Formulação de compostos transparentes e translúcidos

Introdução

A formulação de um composto de borracha translúcido ou transparente é um caso particular da formulação de compostos de borracha. Esta particularidade resulta do facto deste tipo de formulação implicar um conjunto de limitações na selecção e na dosagem dos diversos ingredientes.

Os primeiros compostos de borracha vulcanizada produzidos e que eram constituídos por borracha natural e enxofre apresentavam algum grau de transparência. Porém, com a adição de óxido de zinco, a transparência foi perdida e o composto tornou-se completamente opaco.

A utilização de sílica amorfa no reforço da borracha data de 1948, e deve-se à empresa americana Columbian Chemical Division (pertencente à empresa Pittsburgh Plate Glass Co. Ltd.). A carga de sílica amorfa veio permitir a obtenção de vulcanizados de cor não negra, com qualquer tipo de borracha e com excelentes propriedades físicas.

Por outro lado, veio permitir também a produção de borracha translúcida ou transparente com outros tipos de borrachas o que, até então, somente era possível com borracha natural, sem qualquer tipo de carga e outros aditivos.

Este tipo de compostos são vulgarmente designados por compostos de goma pura (pure gum compounds). São constituídos apenas pelo polímero e pelos ingredientes necessários para a sua vulcanização (Figura 1).

Figura 1 – Constituição de um composto goma pura (pure gum)

Um composto do tipo goma pura de borracha natural possui um baixo módulo, tensão de rotura, alongamento na rotura e resiliência elevados, uma dureza baixa (41 Shore A) e, curiosamente, uma excelente resistência ao desgaste, sendo por esta razão aplicados como forro interior de mangueiras para jacto de areia, por exemplo.

Os compostos pura goma de borracha de poli-isopreno (IR) e de policloropreno (CR) proporcionam também propriedades similares à borracha natural; no caso do policloropreno a tensão de rotura é mesmo superior. As borrachas de estireno-butadieno (SBR), de polibutadieno (BR) e de acrilonitrilo butadieno (NBR) proporcionam também a obtenção de compostos translúcidos e transparentes, embora com propriedades físicas muitíssimo fracas (Quadro 1).

A formulação de compostos de borracha com dosagens relativamente elevadas de tipos de cargas claras, menos reforçantes ou inertes (carbonatos de cálcio de todos os tipos, caulino, china clay, barita, etc.), não permite a obtenção de vulcanizados transparentes ou mesmo translúcidos, pois que conferem aos vulcanizados opacidade.

São fenómenos de reflexão e de refracção da luz nas partículas de carga dispersas na matriz de borracha que causam esta opacidade. A transmissão da luz através de um composto de borracha será tanto menor quanto maior for a diferença entre os índices de refracção da carga ou cargas, da borracha, e de outros ingredientes, eventualmente utilizados em níveis de dosagem relativamente elevados. Obviamente esta situação ocorre também com misturas de duas ou mais borrachas com índices de refracção muito diferentes.

Quanto maior for a diferença entre o índice de refracção da borracha e dos ingredientes presentes em maiores quantidades, maior será a quantidade de luz reflectida e refractada, a quantidade de luz transmitida será menor e o composto será tanto mais opaco. Se o índice de refracção da carga for muito próximo do da borracha, uma elevada percentagem de luz será transmitida, não sendo portanto reflectida e então o grau de transparência será mais elevada. Veremos estes aspectos numa outra página.