Epoxidação "in situ" aplicada ao látex de borracha natural

Abstract

IntroduçãoA utilização da borracha natural (NR) abrange uma diversidade de artefatos, principalmente, devido às excelentes propriedades mecânicas que a mesma confere a estes. Isto faz com que este tipo de borracha seja alvo de inúmeras pesquisas, onde a busca por metodologias que a modifiquem quimicamente tem despertado o interesse das pesquisas atuais, para assim, ampliar suas áreas de aplicação. Pesquisas focadas na modificação da estrutura interna de polímeros tem sido desenvolvidas englobando uma variedade de borrachas sintéticas [1][2][3][4][5][6][7][8] , dentre as quais destacam-se reações de maleinização [4] , sulfonação [5] , epoxidação [1][2][3] e hidrogenação [6][7][8] . Trabalhos de pesquisa desenvolvidos por nosso grupo [1,2] demonstraram que a epoxidação in situ via ácido perfórmico é fácil, rápida e eficaz quando a mesma é aplicada a borrachas em solução. A reação ocorre in situ sob temperatura onde o grau de modificação depende tanto das condições reacionais quanto dos reagentes envolvidos [9][10][11][12] . Portanto, a epoxidação representa um método versátil e conveniente para a modificação das propriedades químicas e físicas da NR, possibilitando, por exemplo, a obtenção de materiais mais resistentes a fluidos (óleos e gases) e estáveis termicamente. Ainda, devido a alta reatividade do grupo epóxido, modificações subseqüentes na cadeia polimérica são possíveis, ampliando, portanto, o campo de utilizações. No caso da modificação da NR na sua forma látex, vantagens como a fácil incorporação e baixo consumo de energia a tornam ainda mais atrativa. Desta forma, pesquisas envolvendo a epoxidação da borracha natural (NR) em sua forma látex [9][10][11][12][13][14] têm sido incentivadas no intuito de estabelecer as melhores condições reacionais sem que seja necessário tratamento prévio da mesma, minimizando, assim, custos com processos e reagentes. O látex de borracha natural (NR látex) é constituído basicamente por uma fase dispersa contendo partículas de borracha (cis-poliisopreno) e outros componentes não borrachosos, em menor quantidade, e uma fase dispersante, aquosa, a qual contém muitas outras substâncias orgânicas e sais minerais em solução [15,16] . Cabe salientar que reações em látex requerem a transferência dos reagentes da fase aquosa para dentro das partículas de borracha, processo que requer controle quanto a estabilidade do mesmo frente aos reagentes empregados [17] . O processo de epoxidação mais usual envolve a formação de um perácido no meio reacional (processo este chamado in situ) [14,18] para o qual utilizam-se como reagentes o peróxido de hidrogênio e o respectivo ácido (geralmente ácido fórmico ou ácido acético) com posterior formação do anel epóxi como parte integrante da cadeia polimérica. Porém, segundo a literatura [14,16] , tanto o ácido fórmico quanto o ácido acético podem ser também utilizados no processo de coagulação do látex tendo-se como resultado a formação de um aglomerado de borracha. Este fenômeno está relacionado a uma variação no pH do meio promovida pela adição d...

Coleção desafios das engenharias: Engenharia de materiais e metalúrgica

“…As bandas em 1447, 1380 e 1253 cm -1 podem ser atribuídas aos grupos -CH 2 -e -CH 3 e à flexão C-H. Enquanto, as absorções em 2858, 2925 e 2962 cm -1 correspondem à deformação axial da ligação entre carbono e hidrogênio dos alcanos. Por fim, a existência de uma banda fraca em 3410 cm -1 , região característica do grupo -OH, pode estar relacionada à ocorrência de reações de abertura do anel epóxi (reações secundárias) (SANTIN et al, 2012;SILVERSTEIN et al, 2012;YAHYA et al, 2011).…”

“…As interações intermoleculares das ligações de hidrogênio são utilizadas para construir compostos autorreparáveis através de redes supramoleculares, uma vez que essas ligações são mais fracas do que as presentes na rede e, portanto, serão rompidas quando ocorrer algum dano no material e se reformarão devido ao seu caráter dinâmico (HERBST et al, 2013;URDL et al, 2017). Phadke et al (2012) (SANTIN et al, 2012;GNECCO et al, 1996;GAN & NG, 1986).…”