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Matéria Técnica
USO DE LÁTEX DE SBR EM ESPUMAS MOLDADAS
AUTORES: Mônica Romero Santos Fernandes, Petroflex Indústria e Comércio S.A
Aírton Silva, Petroflex Indústria e Comércio S.A.
No Brasil, o látex de SBR de alto teor de sólidos é usado, basicamente, no mercado de espuma para palmilhas, base antiderrapante de tapetes e
impregnação de tecidos. A nível mundial, o que vem ocorrendo nos últimos anos é o aumento do consumo de látex de SBR na produção
de espumas moldadas, que compreende a produção de colchões e travesseiros. O processo Dunlop, patenteado em 1930, é o mais utilizado na
produção de espumas moldadas e baseia-se no uso de um gelificante de ação lenta que desestabiliza a mistura de composto de látex com ar
levando a formação de uma espuma estruturada. Neste trabalho, apresentamos uma descrição do método Dunlop, com indicação de uma formulação
básica para preparo de espuma moldada. Apresentamos, também, procedimento de preparo da espuma em laboratório e uma metodologia para
determinação da quantidade de gelificante a ser adicionado ao composto.
Descrição do Processo Dunlop
Assim, quando é utilizado látex natural de alto teor de amônia
O processo Dunlop caracteriza-se pelo uso de um sistema geli-
no preparo de espumas moldadas é necessário reduzir o teor
ficante de ação lenta, normalmente formado por fluorsilicato
de amônia com aplicação de ar na superfície do látex antes
de sódio e óxido de zinco. Em muitos casos é utilizado, também,
da preparação do composto. Já no caso do uso de látices de
um agente de gelificação secundário, como por exemplo a
SBR ou misturas de látices de SBR/NR com alto teor de látex
difenilguanidina. O fluorsilicato de sódio se hidroliza lentamente
de SBR, pode ser necessária a adição de amônia para
em pH alcalino gerando ácido fluorídrico.
obtenção do nível recomendado. A espumação é obtida com
o uso de espumadeiras contínuas, sendo um exemplo destes
equipamentos, os misturadores Oakes.
2N a+ + SiF6--
N a2 SiF 6
Na indústria, os fluxos de composto de látex e ar são medidos
com acurácia de forma a controlar a densidade da espuma,
--
SiF6 + 4 H 2 O
+
Si(OH )+
4H + 6F
4
-
sendo o óxido de zinco e o fluorsilicato de sódio adicionados
através de agulhas próximas a saída da espumadeira.
Esta hidrólise leva à gelificação da
A espuma, então, é conduzida através de mangueiras aos moldes.
espuma de látex por três efeitos:
Os moldes utilizados são normalmente de alumínio e devem
ser condicionados a temperaturas na faixa de 40-50°C e
• Queda do pH devido à presença do ácido fluorídrico;
tratados com um desmoldante, normalmente a base de poli-
• Adsorção de sabões graxos pelo ácido silícico formado;
etileno glicóis de médio peso molecular ou soluções aquosas
• Efeito de desestabilização do sistema coloidal pela formação
de carboximetil celulose. Uma vez adicionada a espuma ao
de sabões graxos insolúveis em função dos cátions zinco.
molde, o mesmo é fechado, devendo assim permanecer por um
intervalo na faixa de 5 minutos para gelificação da espuma.
Os compostos para preparo da espumas moldadas utilizam
O controle das reações de gelificação é vital para a produção
geralmente misturas de látex natural, látex de SBR de alto
de uma espuma de boa qualidade. As reações são suscetíveis
sólidos e látex reforçado de SBR, sendo que a razão entre os
a temperatura, por isto o composto deve ser alimentado de
látices depende de fatores econômicos e das propriedades
tanques encamisados, com temperatura usualmente controlada
físicas desejadas. À mistura de látices são, então, adicionados:
entre 18-20°C. O nível de agentes gelificantes e sua razão são
sabão, para subseqüente formação de espuma, agentes de cura,
muito importantes no balanço e controle das reações e
como enxofre e aceleradores, antioxidante e, opcionalmente,
devem ser acompanhados de forma eficiente. Falha no controle
cargas minerais, óleos de processo e estabilizantes adicionais.
da temperatura da espuma e/ou na adição dos gelificantes
Os ingredientes sólidos devem ser adicionados na forma de
pode levar a formação de uma espuma com estrutura irregular
dispersões. O processo de gelificação depende da redução do
e baixa qualidade do produto. Falha no controle da tempe-
pH e é desejável, por este motivo, controlar a concentração
ratura do molde pode levar a defeitos como pele espessa ou
de amônia presente no composto em um nível de 0,2 a 0,25%.
solta na superfície do produto.
38 - Borracha Atual
Após a gelificação da espuma, os moldes passam por uma
é então reduzida para velocidade 2 e são adicionados, respecti-
câmara onde são expostos a vapor vivo à pressão atmosférica
vamente, a difenilguanidina (DPG), o óxido de zinco e, finalmente,
por 20-30 minutos. Após este tempo, a espuma apesar de
o fluorsilicato de sódio, deixando-se que cada um tenha um
não estar completamente curada, é removida do molde e
tempo de mistura de 30s. A velocidade é reduzida para
lavada com água para eliminação de produtos solúveis em
velocidade 1 e aguarda-se mais 2 minutos (tempo de refino,
água que podem ocasionar odor, baixa resiliência e resistência
para redução e homogeneização do tamanho das bolhas), ao
ao envelhecimento. Qualquer resíduo de água é removido do
final dos quais a batedeira é desligada.
molde, assim com restos da espuma. É aplicado desmoldante
A espuma é despejada no molde (50°C), o qual é fechado, pres-
e o molde segue para câmara de condicionamento.
sionando-se o mesmo para que o excesso de composto saia
Enquanto isto, a espuma é submetida a processo de secagem
pelos furos da forma. Na espuma que extravasa do molde deter-
a temperaturas geralmente entre 100-110°C por 1 hora.
mina-se o tempo de gelificação a quente (descontar o tempo de
Depois disto o produto segue para realização de ensaios de
enchimento do molde). É o tempo decorrido desde o fechamento
compressão, deformação e resiliência.
da forma até o momento que ao pressionar o excesso de
espuma com o dedo, sente-se que perdeu o aspecto de espuma
Parte experimental
molhada (não gruda mais nos dedos). Outro tempo determinado
é o tempo de gelificação a frio, determinado introduzindo um
Descrevemos a seguir o preparo de uma espuma moldada em
bastão de vidro limpo e seco na massa restante na bacia da
laboratório, segundo uma formulação básica, conforme a apre-
batedeira. Enfia-se o bastão na espuma, até que ele saia limpo
sentada na Tabela 1.Na espuma preparada o látex de SBR utiliza-
e seco e registra-se este tempo.
do foi o Petrolatex S-62, com 24% de estireno combinado e 68%
Decorrido o tempo de gelificação a quente, o molde é colocado
de teor de sólidos. Com esta concentração, a quantidade em base
em uma câmara metálica sob vapor durante 30 minutos.
úmida corresponde, na formulação adotada, a 147g.
A seguir, o molde é retirado, resfriado, a espuma removida
do molde, lavada com água. O excesso de água é removido
Tabela 1
com as mãos, apertando-se a espuma, e a mesma é deixada
Formulação básica para preparo de espuma moldada
ao ar para secagem. Assim, obtém-se uma espuma de alta
qualidade, baixa densidade, de toque muito agradável.
Componentes
Base Concentração Base
Seca (phr)
%
Úmida (g)
Látex de SBR
100
Em alguns casos pode ser necessário realizar um ajuste na
quantidade a ser adicionada de gelificante no preparo da
espuma moldada. Neste caso, faz-se um acompanhamento
Dietilcarbamato de zinco(ZDEC)*
1
50
2
do pH do látex ao longo do tempo, após a adição de uma
2-mercaptobenzotiazol de zinco(ZMBT)*
1
50
2
determinada quantidade de dispersão de fluorsilicato de sódio
Enxofre*
2
50
4
a 20% ao látex. A quantidade considerada ideal é aquela que
Difenilguanidina
0,8
20
4
em que o produto gelifica num período entre 4 e 7 minutos.
Óxido de zinco
5
50
10
2,2
20
11
Fluorsilicato de sódio
Observação: pesar junto os componentes indicados com *
Se o tempo de gelificação fica inferior a 4 minutos, repete-se o
procedimento com uma quantidade inferior de dispersão de FSS.
Se o tempo de gelificação for superior a 7, repete-se o procedimento com uma quantidade superior de dispersão de gelificante.
Inicialmente toma-se um molde de alumínio, de dimensões de
aproximadamente 36cmx24cmx2,5cm, lubrifica-se com desmoldante e condiciona-se em estufa a 50°C, por um período de
20 minutos no mínimo. A seguir, filtra-se o látex em tela de
Conclusão
100 mesh, e pesa-se a quantidade desejada em copo de aço inox
de 2 litros de capacidade. Adiciona-se, então o sistema de
Este trabalho apresenta uma formulação básica e um proce-
vulcanização (enxofre, ZDEC e ZMBT) e agita-se o conteúdo do
dimento de laboratório para o preparo de espumas
copo com agitador mecânico, por cinco minutos.
moldadas, cujo mercado vem crescendo nos últimos tempos.
Esta mistura é adicionada a batedeira, sendo a mesma ligada
É importante salientar, entretanto, que este processo é bastante
em velocidade 3(alta) até que a espuma atinja 10 litros.
sensível a variações de concentração dos componentes e
Este tempo é o tempo de espumação. A velocidade da batedeira
temperatura, necessitando um controle bastante apurado.
Borracha Atual - 39