Agentes Antideslizamento

Factores envolvidos

Como podemos imaginar, são de variada natureza os factores envolvidos neste tipo de problemas.

No caso dos pneus, uma boa aderência do pneu à estrada depende do tipo de pneu, mas depende também da sua condição quanto à sua pressão de enchimento e, porventura o mais importante, do tipo de pavimento (flexível, semirígido ou rígido) e da sua condição (seco ou molhado, com areia, etc.). No tipo de pneu, os aspectos mais importantes serão a qualidade do composto de borracha do piso, o seu desenho (tyre tread pattern) e a sua relação nominal de aspecto. Na Figura 1 são mostrados alguns tipos de desenhos de pisos de pneus.

Figura 1 – Tipos de desenhos de pisos de pneus

No caso de tapetes e de pavimentos em borracha, os factores mais importantes são, tal como acontece com os pneus, a qualidade do composto de borracha e também o desenho da sua superfície. Também os locais e as condições em que vão ser utilizados determinam as características a que devem obedecer, para que proporcionem as melhores condições de segurança.

Nas Figuras 2 e 3 são mostrados alguns dos desenhos que são encontrados em tapetes e em pavimentos de borracha.

Figura 2 – Desenhos observados na superfície de tapetes de borracha

Figura 3 – Desenhos observados na superfície de pavimento de borracha

Ao longo dos anos tem vindo a ser produzida muita legislação sobre condições de segurança nos mais diversos locais de actividade humana, regulamentando também estes tipos de produtos de borracha. Mas, como a interacção entre este tipo de produtos – pavimentos em geral, se estabelece com o calçado utilizado, foi igualmente criada legislação que regulamenta o tipo de calçado e seus requisitos, para que a movimentação das pessoas, em qualquer tipo de actividade, se efectue em segurança.

Estes tipos de requisitos surgiram, com maior frequência nas últimas três décadas. Devo dizer que durante uma boa parte da minha actividade profissional não tive solicitações relativas a resistência ao deslizamento. Tampouco relativamente a lubrificação externa. E foi, de facto, nos últimos anos de carreira que fui confrontado com as primeiras solicitações, neste caso de lubrificação externa, em componentes para o sector automóvel. Anos mais tarde, as primeiras solicitações para resistência ao deslizamento de solas em borracha, para calçado de segurança e também para calçado especial, nomeadamente para uso desportivo.

Tradicionalmente, os requisitos de uma boa aderência dos pneus ao piso eram resolvidos por um adequado design do seu piso e por composto de borracha que não era, por norma, aditivado com qualquer tipo de agentes antideslizamento. Por exemplo, uma melhor aderência ao piso com neve era obtida com a utilização de piso com pregos (tread studs), ou com as conhecidas correntes metálicas.

No caso de solas em borracha para diversos tipos de calçado, procurava-se adequar as características da borracha (especialmente a sua dureza) ao desenho do rasto da sola, no sentido de permitir um melhor contacto entre o rasto da sola e a superfície do pavimento. Um composto de borracha de menor dureza (também menor módulo de deformação) adapta-se melhor ao pavimento do que um composto de borracha com maior dureza. É o que se mostra, de forma esquemática, na Figura 4.

Figura 4 – Adaptação do rasto de solas ao pavimento (esquemático)

Na Figura 5 são apresentados alguns tipos de rastos de solas em borracha, figuras do Website da empresa Vibram, um conhecido fabricante italiano de componentes para calçado.

Figura 5 – Desenhos de diversos tipos de rastros de solas Vibram

Formulação de Compostos de Borracha com Agentes Antideslizamento

Na versão original deste tema, referi as lecitinas hidroxiladas como um agente promotor de características antideslizantes. As lecitinas hidroxiladas são lecitinas modificadas com grupos hidroxilo; as lecitinas são, por sua vez,  substâncias gordas, presentes em tecidos de origem animal ou vegetal, e são constituídas por colina (faz parte de vitaminas de complexo B), glicerol, triglicerídeos, ácidos gordos, fosfolipídeos e glicolipídeos. Este tipo de utilização foi patenteado: Patente US 5356466, de 18 de Outubro de 1994. Esta substância é aplicada na superfície dos artefactos de borracha sob a forma de uma dispersão. Um tipo de solução que não me agrada sobremaneira! Um tanto semelhante à aplicação de revestimentos especiais (coatings) na superfície dos tapetes ou dos pavimentos…

A adição aos compostos de borracha de cargas minerais abrasivas ou das chamadas bio cargas (bio fillers) (cascas de nozes, amêndoas, pistachios, etc., adequadamente moídas e micronizadas) constitui uma forma de conferir aos compostos de borracha adequados coeficientes de atrito, isto mediante a selecção do tipo de abrasivo na granulometria mais adequada e utilização de uma dosagem também devidamente aferida. Obviamente que a adição destes materiais introduz alterações nas características físicas, mecânicas, reológicas e tribológicas do composto de borracha, que merecem grande atenção, pois podem prejudicar alguns dos requisitos especificados. Saliente-se que a resistência à abrasão é, por regra, melhorada.

No Quadro 1 são indicados os materiais abrasivos mais utilizados como agentes antideslizantes, a sua dureza Mohs e a sua densidade.

Estes materiais, que são correntemente utilizados em operações de decapagem, existem em várias granulometrias e, nalguns tipos, com diferentes formas das suas partículas constituintes.

A sua aplicação destes materiais em compostos de borracha não está ainda muito estudada e ainda menos divulgada. Daí que a sua utilização exija ao técnico formulador um trabalho experimental muito elaborado; uma boa selecção do tipo de abrasivo, com uma adequada granulometria e um nível de dosagem também bem aferido, para o efeito pretendido, como já atrás referimos.

Um estudo relativamente recente, sobre este tema, foi publicado em Março de 2021 na revista Rubber World: “Almond Production Residues as Natural Rubber Fillers”, Autores Colleen McMahan, Lennard Torres, Delilah Wood, William Orts, da empresa Wagner Agricultural Technologies LLC.

 Neste estudo pode ser observada a variação de várias propriedades com a variação nos níveis de dosagem de negro de carbono N550 e de granulado de casca de amêndoa.