Resumo: A utilização de materiais elastoméricos sem a presença de carga tem sua aplicabilidade prejudicada principalmente pela elevada susceptibilidade desses polímeros a variações de temperatura. Atualmente o negro de fumo é a carga mais utilizada para reforço de elastômeros no ramo de pneus para automóveis. Sílica tem se mostrado uma interessante opção de carga reforçante por gerar pneus com menor aderência às pistas, reduzindo o consumo de combustível e conseqüentemente emitindo menor quantidade de gases poluentes para a atmosfera. Nesse trabalho foi estudada a interação das cargas de negro de fumo e sílica e associação entre negro de fumo e sílica com a blenda SBR-BR. Processos de extração com tolueno mostraram maior conteúdo do gel polímero-carga para o compósito SBR-Br/20 phr de sílica. (BdR = 38,4%) caracterizando uma melhor interação entre o elastômero e a carga. Esse compósito apresentou também o menor índice de abrasão no teste mecânico. As interações carga-carga que levam a formação de aglomerados foram monitoradas por EDS. Análises por EDS de compósitos SBR-BR/sílica mostraram que em concentrações de 30 phr existe aglomerações de carga que não foram observadas em concentrações menores que 30 phr. Esses compósitos apresentaram alto índice de abrasão. Estudos de termogravimetria de compósitos SBR-BR/carga mostraram que os compósitos com maior concentração de sílica apresentaram menor energia de ativação e tem o seu processo de degradação iniciado em temperatura mais baixa, evidenciando uma interação polímero-carga menos efetiva. Amostras de compósitos SBR-BR carregados com associações de negro de fumo-sílica nas concentrações, em phr, 40-25 e 50-15 apresentaram os mesmos valores de BdR. A energia de ativação para o gel mais concentrado em sílica apresentou uma diminuição na energia de ativação indicando a formação de aglomerados de sílica nessa formulação, o que não foi observado para o gel do compósito carregado com 15 phr de sílica. Os produtos de pirólise do polibutadieno, monitorados por espectrômetro de massa evidenciam a formação de fragmentos com 4 e 5 carbonos. Para os géis carregados com diferentes associações de negro de fumo e sílica, os fragmentos possuem o mesmo número de carbonos com maior grau de insaturações, o que pode estar indicando ressonância nesses fragmentos. Os espectros de infravermelho para a amostra não pirolisada apresentam como principais bandas nas regiões de 2900cm-1, 1640cm-1, 1540cm-1 e entre 1000 e 900cm-1. Os produtos de pirólise apresentam espectros de infravermelho com bandas nas mesmas regiões, com diferença das bandas referentes à molécula de CO2 (2360 e 665cm-1).
Abstract: The use of elastomeric materials without filler has limited applications due great susceptibility the polymers to change temperatures. In the current days carbon black is the most used filler to reinforce elastomers in the tyre industry. Silica has showed an interesting reinforced filler due to produce tyre with smaller adherence with the tracks, reducing the fuel consumption and resulting lower emission of poluent gases to atmosphere. In this work the filler-polymer interaction was study with carbon black, silica and carbon black-silica association as filler and SBR-BR blend as elastomeric material. Extraction process with toluene shows higher gel content polymer-filler to composite SBR-BR/20 phr SiO2 (BdR = 38,4%) characterizing the best polymer-filler interadions. This composite shows the lower abrasion index in the mecanic tests too. The filler-filler interactions that take the formation of agglomerates werw monitored by EDS. EDS analysis of SBR-BR/silica composites showed that 30 phr one happens agglomerations silica-silica, not observed in lower concentractions compared to composite with 30 phr silica. These composites presented high abrasion index. Thermogravimetric studies of composites SBR-BR/filler showed that high silica filled ones present lower activation energy and has degradation process started at low temperatures, evidencing a less effective polymer-filler interaction. Composites samples SBR-BR filled with carbon-black-silica associations in the concentractions 40-25e 50-15 phr, present the same BdR values. The activation energy to high concentraction of silica gel showed a decrease in this parameter indicating silica agglomerations in this case, that wasn?t observed in gel of composite filled with 15 phr silica. The pirolysis products of the polybutadiene, monitored by mass spectrometer, showed the produce of fragments with 4 and 5 carbons. To gels filled with different carbon black-silica associations, these fragments have the same number of carbons with high degree of insaturactions, that can be indicating resonance in these fragments. It was verified from IR spectra main peacks at 2900, 1640, 1540cm-1 and 1000 to 900cm-1 range, for the sample not pirolysed. The pirolysis products show the IR spectra with bands in the sane range, with the difference of CO2 bands. |
