Casa Ecológica

INSTITUTO FEDERAL DO TRIÂNGULO MINEIRO-IFTM

ALESSANDRA MAVSZAK

ANA FLÁVIA SANTANA

HELENA GREGÓRIO

RENATA NEVES

KETLIN MEIRA

PROCESSO DE PRODUÇÃO DA BORRACHA

Profª: Gislaine Fernandes

UBERABA-2014

SUMÁRIO

INTRODUÇÃO 2

HISTÓRIA E ECONOMIA DA BORRACHA 3

DEFINIÇÃO DOS TERMOS POLÍMERO, ELASTÓMERO E BORRACHA 4

PROCESSO DE PRODUÇÃO DA BORRACHA 6

REAGENTES NO PROCESSAMENTO DA BORRACHA 7

Borracha Natural 7

Borracha Sintética 8

Compostos de Látex 8

Borracha recuperada 8

CLASSIFICAÇÃO DAS BORRACHAS 9

DERIVADOS DA BORRACHA 9

CONCLUSÃO 10

REFERÊNCIAS 11

 

INTRODUÇÃO

A borracha é extremamente importante na história econômica e social do Brasil, relacionado com a extração do látex e comercialização da borracha. Ela proporcionou a expansão da colonização, a atração de riqueza, e o grande impulso ao crescimento de Manaus, Porto Velho e Belém.

A borracha tornou-se, ao longo dos últimos séculos, uma das mais importantes matérias primas utilizadas industrialmente. Sua utilização tem crescido em qualidade e diversidade, principalmente a partir da descoberta de um tratamento industrial denominado vulcanização, tornando-a assim imperecível, resistente a solventes e a variações de temperatura, e adquirindo excelentes propriedades mecânicas perdendo o caráter pegajoso.

Este trabalho abrange a história e economia da borracha no Brasil, o processo de produção da borracha, os reagentes no processamento da borracha, classificação das borrachas, definição dos termos polímero, elastómero e borracha, e os derivados da borracha de uma forma breve.

HISTÓRIA E ECONOMIA DA BORRACHA

O francês Charles Marie la Condamine ficou bastante interessado quando tomou conhecimento da pegajosa e espessa seiva com a qual os índios da Amazônia, no século XVIII, confeccionavam objetos. Assim relatou sua descoberta na Academia de Ciências da França, em 1774. Ali foi dado o primeiro passo para o advento do Ciclo-da-Borracha.

O ciclo da borracha foi um momento extremamente importante na história econômica e social do Brasil, relacionado com a extração do látex e comercialização da borracha. Teve sua centralização na região amazônica, e proporcionou expansão da colonização, atração de riqueza, e grande impulso ao crescimento de Manaus, Porto Velho e Belém.

O látex é uma substância praticamente neutra, com pH 7,0 a 7,2. Mas, quando exposta ao ar por um período de 12 a 24 horas, o pH cai para 5,0 e sofre coagulação espontânea, formando o polímero que é a borracha.

A primeira fábrica de produtos de borracha surgiu na França, em Paris, no ano de 1803. Contudo, o material ainda apresentava algumas desvantagens: à temperatura ambiente, a goma mostrava-se pegajosa. Com o aumento da temperatura, a goma ficava ainda mais mole e pegajosa, ao passo que a diminuição da temperatura era acompanhada do endurecimento e rigidez da borracha.

Através de um tratamento industrial, eliminam-se do coágulo as impurezas e submete-se a borracha resultante a um processo denominado vulcanização, resultando a eliminação das propriedades indesejáveis. Torna-se assim imperecível, resistente a solventes e a variações de temperatura, adquirindo excelentes propriedades mecânicas e perdendo o caráter pegajoso.

A borracha tornou-se, ao longo dos últimos dois séculos, uma das mais importantes matérias primas utilizadas industrialmente. Seu emprego tem crescido em qualidade e diversidade, principalmente a partir da descoberta do processo de vulcanização por Charles Goodyear (1838) e da introdução dos elastômeros sintéticos que vieram substituir a borracha natural em diversas aplicações. Os conjuntos de características que os diferentes tipos de borracha apresentam hoje criaram um mercado diversificado que se estende desde a fabricação de pneus a aplicações em peças cirúrgicas passando por equipamentos industriais como correias transportadoras e de transmissão, absorvedores de impacto, solas de calçados, entre outros.

DEFINIÇÃO DOS TERMOS POLÍMERO, ELASTÓMERO E BORRACHA

Polímero - Substância composta por moléculas caracterizadas pela repetição múltipla de uma ou de várias espécies de átomos ou de grupos de átomos ligados entre si em quantidade suficiente para conferir um conjunto de propriedades que não variam de uma forma marcada por adição ou remoção de uma ou de algumas unidades constitutivas;

Elastómero - Material macromolecular que recupera rapidamente a sua forma e dimensões iniciais, após cessar a aplicação de uma tensão;

Borracha - Elastómero que já está ou pode ser modificado para um estado no qual é essencialmente insolúvel, se bem que susceptível de aumentar de volume num solvente em ebulição, tal como benzeno, metiletilcetona e etanol-tolueno azeotrópico, e que, no seu estado modificado, não pode ser reprocessado para uma forma permanente por aplicação de calor e pressão moderadas.

O perfil das propriedades que pode ser obtido depende fundamentalmente do elastómero escolhido, da formulação do composto utilizada, do processo de produção e da forma e desenho do produto. As propriedades que definem um elastómero só podem ser obtidas usando compostos adequadamente formulados e após vulcanização subsequente.

Elastómeros, ou borrachas, são classes de materiais que, como os metais, as fibras, as madeiras, os plásticos ou o vidro são imprescindíveis à tecnologia moderna.

Relativamente ao termo borracha que abrange um grande número de compostos macromoleculares que podem ser reticuláveis para formar estruturas tridimensionais, deve referir-se que é usual dizer-se que “A borracha, matéria-prima, está para os compostos de borracha assim como a farinha está para o pão” .

O termo “borracha” tinha inicialmente por significado, somente borracha natural e o termo “vulcanização” somente reticulação com enxofre. Face ao aparecimento de muitas borrachas sintéticas e de novos sistemas de reticulação, o alcance daqueles termos foi alargado, para que passem a ser termos genéricos. As borrachas, matéria-prima, podem ser transformadas em elastómeros pela vulcanização.

• Borracha (matéria-prima) - as borrachas (matéria-prima) são polímeros não reticulados, mas reticuláveis (vulcanizáveis) e que são “rubber-elastic” à temperatura ambiente e, dentro de certos limites, em gamas adjacentes de temperatura. A temperaturas elevadas e/ou sob a influência de forças de deformação, a borracha, matéria-prima, mostra, de modo crescente, um fluxo viscoso que a torna capaz, sob condições adequadas, de sofrer processos de modelação. A borracha, matéria-prima, é o material de partida para a manufactura de elastómeros (borracha).

• Elastómeros (borracha) - os elastómeros são materiais poliméricos reticuláveis, a temperaturas inferiores à sua temperatura de decomposição. São duros e tipo vidro a baixas temperaturas e não são sujeitos a fluxo viscoso a altas temperaturas. Em vez disso, especialmente à temperatura ambiente, eles comportam-se de maneira “rubber-elastic”. Este comportamento é caracterizado pelos relativamente baixos valores de módulo de corte que são pouco dependentes da temperatura.

• Vulcanização - a vulcanização é um processo de reticulação pelo qual a estrutura química da borracha, matéria-prima, é alterada. A mudança de estado torna o material elástico, restaura a elasticidade possuída no início pelo material ou alarga o intervalo de temperaturas em que a elasticidade é observada de princípio ao fim.

PROCESSO DE PRODUÇÃO DA BORRACHA

Primeiramente, antes de iniciar a sangria é deve estabelecer diversos critérios, que determinam a vida útil do seringal e sua produtividade, em após isso pode se iniciar a extração do látex. Para extraí-lo, são feitas incisões na casca, a sangria compreende a remoção de uma camada fina da casca, em um corte inclinado que permite o escoamento da seiva, líquido denso e viscoso, colhido em pequenas canecas. O líquido endurece lentamente, em contato com o ar e para retardar a coagulação precoce pode adicionar-se amônia como estabilizadora.

Após a coleta do látex, as árvores continuam a eliminar látex em quantidades menores, esse látex acaba por coagular-se espontaneamente sobre o corte na casca, e na próxima sangria essa película será retirada e em seguida será feita uma nova incisão, estas películas retiradas podem ser misturadas com as borrachas em processamento. A quantidade de borracha obtida nesse processo constitui entre 15 a 20% do total da produção.

O látex coagula por aquecimento e adição de ácido acético, formando uma massa gomosa que, depois de separada, denomina-se “borracha bruta”. A borracha assim obtida é deformável como gesso e passará por processos para adquirir os requisitos necessários para ser utilizada em suas inúmeras aplicações.

Na indústria moderna esta borracha bruta ao chegar segue para uma fase importante, a da mistura, onde são adicionadas substâncias especiais, capazes de torná-la dura e elástica, por exemplo, emprega-se o enxofre ou seus compostos, corantes e outras substâncias químicas, capazes de orientar a reação. A borracha, agora, está pronta para ser utilizada dos modos mais variados. É-lhe dada a forma definitiva, antes de submetê-la à vulcanização, cujo processo final a tornará realmente tal qual nós a conhecemos.

A qualidade das borrachas naturais brasileiras é determinada, em primeira instância, através da inspeção visual, observando sua limpeza, cor, homogeneidade e defeitos. Depois, através de ensaios de laboratório específicos e normalizados são classificadas e comercializadas, com características padronizadas, exigidas pela norma ABNT-EB-1866 de 1988.

Composição Química aproximada da borracha bruta:

Hidrocarbonetos de borracha ------------------- ~ 93,7%

Proteínas ------------------------------------------- ~ 2,2%

Carbohidratos ------------------------------------- ~ 0,4%

Lipídios naturais ---------------------------------- ~ 2,4%

Glicolipídios e Fosfolipídios -------------------- ~ 1,0%

Materiais inorgânicos ---------------------------- ~ 0,2%

Outros ---------------------------------------------- ~ 0,1%

REAGENTES NO PROCESSAMENTO DA BORRACHA

Peptizantes - Servem para reduzir a viscosidade da borracha a fim de facilitar o processamento (tiofenóis).

Aceleradores – Diminuem o tempo necessário à vulcanização da borracha, de várias horas para alguns minutos (dissulfeto de benzotiacilo, 2-mercaptobenzotiazol).

Retardadores do envelhecimento ou antioxidantes – Protegem os artefatos da borracha contra o ataque de oxigênio e do ozônio na atmosfera (difenilamina alquilada).

Ativadores dos aceleradores: Óxido de zinco, ácido esteárico, óxido de magnésio, aminas, etc...

Amolecedores ou impregnadores: Óleos de petróleo, resinas do pinho, frações do alcatrão do carvão.

Borracha Natural

• O dente-de-leão, o guaiúle, a virgaurea, a maclura, e numerosos outros vegetais foram sugeridos como fontes de borracha, porém nenhum tão eficiente na produção de látex quanto à seringueira.

• O látex é obtido fazendo-se incisões nas árvores, de modo que se acumule em pequenas tigelas que são recolhidas com frequência para evitar a putrefação ou contaminação. O látex é transportado para estações centrais, onde é adicionado um preservativo (NH3). A borracha e separada por um processo chamado de coagulação quando ocorre acréscimo de sais e ácidos ao látex, assim fica a massa branca e pastosa, ela é moída e caladrada para remover contaminantes.

Borracha Sintética

• A compreensão de que os fornecimentos de borracha natural poderiam ser cortados pela ação de um inimigo levou a planificação do estabelecimento de uma indústria de borracha sintética nos Estados Unidos, antes do início da Segunda Guerra; as fábricas só terminaram após as fontes de borracha terem caído nas mãos japonesas. A borracha selecionada para a produção foi denominada GR-S (sigla inglesa de borracha de estireno governamental), derivada da borracha alemã Buna-S; hoje é identificada por SBR. Foi necessário criar as instalações para a produção de butadieno e estireno, além das destinadas ao produto de borracha.

Compostos de Látex

• Os látices concentrados possibilitam o uso da borracha como líquido que pode ser:

• Espalhado;

• Pintado;

• Ou revestido a mergulhamento;

• Ou batido em espuma.

• O uso do látex tem aumentado, embora o comércio de travesseiros, colchões e estofados prefiram usar as borrachas de poliuretana e de poliéteres.

Borracha recuperada

• A borracha usada é um ingrediente útil produzido a partir de artefatos de borrachas estragadas.

• Os artefatos são moídos e é feito a separação da borracha, os tecidos, os metais, etc. Mediante as combinações e métodos químicos, mecânicos e de solubilização.

• A borracha recuperada é despolimerizada.

CLASSIFICAÇÃO DAS BORRACHAS

As borrachas podem ser classificadas em grupos, usando uma nomenclatura considerada satisfatória, Norma DIN/ISO 1629, e apresentada na tabela seguinte [3]. Fornecemos também, na mesma tabela, algumas indicações de polaridade e grau de saturação.

A escolha da borracha base para a execução de uma formulação é fortemente determinada pelo comportamento pretendido no que respeita ao amortecimento, à rigidez, à resistência a temperaturas elevadas ou baixas, à resistência a óleos, à resistência ao ataque químico e por algumas das características apresentadas após envelhecimento.

De uma forma simples, dividimos as borrachas em grupos em função da sua resistência a óleo e ao calor. As temperaturas indicadas são temperaturas máximas de utilização aconselhável para as borrachas correspondentes, sem aditivos especiais

DERIVADOS DA BORRACHA

• Pneus de carros

• Luvas cirúrgicas

• Bicos de mamadeira

• Balões de aniversário

• Preservativos

• Borrachas escolares

• Materiais antiderrapantes para pisos

• Botas

• Chinelos

• Tapetes e almofadas resistentes a produtos químicos

• Próteses

• Entre outros...

CONCLUSÃO

A borracha é um produto que pode ser 100% natural ou sintético. A descoberta dela proporcionou inúmeros benefícios para o mundo moderno como a praticidade e conforto. A simplicidade na produção da borracha natural continua a mesma que há muitos anos e sua produção vem gerando renda às comunidades indígenas e humildes que agora almejam mais. Algumas produzem as mantas de látex e vendem posteriormente para os polos industriais que irão processá-las e adicionar aditivos necessários novamente transformando as mantas em objetos e produtos. Outras comunidades produzem já objetos como bolsas, cintos, entre outros e adquirem assim sua renda. Com tudo, a borracha vem sendo cada dia mais importante no dia a dia de todos.

 

REFERÊNCIAS

STEPHENSON, D.R.; Coisas feitas de borracha. Disponível em:<http://www.ehow.com.br/coisas-feitas-borracha-lista_56486/>. Acesso em: 20 de junho de 2014.

SHREVE, R.N. et al. Industriais de Processos Químicos. Borracha. 4. ed. Rio de Janeiro. Guanabara Koogan S.A. c. 36, p. 560-582. Acesso em: 20 de junho de 2014.

CAETANO, M. J. L.; Borracha. Disponível em: <http://www.ctb.com.pt/?page_id=861>. Acesso em: 20 de junho de 2014.

PANTOJA, P. G.;Produção de borracha natural (fsa/fdl)/production de rubber natural. Disponível em:<http://jamaraqua.wordpress.com/produtos-latex/ >. Acesso em: 21 de junho de 2014.

FOGAÇA, J. R. V.; Vulcanização da borracha. Disponível em:<http://www.mundoeducacao.com/quimica/vulcanizacao-borracha.htm>. Acesso em: 21 de junho de 2014.