Nova Metodologia para a Produção de Termoplástico Vulcanizado à base de NBR/PS através da Polimerização In Situ do Estireno no Látex

Abstract

Esta dissertação teve como objetivo desenvolver um processo para obtenção da mistura borracha nitrílica/poliestireno (NBR/PS) a partir da polimerização do monômero estireno dentro do látex de borracha NBR. Neste processo, a polimerização do monômero estireno ocorre simultaneamente com a reticulação da borracha nitrílica (NBR), obtendo-se assim um material final com características de um termoplástico vulcanizado. Para isso, foi utilizado peróxido de benzoíla (BPO) como iniciador de polimerização e agente de reticulação. Para realização desse estudo foram avaliadas o efeito de duas condições de processo na reação de polimerização: a agitação e a quantidade de emulsificante. A estabilidade do sistema foi avaliada de forma visual identificando a precipitação da mistura durante a reação. A avaliação preliminar da reação de polimerização do poliestireno foi realizada através da técnica de espectroscopia na região do infravermelho FTIR que confirmou a presença de PS na mistura. Usando experimentos de extração com solvente foi possível identificar que, dentro das condições estudadas, os melhores resultados em termos da conversão da reação, polimerização do estireno, foram obtidos com baixa agitação e elevada quantidade de emulsificante (400 rpm e 0,896g de emulsificante). Analisando as temperaturas de transição vítrea (Tg), usando a técnica de calorimetria diferencial de varredura (DSC), foi possível mostrar que a mistura TPV-C contém a maior quantidade de poliestireno. O resultado de propriedade mecânica mostrou que a adição de 5 % de TPV-C na mistura NBR/PS diminuiu a resistência à tração na ruptura e aumentou a deformação. Os resultados de reometria utilizando analisador de processamento de borracha (RPA) mostraram que G' e G'' aumentaram com a frequência de varredura. Os valores mais elevados de G'e G'' foram observados para o TPV-C devido à maior quantidade de PS. O mesmo resultado foi observado analisando o comportamento de G' com a deformação. Análise da morfologia dos TPVs por microscopia eletrônica de varredura (MEV) mostrou a presença da fase PS, confirmando a reação de polimerização. Além disso, as micrografias revelaram que o poliestireno encontra-se predominantemente disperso na matriz NBR.