Folhas de Borracha e suas Aplicações

1. Folhas de Borracha de Uso Geral

São as Folhas de Borracha produzidas com os tipos de borracha mais convencionais (NR, IR, SBR e EPDM), sem quaisquer requisitos especiais.

 

2. Folhas de borracha com diferentes características nas suas superfícies

Como vimos no tema Tipos de Folhas de Borracha, as Folhas de Borracha podem ser produzidas com diferentes tipos de superfícies:

 

Aplicações:

 

Folhas de Borracha com as duas superfícies polidas

 

Uma superfície polida e uma superfície com impressão de tecido

 

As duas superfícies com impressão de tecido

 

Uma superfície polida e uma superfície com um determinado tipo de textura

 

Uma superfície com impressão de tecido e uma superfície com um determinado tipo de textura;

 

 Uma das superfícies estriada e a outra lisa ou com impressão de tecido

 

Uma das superfícies com textura e a outra lisa ou com impressão de tecido

 

Uma superfície de qualquer dos tipos referidos e a outra com uma película adesiva.

Este tipo de Folhas de Borracha combina requisitos técnicos com a facilidade de uma instalação adesiva. Este tipo de Folhas de Borracha tem aplicação em diversos domínios:

 

Indústrias Diversas

 

Indústria da Construção

 

Indústria Eléctrica e Electrónica

 

3. Aplicações de Folhas de Borracha Transparentes e Translúcidas

Vamos indicar algumas das aplicações mais importantes destes tipos de Folhas de Borracha transparente e translúcida:

 

Equipamentos de Laboratório

 

Indústria Alimentar       

 

Indústria da Construção

 

Indústria Electrónica

 

Indústrias Automóvel e Aeroespacial

 

Médico-Cirúrgicas e Saúde em geral

 

Outras Aplicações Industriais

 

4. Folhas de Borracha (mono, bi ou tri camadas de borracha sólida), para aplicações em que são requeridas características muito diversas e específicas, tais como:

Todos estes tipos de Folhas de Borracha são produzidos com o tipo ou tipos de borrachas que proporcionam melhor desempenho nas condições de serviço e que apresentem uma razoável durabilidade. É o que se mostra no Quadro 2.

 

Neste Quadro 2 são indicadas duas classes de desempenho ou de melhor nível de características técnicas: classes de “Excelente” e de “Bom”.

No entanto, ressalva-se que, em muitas famílias de solventes, e por exemplo, na família dos Álcoois, existem certos tipos de álcoois que escapam à regra geral de resistência a este tipo de solventes. Noutras famílias de solventes, como as cetonas, por exemplo, acontece exactamente o mesmo. Por este motivo, aconselhamos sempre a confirmação da resistência observada, ou por verificação experimental, ou por consulta de várias tabelas de resistência química.

Aliás, e como é referido nas Notas do Quadro 2, este tipo de verificação deve ser sempre efectuado.

 

Uma outra questão, e não menos importante, tem a ver com o tipo de composto formulado e com tipo particular de borracha utilizado. Como se sabe, alguns tipos de borracha sintética oferecem materiais com características muito diversas, como é o caso, por exemplo, das seguintes borrachas:

 

Portanto, há que seleccionar, para o composto de borracha a produzir, o tipo ou tipos de borrachas que melhor respondem aos requisitos exigidos.

Com grande frequência são exigidas Folhas de Borracha com mais do que uma característica técnica relevante em simultâneo como, por exemplo:

Nestes tipos de Folhas de Borracha e não sendo possível obter um bom desempenho e durabilidade com um único tipo de borracha, podem ser produzidas Folhas de Borracha com duas ou mais camadas de borracha de diferentes qualidades.

Já referimos, a título de exemplo,  os casos de Folhas de Borracha com duas e três camadas de diferentes tipos de borracha:

E muitas outras combinações podem ser obtidas, com duas ou três camadas de diferentes tipos de borrachas, para satisfação dos mais variados tipos de requisitos.

 

5. Folhas de Borracha para Aplicações Eléctricas

Vimos já que, em aplicações de natureza eléctrica, às Folhas de Borracha podem ser solicitados quatro tipos de diferentes requisitos:

Estes diferentes requisitos implicam que os compostos de borracha utilizados na produção destes tipos de Folhas de Borracha satisfaçam adequadamente as características que lhes são pedidas. E este desiderato é conseguido por uma selecção adequada do tipo ou tipos de borrachas (elastómeros) utilizados e por uma muito cuidada formulação do composto de borracha.

 

Compostos de borracha isoladora de electricidade

Devem possuir uma resistência eléctrica superficial > 10¹³ Ohm. Devem ser produzidos com tipos de borracha e demais ingredientes que possuam mais altas resistências eléctricas superficiais (mais baixas condutividades eléctricas. Os tipos mais aconselhados de borrachas são: FVMQ, MQ, VMQ, PMQ, IIR, EPDM, FKM, SBR e NR. Não devem ser utilizadas, obviamente, cargas de negros de carbono.

Vimos em Tipos de Folhas de Borracha, Parte 5 – Cor das Folhas de Borracha, que a norma IEC 61111 estabelece cinco classes de resistência de isolamento de folhas de borracha, a que correspondem cinco cores:

Obviamente, as composições das borrachas utilizadas para satisfazer cada um destes requisitos serão diferentes, relativamente ao tipo de borracha utilizado e aos demais ingredientes utilizados.

 

Compostos de borracha Antiestática

Devem possuir uma resistência eléctrica superficial compreendida entre 10¹⁰ e 10¹² Ohm. Este tipo de compostos, sem apresentarem características de isoladores da electricidade, possuem uma resistência eléctrica superficial relativamente elevada, para não permitir que as cargas de electricidade estática se acumulem facilmente.

Devem ser produzidos com os seguintes tipos de borrachas: NR, SBR, NR/SBR, CR, NBR e NBR/SBR. Não devem ser utilizadas, obviamente, cargas de negros de carbono.

 

Compostos de borracha Antiestática dissipativa (ESD – Electrostatic discharge)

Devem possuir uma resistência eléctrica superficial compreendida entre 10⁶ e 10⁹ Ohm. Este tipo de compostos visa permitir que cargas estáticas que se tenham formado se possam escoar em segurança, impedindo assim as descargas súbitas, que são muito prejudiciais.

Para a produção deste tipo de compostos são utilizados os seguintes tipos de borracha:

NR, SBR, NR/SBR, CR, NBR e NBR/SBR. Maior flexibilidade na selecção dos demais ingredientes do composto.

 

Compostos de borracha condutora de electricidade

Este tipo de compostos deve possuir uma resistência eléctrica superficial <10⁶ Ohm. Os tipos de borrachas mais recomendados são: NBR, HNBR, XNBR, NBR/PVC, EPDM, ECO, AU e EU.

No Quadro 3 são comparadas algumas características de compostos de borracha utilizados nos dois tipos extremos: Compostos de borrachas isoladoras e compostos de borrachas condutoras de electricidade.

 

Para satisfazer os requisitos de várias aplicações de natureza eléctrica, as folhas de borracha são constituídas por duas ou três camadas de diferentes tipos de borracha, conforme a seguir se exemplifica:

Figura 10 – Folhas de borracha isoladoras de correntes eléctricas

 

Figura 11 – Folha de borracha ESD e folha de borracha condutora

 

6. Folhas de Borracha Magnéticas

Este tipo de Folhas de Borracha combina  flexibilidade com  força magnética. Embora a sua força magnética seja inferior à dos magnetes tradicionais, produzidos noutros tipos de materiais de natureza rígida, a combinação referida, aliada a um peso muito mais baixo (sobretudo em comparação com os magnetes tradicionais), constituem importantes vantagens num grande número de aplicações, em que o seu desempenho e força magnética satisfazem todos os requisitos.

 

Tipos de Folhas de Borracha Magnética

No processo de fabrico e quando da operação de magnetização, num forte campo magnético, podem ser criados dois tipos de folhas de borracha magnetizadas:

Este tipo possui propriedades magnéticas  que são uniformes em todas as direções, tornando-as adequadas para aplicações gerais. Todavia, são forças magnéticas mais fracas.

Este tipo possui propriedades magnéticas uniformes, em direções específicas, sendo as forças magnéticas mais fortes. São utilizadas em aplicações em que são requeridas forças magnéticas de maior amplitude.

Estes tipos de folhas são mostrados, de forma esquemática, na Figura 12.

Figura 12 – Folhas de borracha magnéticas isotrópicas e anisotrópicas (Esquemático)

 

Vamos de seguida descrever algumas das suas principais aplicações, algumas das quais ocorrem, bem perto de nós, no nosso dia-a-dia. Por exemplo:

 

Folhas de borracha magnética, do tipo isotrópico

 

Folhas de borracha magnética, do tipo anisotrópico

Para aplicações do tipo funcional e essencialmente técnico, em que é exigida uma maior força magnética, como por exemplo:

Como já foi referido no Quadro 2, estes tipos de Folhas de Borracha são produzidos, correntemente, com borrachas NBR, CR, EPDM, SBR e CM. As características magnéticas são conferidas ao composto de borracha, normalmente, pela presença de pó magnético de ferrite (ferrite de bário ou ferrite de estrôncio).

A magnetização é obtida num forte campo magnético, onde podem ser criados os dois tipos de folhas de borracha magnetizadas atrás referidos.

 

7. Folhas de Borracha Celular (células abertas ou células fechadas).

Estes tipos de Folhas de Borracha são caracterizados pela sua leveza, flexibilidade, compressibilidade e resiliência, o que lhes confere um amplo campo de aplicações.

Basicamente existem dois tipos de borracha celular utilizadas na sua produção: as borrachas celulares de célula aberta e as borrachas celulares de célula fechada, que possuem distintos tipos de comportamento, de certo modo determinantes das suas aplicações.

Os tipos de borracha correntemente utilizados na produção de borracha celular são as borrachas NR, IR, SBR, CR, NBR, EPDM, EVA, Q e FKM. A densidade das folhas de borracha celular tem um efeito relevante nas propriedades que as caracterizam atrás referidas, em particular a sua compressibilidade e a sua resiliência.

Na Figura 13 são mostrados, de forma esquemática, tipos de folhas de borracha celular, mono, bi e tri camadas.

Figura 13 – Folhas de borracha celular, mono, bi ou tri camadas

 

A presença de outras camadas de borracha (borracha sólida), para além da camada de borracha celular, destinam-se a conferir, nalguns tipos de aplicações:

Nas folhas de borracha tri camadas, a camada de borracha celular está, por regra, no meio e as camadas de borracha sólida exteriores podem ser de borracha da mesma qualidade ou de qualidades diferentes. Por exemplo, uma resistente aos óleos e a outra resistente aos agentes atmosféricos.

Uma importante característica da borracha celular é o seu peso específico. Nas folhas de borracha celular, célula aberta, o peso específico varia normalmente entre 0,10 e 0,60 g/cm³. A formulação do composto de borracha é determinante na obtenção de determinado valor do peso específico.

As principais aplicações deste tipo de folhas de borracha são as seguintes:

Nas folhas de borracha celular, célula fechada, o peso específico varia normalmente entre 0,02 e 0,35 g/cm³. Também neste caso, a formulação do composto de borracha é determinante na obtenção de determinado valor do peso específico.

As principais aplicações deste tipo de folhas de borracha são as seguintes:

 

8. Folhas de Borracha com Cortiça (Rubber Cork)

As Folhas de Borracha com Cortiça associam dois tipos de diferentes  materiais, com algumas propriedades comuns, embora com diferentes grandezas. Na Tabela 6 mostram-se algumas dessas propriedades.

Notas:

 

Vejamos as propriedades mais significativas:

 

Do ponto de vista das Aplicações de Folhas de Borracha com Cortiça (Rubber Cork Sheets), tais como:

por exemplo, a sua Estrutura Celular, baixa Densidade, baixa Condutividade Térmica, baixa Recuperação Elástica, baixa Resiliência e boa Absorção de Energia (Amortecimento), serão as suas características técnicas mais relevantes.

Na Tabela 7 á mostrada a gradação dessas características para a Cortiça e para cinco tipos de compostos de borracha, baseados em NR, SBR, CR, NBR e IIR.

 

As propriedades características dos compostos das Folhas de Borracha com Cortiça dependem, fundamentalmente:

Contudo, exercem maior influência nas características das Folhas de Borracha com Cortiça:

O efeito da relação Cortiça/Composto de borracha é bem visível no aspecto visual da Folha de Borracha com Cortiça, como se mostra na Figura 14.

Figura 14 – Aspecto visual de Folhas de Borracha com Cortiça, com diferentes valores da relação Cortiça/Borracha

 

A densidade, muito aproximada, da mistura cortiça com borracha, pode ser calculada facilmente, conhecidas que são as respectivas densidades e relação cortiça:borracha.

Vejamos um exemplo:

= 0,6 . 0,15 + 0,4 . 1,25 = 0,59

O valor da densidade é muito aproximado, pois que depende do processamento que é dado à mistura, o qual pode alterar, ligeiramente, as densidades da cortiça e da borracha (no caso de borracha celular).