Influência da modificação química de polidienos sobre suas propriedades finais

Abstract

No presente trabalho foram estudadas diferentes formas de modificação química (sulfonação, maleinização e epoxidação) de polidienos. Em especial foram estudados dois tipos de borrachas obtidas em solução: polibutadienos e copolímeros aleatórios de polibutadienoestireno com teores variáveis de unidades 1,4-cis, 1,4-trans e vinilas, os quais têm seu principal uso na indústria de pneus. Devido aos baixos custos dos reagentes e melhor controle da reação de epoxidação, este tipo de modificação química, passou a ser o foco principal do trabalho. A influência da epoxidação sobre as propriedades finais do polímero foi estudada através das análises do polímero modificado antes e após a vulcanização. Foi constatado que a epoxidação exerce uma grande influência sobre as propriedades viscoelásticas da borracha no estado fundido. Foram ainda estudadas misturas físicas de borrachas epoxidadas e não epoxidadas e a partir da análise destas misturas foi possível a determinação da interfase existente neste tipo de mistura, a qual é um indicador do grau de compatibilidade das mesmas. A interação da borracha epoxidada com diferentes tipos de cargas (sílica e sílica modificada) foi investigada e mostrou que com a presença de pequenas quantidades de grupamentos epóxidos nas borrachas exerce uma marcante melhoria na interação de cargas do tipo sílica com a borracha matriz.

Different kinds of chemical modification (sulfonation, maleination and epoxidation) of polydienes were investigated. The following solution rubbers were used: polibutadienes and copolymers of poly(butadiene-styrene) with different contents of 1,4-cis, 1,4-trans and vinyl units. These rubbers are the most used types employed in production of car and truck tires. Due to the well established epoxidation reaction and the low cost of chemical reagents for its execution, epoxidation was choosen among different investigated modifications to be the main focus in this investigation. The effects of epoxidation on final polymer properties were studied by analysing the modified polymer before and after vulcanization. A great influence of epoxidation on the viscoelastic properties of the rubber in the melt and in the vulcanized products was observed and evaluated. The compatibility and determination of interphase of non epoxidized and epoxidized rubber blends were estimated. Among the systems studied, the best compatibility was observed for the ENRfEpSBR blend. The interaction between the epoxidized rubber and different kinds of fillers (silica and modified silica) was also investigated and showed that the presence of very small amounts of epoxide groups improves remarkably the interaction silica-epoxidized rubber.