Interação entre coagentes tipos I e II e isômeros de polibutadieno em sistemas de reticulação via peróxido orgânico

Abstract

O polibutadieno (BR) é a segunda borracha sintética mais produzida em escala mundial, sendo aplicada principalmente na forma de blendas com borracha natural e borracha estireno-butadieno (SBR) para vulcanização de pneus. As propriedades finais do material reticulado são fortemente influenciadas pelas reações ocorridas na etapa de vulcanização, seja via enxofre ou peróxidos orgânicos. Este trabalho busca avaliar a influência de isômeros de polibutadieno e coagentes tipos I e II em composições de diferentes isômeros de polibutadieno produzidos com sistema de reticulação via peróxido orgânico aplicando diferentes concentrações de coagentes tipos I e II. Para o estudo, foi utilizado o peróxido de dicumila (DCP) em teor constante, associado aos coagentes Dimetacrilato de Etilenoglicol (EGDMA) e Trialilisocianurato (TAIC), nas concentrações de 0,5, 1,5 e 2,5 phr, na reticulação de isômeros de polibutadieno de alto teor de cis-1,4-butadieno e alto teor de vinil-1,2-butadieno. Foi possível observar que a combinação do polibutadieno com alto teor de vinil-1,2-polibutadieno com o coagente tipo I (EGDMA) resultou em tempos de cura até 2,3 vezes mais rápido em relação ao isômero cis-1,4-polibutadieno. Os resultados também demonstram que a variação no teor de coagente interfere diretamente na densidade de reticulação das amostras, sendo inversamente proporcional entre os coagentes, onde o coagente tipo I resulta em um aumento da densidade de reticulação de até 2,5 vezes conforme se eleva a dosagem de coagente, enquanto o coagente tipo II reduz pela metade a cada phr de coagente adicionado.

Polybutadiene rubber (BR) is the second most used elastomers in the world, especially blended with natural rubber (NR) and styrene-butadiene rubber (SBR). The final properties of the crosslinked material are highly influenced by the reactions occurred during the crosslinking process, whether by sulfur or organic peroxide. This study aims to evaluate the influence of polybutadiene isomers and coagents type I and II in compositions of different polybutadiene isomers produced with organic peroxide, applying various contents of coagents type I and II. In this study, it was used dicumyl peroxide (DCP) on a constant content, associated with coagents Ethylene Glycol Dimethylacrilate (EGDMA) and Triallylisocyanurate (TAIC), in concentrations of 0,5, 1,5 and 2,5 phr, for the crosslinking process of polybutadiene isomers with high content of cis-1,4-butadiene and vinyl-1,2-butadiene. It was possible to identify that combination of polybutadiene isomer with high content of vinyl-1,2-butadiene combined with coagent type I (EGDMA) resulted in curing times even 2,3 times faster than the polybutadiene isomer with high content of cis-1,4-butadiene. The results also showed that the variation in content of coagent interferes directly in the crosslink density of the compositions, being inversely proportional between the coagents type I and II, where the coagent type I causes increasing in the crosslink density up to 2,5 times according to the increasing in the content of the respective coagent, whereas coagent type II reduces by half according to the increase of the respective coagent.