Ceras

Introdução às Ceras

Um dos grupos de Agentes Lubrificantes Externos que vamos analisar e que designamos por Ceras (Waxes), é constituído por substâncias que, efectivamente, não são Ceras no sentido correcto do termo. Com efeito, as verdadeiras Ceras são constituídas por ésteres de ácidos gordos de cadeias mais extensas e de mono-álcoois alifáticos de elevado peso molecular. Ora, as designadas “Ceras de Polietileno”, por exemplo, não são verdadeiras ceras. Efectivamente são homopolímeros de etileno, de baixos pesos moleculares. Também as “Ceras de Fischer-Tropsch” não são verdadeiras ceras; são hidrocarbonetos obtidos sinteticamente, com características muito similares a parafinas.

O termo Cera estará apenas a ser aplicado, genericamente, a todas as substâncias sólidas, que fundam a temperaturas relativamente baixas (temperaturas da ordem dos 50ºC e superiores) e que apresentam um aspecto ceroso. 

 

Ceras e suas Propriedades

Como regra de carácter geral, pode dizer-se que o Peso Molecular  e a Estrutura Molecular das Ceras proporcionam:

A) Peso Molecular:

B) Estrutura Molecular:

Estrutura Molecular Linear

Estrutura Molecular Ramificada

 

Ceras de Polietileno

As Ceras de Polietileno (Polyethylene Waxes – PE) podem ser obtidas de Polietileno de baixa densidade (PEBD) (em inglês, LDPE – Low Density Polyethylene) ou de Polietileno de alta densidade (PEAD) (em inglês HDPE – High Density Polyethylene).

As Ceras de Polietileno são constituídas por homopolímeros de etileno totalmente saturados, com elevado grau de linearidade e de cristalinidade, com pesos moleculares relativamente baixos. São obtidas nos processos de produção dos Polímeros de Polietileno. Porque possuem uma baixa compatibilidade com as borrachas, tendem a migrar para a superfície dos vulcanizados, pelo que possuem excelentes características lubrificantes externas, com apreciável redução do atrito com as superfícies em contacto. Contribui também para uma melhor resistência ao desgaste por abrasão. Proporcionam igualmente uma maior facilidade na fase de desmoldagem.

As ceras de PEBD são constituídas por cadeias com um grande número de ramificações, sendo estas constituídas por cadeias curtas e longas. Comparativamente com as ceras PEAD, as ceras PEBD possuem densidade, peso molecular, cristalinidade e ponto de gota mais baixos, e dureza (medida por penetração de agulha) mais elevada, como se mostra no Quadro 1.

 

Como seria de esperar, a velocidade de migração das ceras PEBD é maior do que a velocidade de migração das ceras PEAD.

Em borracha são também utilizadas como agentes de processamento (Processing Aids). Possuem boa compatibilidade com borrachas dos tipos EPDM e IIR. São também utilizadas como agentes lubrificantes em Elastómeros Termoplásticos.

Dosagens recomendadas: de 1 a 6 %, dependendo do tipo de elastómero e de composto. Aconselhamos a seguirem as recomendações dos fabricantes para cada tipo particular de  cera de polietileno, embora nem sempre muito elucidativas. Recomendamos, como com todos os tipos de Lubrificantes Externos, a realização de trabalho experimental, para verificação de resultados.

 

Ceras de Polietileno Oxidado

As ceras de polietileno oxidado, contêm grupos funcionais (grupos ácido e éster) e  possuem, portanto, uma maior polaridade, o que lhes confere, em consequência, uma maior compatibilidade com tipos de polímeros com alguma polaridade, o que poderá ser vantajoso nalguns tipos de aplicações. Podem também ser obtidas de polietilenos de baixa densidade (PEBD) e de alta densidade (PEAD), variando assim as suas principais características, muito especialmente a velocidade de migração.

No Quadro 2 são apresentadas algumas características de Ceras de Polietileno Oxidado (Oxidized Polyethylene Wax – OPE)

 

Dosagens recomendadas: os níveis de dosagem podem ir de 2 a 10%; dosagem que depende do tipo de cera de polietileno oxidado, do composto de borracha e do efeito pretendido.

 

Ceras Fischer-Tropsch

É um tipo de ceras produzido sinteticamente. Ceras muito similares às Parafinas. É também produzida uma cera deste tipo, modificada por oxidação. As suas principais características são indicadas no Quadro 3.

 

Dosagens recomendadas: de 2 a 6 PHR. O nível de dosagem depende do efeito pretendido e da compatibilidade com a borracha ou borrachas presentes no composto. No entanto, aconselhamos a seguirem as recomendações dos fabricantes para cada tipo particular de  cera de Fisher-Tropsch.