Definição do Tipo de Borracha

As composições elastoméricas, na presença das mais variadas substâncias químicas podem comportar-se de diferentes maneiras:

No caso do inchamento em óleos e solventes, que se ilustra em seguida, mostra que o fenómeno é governado por uma lei de difusão. A profundidade de penetração do óleo ou solvente difundido na massa de borracha, é proporcional à raiz quadrada do tempo de imersão. O coeficiente de difusão e o tempo de penetração dependem do tipo de óleo ou solvente e, sobretudo, da sua viscosidade, como se mostra na Figura 3 (extraída de “Engineering design with natural rubber”, Lindley, P.B., MRRDB).

Depende também, como é óbvio, do tipo de composição de borracha. No nomograma apresentado na Figura 4, são estabelecidas as relações entre a viscosidade do óleo, a profundidade de penetração e o tempo, para um vulcanizado de borracha natural.

Fig. 3: Tempo de penetração vs. viscosidade do fluído (em NR)

Fig. 4: Nomograma que relaciona a viscosidade,
a distância de penetração e o tempo,
em borracha natural vulcanizada, imersa em óleo

A acção da temperatura é também muito importante em todos aqueles fenómenos. Normalmente um aumento na temperatura aumenta o efeito dos fluidos sobre os materiais elastoméricos. Este efeito depende do tipo de borracha, da composição utilizada e da substância química ou fluido em contacto. Assim se compreende que uma determinada composição seja adequada para trabalhar em presença de uma determinada substância química, à temperatura ambiente, mas que é dramaticamente destruída a temperaturas mais elevadas.

Por este motivo, na selecção do tipo de borracha têm que ser consideradas, numa primeira etapa, as condições de serviço, como sejam a temperatura e o meio envolvente. Com efeito, estas condições são definidoras do tipo de borracha ou borrachas a utilizar. É o que se mostra na Tabela 6, onde se apresentam recomendações gerais para as borrachas mais correntes, em função da temperatura de serviço, da resistência a óleos e da resistência ao ozono.

Existem muitas tabelas deste tipo, mais ou menos completas; todavia, quando comparadas entre si, apresentam por vezes alguma discordância, pelo que, em caso de dúvida, o projectista deve contactar o tecnologista. É mesmo  aconselhável que isso ocorra, nesta fase do projecto.

Quando o artefacto a produzir vai trabalhar em contacto com uma ou mais substâncias químicas, são muito úteis as diversas tabelas de compatibilidade química dos elastómeros, que estão disponíveis em livros, artigos técnicos, bases de dados e, especialmente, numa grande quantidade de documentação que é publicada pelos fabricantes de elastómeros. Também se pode encontrar muitas tabelas deste tipo em numerosos sites da Internet. Nas tabelas referidas, é indicado o comportamento dos vários elastómeros, nas mais variadas condições – tempo, temperatura e concentração – na presença das mais variadas substâncias químicas (ácidos, bases, solventes, óleos, gases, etc.)

Tabela 6

As informações mencionam, geralmente, o nome da substância química, a temperatura e a concentração; o comportamento dos elastómeros é indicado por classes de resistência, por exemplo, numa escala de 1 a 5, de acordo com o seguinte:

Apresenta-se de seguida um exemplo, ainda que parcial, de uma tabela de este tipo:

Fonte: www.vipheinke.com

Neste caso, as classes de resistência são indicadas por letras: A = Excelente resistência; B = Boa resistência; C = Fraca resistência; X = Não recomendável; Em branco = Insuficiente informação.

Por vezes são utilizadas cores devidamente codificadas, para escalonar a resistência aos diversos fluidos, como se ilustra de seguida:

Código de cores: Resistente, Moderadamente Resistente e Não Resistente
Fonte: http://www.rubberlining.de/1bestaendigkeit.htm

Ao seleccionar a substância química pretendida (a determinada concentração e temperatura), surge no lado direito a tabela de compatibilidade, com codificação mista, numérica (1 a 4) e a cores, com os significados seguintes:

1- Resistência Muito Boa: efeito nulo ou pouco significativo, podendo apresentar um inchamento compreendido entre 0 e 5% em volume.
2- Resistência Boa: Pode apresentar um inchamento compreendido entre 5 e 10% em volume.
3- Resistência Moderada: pode apresentar um inchamento compreendido entre 10 e 20% em volume.
4- Não Recomendável.
nn – efeito não conhecido

Guia de Resistências

Uma excelente base de dados relativa a resistência química de elastómeros, encontra-se no site: http://www.dupontelastomers.com/tech_info/chemical.asp

Para a utilizar, é necessário efectuar o registo no site (Log On). Esta base de dados “Chemical Resistance Guide” é uma colectânea dos dados publicados por 17 empresas (empresas fabricantes de borrachas sintéticas, laboratórios institucionais e empresas fabricantes de produtos de borracha):

Também a organização inglesa RAPRA Technology Limited, na sua publicação “Chemical Resistance Data Sheets”, Volume 2 (a última revisão/edição data de 1993), apresenta um conjunto de dados relativo à resistência química das borrachas. O volume 1 é dedicado aos materiais plásticos.

Todavia, as informações fornecidas nas diversas tabelas ou bases de dados disponíveis devem ser utilizadas cuidadosamente, pois que as condições de serviço do artefacto em estudo podem não corresponder exactamente àquelas que são referidas. As tabelas ou bases de dados disponíveis não são obviamente exaustivas, motivo pelo qual aconselhamos os técnicos a reunir o maior número de documentos desse tipo (tabelas), e a dispor do maior número de bases de dados.

Na página “Formulações em borracha” são apresentados, na Tabela 4, dados relativos a cerca de 1390 substâncias químicas. Quando não se encontra qualquer informação sobre uma  determinada substância, o único caminho a seguir é realizar ensaios de compatibilidade química nas condições pretendidas. O que, necessariamente, requer tempo, por vezes não compatível com a urgência do cliente.