Na indústria da borracha, a resistência à tração é uma propriedade mecânica fundamental. Este parâmetro experimental mede a resistência máxima de um composto de borracha vulcanizada. Mesmo que um produto de borracha nunca seja puxado para perto da sua resistência à tração máxima, muitos utilizadores de produtos de borracha ainda o consideram um indicador importante da qualidade global do composto. A resistência à tração é, portanto, uma especificação muito geral e, embora o uso final de um produto específico tenha pouco a ver com isso, os formuladores muitas vezes têm que se esforçar para atendê-la.

1. Princípios gerais

Para obter a maior resistência à tração, normalmente deve-se começar com elastômeros onde a cristalização induzida por deformação pode ocorrer, por exemplo, NR, CR, IR, HNBR.

2. Borracha natural NR

Os adesivos à base de borracha natural geralmente apresentam maior resistência à tração do que os adesivos de neoprene. Dos vários tipos de borracha natural, o filme de fumaça nº 1 tem a maior resistência à tração. Foi relatado que, pelo menos no caso de compostos cheios de negro de fumo, a película de fumos Nº 3 proporciona melhor resistência à tracção do que a película de fumos Nº 1. Para compostos de borracha natural, devem ser evitados plastificantes químicos (plastisol), como bifenil amidotiofenol ou pentaclorotiofenol (PCTP), pois reduzem a resistência à tração do composto.

3. Cloropreno CR

O cloropreno (CR) é uma borracha cristalina induzida por deformação que proporciona alta resistência à tração na ausência de cargas. Na verdade, a resistência à tração às vezes pode ser aumentada reduzindo a quantidade de carga. Pesos moleculares mais elevados de CR proporcionam maiores resistências à tração.

4. Borracha nitrílica NBR

NBR com alto teor de acrilonitrila (ACN) proporciona maior resistência à tração. O NBR com uma distribuição estreita de peso molecular proporciona uma maior resistência à tração.

5. Influência do peso molecular

Por otimização, o uso de NBRs com alta viscosidade meniscal e alto peso molecular proporciona maior resistência à tração.

6. Elastômeros carboxilados

Considere substituir o NBR não carboxilado por XNBR carboxilado e o HNBR não carboxilado por XHNBR carboxilado para melhorar a resistência à tração do composto.

O NBR carboxilado com uma quantidade adequada de óxido de zinco proporciona uma resistência à tração maior do que o NBR convencional.

7. EPDM

O uso de EPDM semicristalino (alto teor de etileno) proporciona maiores resistências à tração.

8. EPDM reativo

A substituição de EPDM não modificado por 2% (fração de massa) de EPDM modificado com anidrido maleico em misturas com NR aumenta a resistência à tração dos compostos NR/EPDM.

9. Géis

Géis sintéticos como o SBR geralmente contêm estabilizadores. No entanto, ao misturar compostos de SBR a temperaturas acima de 163°C, podem ser produzidos tanto géis soltos (que podem ser misturados) quanto géis compactos (que não podem ser misturados e são insolúveis em certos solventes). Ambos os tipos de gel reduzem a resistência à tração do composto. Portanto, a temperatura de mistura do SBR deve ser tratada com cuidado.

10. Vulcanização

Uma forma importante de obter alta resistência à tração é otimizar a densidade de reticulação, evitar subsulfurização, pós-vulcanização e evitar bolhas na borracha durante a vulcanização devido à pressão insuficiente ou ao uso de componentes voláteis.

11. Vulcanização por queda de pressão

Para produtos vulcanizados em autoclaves, a formação de bolhas e a consequente redução da resistência à tração podem ser evitadas reduzindo gradualmente a pressão até ao final da vulcanização, isto é conhecido como 'vulcanização por queda de pressão'.

12. Tempo e temperatura de vulcanização

Tempos de vulcanização mais longos a temperaturas mais baixas resultam na formação de redes de ligações múltiplas de enxofre, maior densidade de reticulação de enxofre e, consequentemente, maior resistência à tração.

13. A resistência à tração pode ser melhorada através de melhores técnicas de mistura para melhorar a dispersão de cargas de reforço, como o negro de fumo, evitando ao mesmo tempo a mistura de impurezas ou grandes componentes não dispersos.

14. Preenchimentos

Para cargas como negro de fumo ou sílica, a escolha de um tamanho de partícula pequeno com uma grande área superficial específica pode ser eficaz para melhorar a resistência à tração. Enchimentos que não sejam de reforço ou enchimento, como argila, carbonato de cálcio, talco, areia de quartzo, etc., devem ser evitados.

15. Negro de fumo

Para garantir que o negro de fumo esteja bem disperso, seu enchimento deve ser aumentado até o nível ideal para melhorar a resistência à tração. O negro de fumo com um tamanho de partícula pequeno terá uma quantidade de enchimento ideal baixa. Aumentar a área superficial específica do negro de fumo e melhorar a dispersão do negro de fumo estendendo o ciclo de mistura pode melhorar a resistência à tração da borracha.

16. Negro de fumo branco

O uso de sílica precipitada com alta área superficial específica pode efetivamente melhorar a resistência à tração do composto.

17. Plastificantes

Plastificantes devem ser evitados se for desejada alta resistência à tração.

18. Ao vulcanizar compostos de NBR, a vulcanização convencional é mais difícil de dispersar uniformemente, portanto, o enxofre tratado com carbonato de magnésio dispersará melhor em compostos polares como o NBR. Se o agente vulcanizante não estiver bem disperso, a resistência à tração pode ser seriamente afetada.

19. Rede de reticulação com ligações múltiplas de enxofre

Com sistemas de vulcanização convencionais, a rede de reticulação é dominada por ligações polissulfeto; com EV, a rede de reticulação é dominada por ligações simples e duplas de sulfureto, a primeira resultando numa maior resistência à tração.

20. Redes de reticulação iônica

Os compostos reticulados iônicos têm maior resistência à tração porque os pontos reticulados podem escorregar e, portanto, mover-se sem serem rasgados.

21. Cristalização por estresse

A combinação de borracha natural e neoprene contendo cristais de tensão no adesivo ajudará a aumentar a resistência à tração.