As cargas são essenciais nos compostos de borracha. Melhoram significativamente várias propriedades, como a resistência mecânica, a condutividade térmica, as propriedades eléctricas e a resistência ao desgaste.
A escolha da carga depende dos requisitos específicos da aplicação e das melhorias desejadas nas caraterísticas da borracha.
Aqui, iremos explorar os diferentes tipos de cargas normalmente utilizadas em compostos de borracha, as suas vantagens e o seu impacto nas propriedades da borracha.
4 pontos-chave explicados: Tipos, vantagens, impacto e considerações
1. Tipos de cargas utilizadas em compostos de borracha
Cargas inorgânicas: Estas incluem cargas de nanopartículas, cargas de metais e óxidos, cargas de bigodes, grafite, fibra de carbono (CF) e fibra de vidro (GF).
As cargas de nanopartículas, como as nanométricas Al2O3, SiO2 e TiO2, oferecem melhorias significativas nas propriedades tribológicas e mecânicas devido ao seu pequeno tamanho e grande área de superfície específica.
Cargas minerais e artificiais: Exemplos incluem barita, minerais, sílica, sulfato de bário e microesferas ocas de vidro.
Estas cargas são conhecidas por reduzir a fluência e melhorar a estabilidade dimensional em compostos de borracha, particularmente em aplicações de alta temperatura.
Negro de fumo e partículas de vulcanizado moídas: São normalmente utilizadas para aumentar a viscosidade Mooney e o comportamento tixotrópico dos compostos de borracha.
O tipo de moagem (ambiente ou criogénica) afecta a viscosidade e as oclusões no interior da borracha.
2. Vantagens das cargas nos compostos de borracha
Propriedades mecânicas melhoradas: As cargas como as nanopartículas e o negro de fumo podem melhorar significativamente as propriedades mecânicas da borracha, incluindo a força, a resistência ao desgaste e a durabilidade.
Condutividade térmica e eléctrica melhorada: As cargas metálicas proporcionam uma excelente condutividade térmica e eléctrica, tornando-as adequadas para aplicações que requerem estas propriedades.
Melhor estabilidade dimensional: As cargas minerais e artificiais ajudam a reduzir a fluência e a melhorar a estabilidade dimensional, especialmente a altas temperaturas.
Aumento das propriedades eléctricas: As cargas podem modificar as propriedades eléctricas dos compostos de borracha, afectando a resistência dieléctrica, a constante dieléctrica e o fator de dissipação.
3. Impacto das cargas nas propriedades da borracha
Viscosidade Mooney: A adição de cargas como o negro de fumo e partículas de vulcanizado moídas pode aumentar a viscosidade Mooney dos compostos de borracha, afectando as suas caraterísticas de processamento.
Tixotropia: O negro de fumo, em particular, pode aumentar consideravelmente a tixotropia dos compostos de borracha, o que é crucial para aplicações que requerem propriedades de fluxo controladas.
Reforço: As cargas de reforço, como os negros de fumo e as sílicas, proporcionam o mais elevado grau de reforço, enquanto outras cargas minerais, como as argilas e o carbonato de cálcio, são utilizadas quando não é necessário um reforço elevado.
4. Considerações sobre a escolha de cargas
Requisitos de aplicação: A escolha da carga deve estar de acordo com os requisitos específicos da aplicação, tendo em conta factores como a gama de temperaturas, a tensão mecânica e as propriedades eléctricas.
Caraterísticas de processamento: O impacto das cargas nas caraterísticas de processamento dos compostos de borracha, como a viscosidade e a tixotropia, deve ser tido em conta durante a seleção.
Custo e disponibilidade: O custo e a disponibilidade das cargas também devem ser considerados para garantir a exequibilidade e a viabilidade económica do composto de borracha.
Em conclusão, a seleção de cargas para compostos de borracha é um aspeto crítico que influencia o desempenho e a adequação da aplicação da borracha.
Ao compreender os tipos de cargas disponíveis, as suas vantagens e o seu impacto nas propriedades da borracha, é possível tomar decisões informadas para otimizar o composto de borracha para aplicações específicas.
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