Variedades

Tipos e Variedades de Borrachas

As borrachas ou elastómeros são materiais poliméricos que se distinguem pela capacidade de retornar rapidamente à forma e à dimensão originais, quando submetidos a um esforço ou deformação externa que aumente seu tamanho em pelo menos duas vezes.

Os mais de 500 tipos e variedades de borrachas existentes podem ser classificados em cerca de 20 grupos principais, identificados por siglas ou nomes comerciais, conforme apresentados na listagem a seguir:

Sigla ou Nome DESCRIÇÃO
CR Policloropreno (Neoprene da DuPont)
EPR Borrachas de Etileno-Propileno
IIR Borracha Butílica – Poliisobutileno
IR Poliisopreno
NBR Borracha Nitrílica (Acrilonitrila – Butadieno)
NR Borracha Natural
SBR Borracha de Estireno-Butadieno
BR Polibutadieno
EPDM Borracha de Etileno-Propileno Dieno
ACM Borrachas Acrílicas (Outra Sigla – AEM)
ECO Borracha de Epicloridrina (Outra Sigla – CO)
CSM Polietilenos Cloro Sulfonados (Hypalon da DuPont)
CFM Borrachas Fluoradas (Viton da DuPont) – ou FPM, FKM
T Polissulfetos (Thiokol)
PUR Borrachas de Poliuretano (Outras Siglas – AU, EU, PU)
MVQ Borrachas de Silicone (Outra Sigla – Si)
FMVQ Borrachas de Silicone Fluoradas
HNBR Borracha Nitrílica Hidrogenada
TPE Borrachas Termoplásticas (Outras Siglas – TPR ou TR)
GPO Elastómeros de Óxido de Propeno

Borracha natural — pode ser extraída de um grande número de plantas. O tipo derivado da seringueira, hevea brasiliensis, constitui praticamente a única fonte comercial deste material, a tal ponto que é tratado como sinónimo de borracha natural.

• SBR — é a borracha de preço mais reduzido entre as borrachas e apresenta uma resistência à abrasão que permite substituir a NR com vantagens na banda de rodagem de pneus. Este produto ainda possui as seguintes subclassificações:

1— XSBR: SBR carboxilado;

2— HS/B: SBR com alto teor de estireno, também representado como HSR;

3— PSBR: SBR co-polimerizado com vinil-priridina;

4— ESBR: SBR obtido por processo em emulsão; e

5— SSBR: SBR obtido por processo em solução.

• BR (polibutadieno) — possui características que complementam as da SBR e da NR na produção de pneus, conferindo maior resistência à abrasão e à degradação, mas aumentando, também, a tendência ao deslizamento em superfície húmida. Por este motivo, só pode ser empregado em mistura com as duas outras borrachas, nunca isoladamente. O BR apresenta as seguintes variedades:

1— alto cis, com teores de configuração cis entre 92% e 96%;

2— baixo cis, com teores entre 36% e 43% de cis; e

3— com teores de vinil (polibutadieno obtido por adição 1,2) entre 8% e 70% — representado por ViBR ou VBR ou HVBR para teores de vinil elevados.

NBR (borracha nitrílica) — possui excelente resistência aos hidrocarbonetos como gasolina, massas e solventes minerais. Os tipos de NBR são determinados pelo teor de acrilonitrila na sua composição, que pode variar de 15% a 45%. Quanto maior o teor de acrilonitrila, maior a resistência mecânica e a resistência a óleos e solventes, porém menor a elasticidade e a flexibilidade. Temperatura -30 a +120 ºC.

• EPDM — é um tipo particular do grupo de borrachas de etileno-propileno (EPR), adicionadas a um dieno que possibilita a sua vulcanização. Possui três características especiais:

1— é autovulcanizável, resultando em economia para o transformador final com a eliminação de uma etapa da operação;

2— possui excepcional resistência às intempéries; e

3— possui capacidade de absorção de cargas como negro de fumo e óleos de extensão em níveis muito superiores aos da maioria das outras borrachas, sem deterioração de propriedades, resultando em formulações de custo bem mais reduzido.

• IIR (borracha butílica) – possui uma impermeabilidade excepcionalmente elevada a gases, sendo a borracha preferida na fabricação de câmaras pneumáticas.

• IR (poliisopreno) — é o equivalente sintético da borracha natural, por possuir uma estrutura química (cis 1,4 poliisopreno) idêntica e apresentar propriedades muito semelhantes.

• TPE (elastómeros termoplásticos) — é um grupo especial dentro das borrachas e é constituído pelos seguintes tipos:

1— Poliuretanos — representados por Thermoplastic Polyurethane (TPU);

2— Copoliésteres — copolímeros de poliéster (poliéster – sigla TEEs ou Cope);

3— Poliolefínicos – são misturas ou ligas poliméricas de polipropileno com EPDM vulcanizado ou não. São representadas pela sigla TPO – elastómeros termoplásticos poliolefínicos. Quando o EPDM é vulcanizado, admite-se uma representação específica para a mistura – Thermoplastic Vulcanizates (TPV);

— Copolímeros em bloco de estireno – Styrenic Block Copolymers (SBC) – com:

• butadieno – sigla SBS;

• isopreno – sigla SIS;

• etileno (ou eteno) – butileno (ou buteno) SEBS; e

• etileno – propileno (ou propeno) – SEP.

Classificação

As borrachas podem ser classificadas segundo vários critérios:

a) Origem da Matéria-Prima:

• Natural – oriunda na sua quase totalidade da planta nativa da Amazónia brasileira, a hevea brasiliensis.

• Sintética – obtida a partir de produtos químicos oriundos do petróleo ou gás natural e abrange todos os outros tipos apresentados na tabela, inclusive os TPEs.

Algumas utilizações para cada tipo de borracha são apresentadas a seguir:

• NR – a borracha natural não pode ser inteiramente substituída por borrachas sintéticas em pneus, porque aquela possui uma geração de calor mais baixa. Devido a esta característica, a NR precisa ser utilizada em maiores proporções nos pneus de carga, submetidos a maior esforço como os de camiões e bus.

• BR — além da utilização em pneus, o BR vem encontrando um mercado crescente como modificador de resistência ao impacto do poliestireno na produção do High Impact Polystyrene (HIPS) ou PSAI.

• NBR — devido a sua excelente resistência aos derivados de petróleo, é especialmente recomendada para fabricação de peças e componentes das indústrias automobilística, gráfica, de petróleo e petroquímica que tenham contacto com aqueles produtos, tais como mangueiras para óleos e solventes, retentores, gaxetas, juntas, anéis de vedação e revestimento de cilindros de impressão, vasos e tanques industriais. A

10

NBR tem sido utilizada também como aditivo de PVC, para melhorar as propriedades de artefactos que necessitam de resistência a óleo, ozono, intempéries e abrasão, como coberturas de mangueiras, fios e cabos, solados e botas industriais.

• EPDM — devido a sua especial resistência ao envelhecimento é aplicado preferencialmente em peças externas de automóveis, como molduras de vedação de janelas e portas de veículos, batentes, frisos e palhetas de limpador de pára-brisas. Aplica-se, também, como modificador do polipropileno nos TPOs (ver item de borrachas termoplásticas).

• Borrachas especiais – exemplos de aplicações onde estes materiais são requeridos:

— isolamento de fios e cabos eléctricos submetidos a condições de temperatura extremas – muito baixas em aeronaves e foguetes, e elevadas em fornos eléctricos;

— fabricação de artigos médicos que precisam ser inócuos e inertes;

— revestimento de máquinas e equipamentos, e peças de vedação – anéis, gaxetas etc. – submetidos a contacto com ambientes muito agressivos, assim como:

• oxidantes (peróxidos e ácido crómico);

• ácidos e bases fortes (soda cáustica, ácido sulfúrico); e

• thinners para tintas em cilindros de impressão gráfica.

Tabelas com Nomenclaturas Químicas e Comerciais
Elastómeros
Descrição Química Siglas Nomenclatura CBV Nomes Comercias
Copolímero Acrilonitrila-Butadieno NBR Borracha Nitrílica Perbunan, Hycar, Chemigum, Breon, Butakon, Europrene N, Butacril, Krynac, Paracril, Nipol, Nitriflex
Policloropreno CR Neoprene® Neoprene, Baypren, Butaclor, Denka Chloroprene
Poliacrílico ACM Acrílico-nitrílico Cyanacryl, Europrene AR, Noxtite PA, Nipol AR
Copolímero Acrilato-Etileno AEM Vamac® Vamac
Borracha de Silicone VMQ/PVMQ Silicone Silopren, Silastic, Silicone, Rhodorsil
Flúor elastómero FPM Viton® Viton, Fluorel, Tecnoflon, Dai El, Noxtite
Per Fluor elastómero FFPM Kalrez® Kalrez, Simriz, Chemraz
Poliuretano AU/EU PU Vulkollan, Urepan, Desmopan, Adipren, Estane, Elastothane, Pellethane, Simputhan
Copolímero Epicloridrina-Óxido de Etileno ECO ECO Epichlomer, Hydrin, Gechron
Copolímero Estireno-Butadieno SBR SBR Buna Hüls, Buna SB, Europrene, Cariflex S, Solprene, Carom
Copolímero Etileno-Propileno-Dieno EPDM EPDM Dutral, Keltan, Vistalon, Nordel, Epsyn, Buna AP, Royalene, Polysar EPDM
Copolímero Isobutileno-Isopreno IIR Borracha Butílica® Enjay Butyl, Esso Butyl, Polysar Butyl
Polietileno Clorossulfonado CSM Hypalon® Hypalon
Materiais Sintéticos
Descrição Química Siglas Nomenclatura CBV Nomes Comercias
Copolímero Estireno-Acrilonitrila-Butadieno ABS ABS Cycolac, Novodur, Terluran
Polióxido de Metileno POM Delrin® Poliacetal, Delrin, Hostaform C, Ultraform
Poliamida PA Nylon Durethan, Dymetrol, Nylon, Rilsan, Ultramid, Vestamid
Polibutilenotereftalato PBTP PBTP Crastin, Pocan, Ultradur, Vestodur
Polietileno PE Polietileno Alathon, Baylon, Hostalen, Lupolen
Policarbonato PC Policarbonato Lexan, Makrolon
Polióxido de fenileno PPO PPO Noryl
Polipropileno PP Polipropileno Hostalen PP, Novolen
Poliestireno PS Poliestireno Hostyren, Lustrex, Vestyron
Politetrafluoretileno PTFE Teflon® Algoflon, Fluon, Halon, Hostaflon, Teflon
Copolímero Etileno-Tetrafluoretileno ETFE ETFE Tefzel
Policloreto de Vinil PVC PVC Breon, Hostalit, Plaskon
Copolímero PerflúorAlcóxi Alcano PFA PTFE/PFA Teflon-PFA
Tecido duro de resina Fenólica Tecido de resina Ferrozell, Pertinax

Tipos de Elastómeros

Tabela de Propriedades (Algumas Matérias-primas)
Designação NR SBR IIR BR EPDM CR NBR VMQ CSM AU FPM
Densidade Específica (g/cm³) 0,93 0,94 0,92 0,91 0,86 1,23 1,40 1,40 1,20 1,05 1,86
Resistência à Abrasão B/E E B S B B E F B-E S B
Resistência ao corte E B B B B E B F B E F
Envelhecimento Térmico a 100ºC F F B F E B B S E F S
Temperatura de Trabalho máx. (ºC) 80 100 150 100 150 100 100 200 120 100 200
Temperatura de Transição Vítrea (ºC) -60 -50 -40 -60 -50 -45 -30 -60 -20 -30 -20
Impermeabilidade a Gases B B S B B B B R E R E
Resistência a Intempéries F F E F E E F S E B S
Resistência ao Ozono F F B F E B F S E E S
Resistência a Ácidos diluídos B B E B S E B F E R E
Resistência a Álcalis diluídos B B E B S E B R E F R
Resistência a  Hidrocarbonetos Alifáticos R R R R R B E B F E E
Resistência a Hidrocarbonetos Aromáticos R R R R R R B B F R E

S = Superior | E = Excelente | B = Boa | R = Mau | F = Fraco

Tipos de Plásticos

Tabela de Propriedades (Alguns Materiais sintéticos)
Designação NY 6 NY 6.6 PP PEAD POM
Peso Específico (g/cm³) 1,14 1,14 0,91 0,965 1,41
Temperatura de Trabalho máx. (ºC) 100 110 95 90 100
Temperatura de Trabalho mín.(ºC) -40 -30 -10 -40 -30
Absor. de humidade até equilíbrio à 23ºC c/ UR 50% (%) 3,0 2,5 0 0 0,30
Absorção de água até saturação (%) 9,0 8,0 0 0 0,50
Tensão de escoamento à tracção (MPa) 80 90 35 29 69
Tensão de ruptura à tração (MPa) 35
Tensão de ruptura à compressão (MPa) 90 100 60 20 110
Tensão de ruptura à flexão (MPa) 120 40 99
Módulo de elasticidade à tracção (MPa) 3000 3300 1100 900 3100
Módulo de elasticidade à compressão (MPa) 1700 10,30 3200
Módulo de elasticidade à flexão (MPa) 2400 3600 1300 1400 2900
Elongação até ruptura (%) 60 50 600 500 40
Resistência ao impacto (KJ/m²) n.q. n.q. n.q. n.q. n.q.
Dureza Rockwell R100 R115 R64 R60 R120
Resistência à penetração de esfera (MPa) 160 170 75 50 160
Tensão de fluência c/ 1% defor. em 1000h (MPa) 5 6 4 3 13
Coeficiente de atrito p/ aço retif. e polid. c/ resina à seco 0,42 0,40 0,3 0,29 0,32
Calor específico á 23ºC (J/K.g) 1,7 1,7 1,7 1,7 1,5
Condutividade térmica à 23ºC (w/K.m) 0,23 0,23 0,25 0,35 0,30
Coeficiente linear de expansão térmica à 23ºC (10 90 90 150 200 100
Temperatura máxima de uso a curto período (ºC) 150 160 120 100 150
Ponto de fusão (ºC) 220 245 165 130 175
Temperatura de transição vítrea (ºC) 40 50 -18 -95 -38
Temp. de distorção sobre ISO-R075 método A (ºC) 84 100 65 45 118
Inflamabilidade HB HB HB HB HB
Constante dieléctrica à 1000Hz 3,8 3,5 2,2 2,3 3,7
Factor de perda dieléctrica à 10Hz 0,03 0,025 0,0002 0,0002 0,03
Resistividade volumétrica à 23ºC c/ 50% RH (Cm) 1012 1012 1017 1017 1015
Rigidez dieléctrica (kV/mm) 30 36 100 110 50
Resistência superficial 1013 1013 1013 1014
Resistência a ácidos fortes F F M M F
Resistência a ácidos fracos M M B B F
Resistência a bases fortes B B B B F
Resistência a bases fracas B B B B F
Resistência a raios solares F F M M F

B = Bom (resistente)    M= Médio (limitado)   F = Fraco (não resistente)

Aplicações

COURO – Sua aplicação está em vedações de óleo, massa , água, óleo solúvel ou em meio ambiente abrasivo. É de grande valia em sistemas com lubrificação deficiente, pela sua capacidade de absorver e reter lubrificantes.

NEOPRENE – Apresenta excelente desempenho quando utilizada em vedações de fluídos, refrigerantes ou em sistemas pneumáticos. É a mais versátil borracha à disposição da indústria, seu uso nas indústrias é restrito por existirem borrachas com menor adaptação às exigências.

POLIURETANO – Possui excepcional resistência mecânica, à abrasão, à extrusão e aos impactos. É usado em sistemas de baixas e altas pressões ou em meio ambiente agressivo e compensa eventuais defeitos de tolerância e acabamento de rectificação nas peças do sistema. Elastómero apresentado proporciona excelentes resultados quando aplicados em vedações de óleos minerais e ou derivados de petróleo, chegando a aumentar a vida útil do vedador de 4 a 8 vezes, quando comparado às vedações convencionais.

SILICONE – Apresenta baixa resistência mecânica, exigindo, assim um certo cuidado antes de emprega-lo em sistemas dinâmicos.  A melhor característica do silicone é manter as suas propriedades numa faixa de temperatura muito grande, possibilitando o seu uso em vedantes expostos a baixas ou altas temperaturas.

Fonte:  marioloureiro.net/ensino/manuais/…/6matPlasticosHidrualica.doc