Agentes Esponjantes ou de Expansão

 

Introdução

Borracha esponjosa é o termo mais vulgar para designar a borracha cuja estrutura é constituída por células de maior ou menor dimensão, células que podem ser fechadas ou abertas, comunicando, neste caso, uma com as outras. Estas células são criadas pela inclusão, no composto de borracha, de determinado tipo de substâncias – os chamados agentes esponjantes ou agentes de expansão, as quais, quando aquecidas acima de determinada temperatura, libertam uma determinada quantidade de gás ou gases, os quais criam na massa e borracha – em fase de vulcanização, as mencionadas células. Os processos que conduzem à obtenção de estruturas constituídas por células abertas ou fechadas são diferentes e serão analisados no capítulo Aplicações – Materiais Celulares.

A produção da primeira borracha celular, obtida com o recurso a agentes esponjantes data de 1846, tendo dado origem ao registo de algumas patentes (Thomas Hancock, entre outros). Um dos agentes esponjantes então utilizados foi o carbonato de amónio. Alguns anos mais tarde, a borracha esponjosa era já comercializada em Inglaterra.

Nos Estados Unidos da América do Norte a borracha celular começou a ser produzida em grande escala pela empresa B.F Goodrich a partir de 1902; o agente esponjante utilizado era o carbonato de amónio.

Borracha celular obtida a partir de látex de borracha natural foi obtida em 1929 pela empresa Dunlop (espuma de borracha – rubber foam) e a sua utilização vulgarizou-se após a 2ª Guerra Mundial, no fabrico de colchões e almofadas.

Os primeiro agente esponjante orgânico foi comercializado pela empresa DuPont em 1940; tratava-se, quimicamente, de diazo amino benzeno (DAAB), de fórmula molecular C6H5NNNHC6H5, uma substância que escurecia os vulcanizados, mas que mesmo assim foi utilizada durante a II Guerra Mundial no fabrico de alguns artigos para fins militares.

Outro esponjante de origem orgânica utilizado foi o isobutironitrilo (AIB), de fórmula molecular (CH3)2CHCN, abandonado na década de 50, pelo facto de originar produtos tóxicos, resultantes da sua decomposição.

Em 1946 foi introduzido pela empresa ICI um esponjante orgânico que acabaria por ser predominante nos anos que se seguiram: o dinitroso pentametilene tetramina (DNPT), de fórmula molecularC5H10N6O2. A decomposição do DNPT é um processo exotérmico e o calor libertado acaba por ser um contributo para o processo de vulcanização. Os gases libertados são o azoto e o monóxido de carbono. O principal inconveniente deste esponjante é o cheiro desagradável, que confere aos vulcanizados.

Em 1951 a empresa americana Naugatuck Chemical Company (do grupo Uniroyal) produziu p-p’-oxybis benzeno sulfonil hidrazida (OBSH), com a fórmula C12H14N4O5S2.

Ainda por ocasião da II Guerra Mundial, os alemães utilizaram azodicarbonamida (ADC), com a fórmula molecular C2H4N4O2. Embora a sua temperatura de decomposição seja relativamente elevada (195-230ºC), verificou-se que a presença de compostos com zinco, glicóis ou ureia, baixava essa temperatura.