ao líquido utilizado 
no teste. A permeabilidade é então representada pela perda de peso por 24 horas por metro 
quadrado do corpo de prova. É indispensável mencionar a espessura do corpo de prova e 
identificar a composição do elastômero e o líquido utilizado no teste, visto que a 
permeabilidade é uma função destas variáveis.
21
 
A medida da permeabilidade das películas de elastômeros aos gases exige técnicas 
mais complexas. O método descrito na norma ASTM D815 aplica-se especificamente ao 
hidrogênio e aos tecidos revestidos, mas é semelhante aos métodos adotados para os demais 
gases. Neste teste, submete-se um dos lados de um corpo de prova de 12,7 cm de diâmetro, 
constituído pelo tecido revestido com o elastômero ao hidrogênio, à pressão de 3 cm de 
coluna de água acima da pressão atmosférica, sob temperatura controlada. O hidrogênio que 
atravessa o corpo de prova entra em uma câmara de análise, integrada em um dispositivo tipo 
Ponte de Wheatstone. O desequilíbrio provocado pelo hidrogênio é medido por um 
17 
 
galvanômetro calibrado de maneira a possibilitar a leitura direta da permeabilidade. Tal como 
no caso dos líquidos, a temperatura do teste, a espessura do revestimento e a descrição exata 
da composição devem ser anotadas conjuntamente com a permeabilidade. Outros métodos 
para medir o volume de gás que atravessa a película ou o tecido revestido, incluem a medida 
ótica da refratividade com um interferômetro de gás e a medida do volume de gás recolhido 
após um período de tempo determinado.
21 
 
5 APLICAÇÕES NA INDÚSTRIA 
 
Os produtos produzidos a partir dos elastômeros estão espalhados por toda parte. 
Desde as rodas de skate ou de carrinhos de supermercado, produtos com fraco nível 
tecnológico, tais como solas de sapatos, a produtos de alto nível tecnológico como, por 
exemplo, aqueles que estão associados à absorção de choque, tais como o interior de 
amortecedores de automóveis. Pela sua versatilidade estão presentes não só nos produtos do 
nosso dia-a-dia, mas também emambientes industriais, como em molas, réguas de 
guilhotinas, cilindros de impressão, luvas, revestimentos de superfícies.
11
 
De forma geral, as matérias-primas escolhidas definem as propriedades físicas da peça 
ou aplicação. A borracha natural é bastante usada para a produção de apoios de borracha, 
sendo as principais razões para este êxito: a sua excelente resistência à fadiga e à propagação 
de fendas, elevada resiliência, reduzida histerese (tendência de um material ou sistema de 
conservar suas propriedades na ausência de um estímulo que as gerou) e a aderência eficaz 
aos metais.
8
 
O uso de misturas de borracha de polibutadieno (BR) com borracha natural, com SBR, 
borracha de isopreno (IR) e, se necessário, também com borracha de policloropreno (CR) ou 
de acrilonitrilo butadieno (NBR), dividem-se em vantagens no processo de fabricação e 
melhoria nas propriedades dos vulcanizados. Suas aplicações na indústria incluem: piso de 
pneus, solas, correias transportadoras e de transmissão, revestimento de rolos e outras 
aplicações que necessitem de um composto com resistência à reversão.
5
 
As aplicações mais importantes da borracha butílica encontram-se na indústria de 
pneus. O segundo maior campo de aplicação encontra-se na indústria farmacêutica. Usa-se 
18 
 
também na fabricação de folhas de reduzida espessura para isolamentos, numa variedade de 
produtos de engenharia, nomeadamente apoios, e na fabricação de vestuário de proteção. A 
borracha butílica, devido à sua excelente capacidade de vedação, é também apropriada para a 
produção de vedantes para condensadores químicos, muito usados mundialmente na indústria 
electrônica. Todavia, cada vez mais a borracha butílica é substituída pelas borrachas de 
clorobutil e de bromobutil.
7
 
Devido ao seu preço, a NBR é usada em aplicações onde, além de boas propriedades 
mecânicas e/ou boa resistência à fadiga dinâmica, é também exigida boa resistência ao 
inchamento em óleo e/ou em gasolina, boa resistência ao envelhecimento por calor e à 
abrasão. É utilizado na indústria em geral, indústria automotiva e no setor dos óleos minerais. 
A NBR é tipicamente usada em “o-rings” estáticos, membranas, tubos e mangueiras, quer 
para aplicações hidráulicas ou pneumáticas, quer para transporte de hidrocarbonetos alifáticos 
(propano e butano), correias transportadoras, material de fricção, cobertura de rolos para 
diversos fins, especialmente para as indústrias de pintura e têxtil e solas para calçado de 
segurança. Também é bastante usado na indústria de alimentos.
11
 
O EPDM é usado na indústria automotiva (tubos, mangueiras para radiadores, perfis 
para vedação de vidros e de portas), na indústria de caixilharia e em muitas outras utilizações 
onde o fundamental seja uma boa resistência ao ozono e à intempérie. Outras aplicações 
típicas onde o EPDM é muito usado são: membranas de borracha para telhados, distribuição 
de água potável (quente e/ou fria), paredes laterais de pneus, vedantes diversos, cabos, “dock 
fenders”, correias transportadoras, coberturas de rolos e isoladores.7 
As borrachas de silicone têm diversas aplicações em artigos médicos e nas indústrias 
farmacêutica, aeronáutica, naval e automóvel. São também muito usadas em diversas peças 
empregadas na fabricação de caldeiras domésticas. O seu vasto campo de aplicação estende-se 
aos mais diversos tipos de atividade, como por exemplo, fabricação de vedantes, tubos, 
mangueiras, diafragmas, revestimentos de rolos, cabos, estufas, reatores nucleares, 
componentes eletrônicos e produção de moldes de borracha para a moldagem de resinas.
7
 
Os produtos feitos de poliuretano são particularmente usados na indústria automotiva e 
de transporte, indústria 18êxtil, indústria alimentícia e engenharia mecânica. As suas formas 
esponjosas têm grande aplicação como isolamento térmico de paredes e telhados. Todavia, em 
19 
 
todas as aplicações, tem-se que considerar a hidrólise potencial, a limitada resistência ao 
calor, e o elevado preço das borrachas.
11
 
 
6 CONCLUSÃO 
 
O curso de Analista de Tecnologia dos Elastômeros, ministrado no Instituto SENAI de 
Inovação em Engenharia de Polímeros, promove um amplo aprendizado, sobretudo teórico, a 
respeito de borrachas, desde sua formulação, de seu processamento, até as diversas análises 
químicas, físicas e mecânicas pelas quais o composto poderá ser testado a fim de averiguar 
suas propriedades. 
 
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