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Elastômero: principais usos desse material

Um elastômero é um polímero que apresenta propriedades “elásticas”, obtidas depois da reticulação. Ele suporta grandes deformações antes da ruptura. O termo borracha é um sinônimo usual de elastômero.

Os materiais elastoméricos tal como os pneumáticos são normalmente a base de borracha natural (sigla NR) e de borracha sintética.

Por muito tempo a única borracha conhecida era a natural.

Em 1860, o químico inglês Charles Hanson Greville Williams demonstra que este material é um polisoprenóide.

A primeira patente sobre a fabricação de um elastômero sintético foi depositada em 12 de setembro de 1909 pelo químico alemão Fritz Hofmann.

Estritamente, os elastômeros não fazem parte dos materiais plásticos.

A maioria dos elastômeros são polímeros orgânicos. São excelentes combustíveis. Os elastômeros a base de silicone se distinguem por sua natureza mineral.

Um elastômero é um material amorfo que possui uma temperatura de transição vítrea (Tg) baixa (normalmente inferior à -40 °C).

Para compreender as suas notáveis propriedades elásticas, é importante notar que os elastômeros são obtidos a partir de polímeros lineares que, à temperatura ambiente (bem acima de sua Tg), são líquidos (muito viscosos); as forças coesivas entre as cadeias poliméricas são muito baixas, de mesma ordem de grandeza das existentes nos líquidos moleculares voláteis e nos gases.

O elastômero com o maior histórico de uso é poliisopreno , o constituinte polimérico dosborracha , que é feita a partir do látex leitoso de várias árvores, mais geralmente a Hevea seringueira . A borracha natural ainda é um importante polímero industrial, mas agora compete com diversos produtos sintéticos , como a borracha de estireno-butadieno e a borracha de butadieno , derivados de subprodutos do petróleo e do gás natural .

Este artigo analisa a composição , estrutura e propriedades dos elastômeros naturais e sintéticos . Para obter uma descrição de sua produção e processamento em produtos úteis, consulte borracha . Para uma explicação completa dos materiais de onde são feitos os elastômeros, veja química de polímeros industriais .

Materiais utilizados em dispositivos médicos

Os elastômeros são polímeros frouxamente reticulados. Eles têm as características da borracha em termos deflexibilidade e elasticidade. Os materiais longos, enrolados aleatoriamente e pouco encadernados podem ser esticados facilmente, mas retornam às suas formas originais quando a força ou a tensão é removida. Um grande número de ligações cruzadas tornaria o material rígido, rígido e próximo em propriedades a um termofixo.

Naturalmente, nem todos os polímeros amorfos são elastômeros. Alguns são termoplásticos . Por que é isso? Se um polímero amorfo é um termoplástico ou um elastómero depende da sua temperatura de transição vítrea , ou T g . Esta é a temperatura acima da qual um polímero se torna macio e maleável, e abaixo do qual se torna duro e vítreo.

Se um polímero amorfo tem uma T g inferior à temperatura ambiente, a que o polímero vai ser um elastómero, porque é mole e elástico à temperatura ambiente. Se um polímero amorfo tem um T gacima da temperatura ambiente, será um termoplástico, porque é duro e vítreo à temperatura ambiente. Assim, uma regra geral é que, para polímeros amorfos, elastómeros têm baixa T g ‘s e termoplásticos têm alta T g ‘ s. (Mas tenha cuidado, isso só funciona para polímeros amorfos, e não para polímeros cristalinos .)

Uma molécula pode fazer muito

Para ajudar os elastômeros a se recuperarem ainda melhor, ajuda a vinculá-los. A reticulação é a formação de ligações covalentes entre as diferentes cadeias poliméricas, unindo-as numa única molécula em rede. É isso mesmo, a maioria dos objetos feitos de borracha contém apenas uma molécula! Quando as cadeias poliméricas são unidas dessa forma, é ainda mais difícil retirá-las de suas posições originais e, assim, ela fica ainda melhor quando esticada.

Mas isso faz com que os elastômeros sejam difíceis de reciclar. Pense nisso. Como se derrete uma molécula? Para fazer elastômeros recicláveis, precisamos encontrar uma maneira de unir as moléculas quando a borracha estiver sendo usada, mas uma que permita que as correntes se separem ao serem processadas. A resposta é chamada de elastômero termoplástico .

A principal característica dos materiais de elastômero é o alto alongamento e a flexibilidade ou elasticidade desses materiais, contra sua quebra ou rachadura.

Dependendo da distribuição e do grau das ligações químicas dos polímeros, os materiais elastoméricos podem ter propriedades ou características semelhantes aos termofixos ou termoplásticos, de modo que os materiais elastoméricos podem ser classificados em:

  • Elastômeros termofixos – são aqueles materiais elastômeros que não se fundem quando aquecidos.
  • Elastômeros termoplásticos – são aqueles elastômeros que se fundem quando aquecidos.
  • Propriedades dos materiais de elastômero:
  • Não pode derreter, antes de derreter eles passam para um estado gasoso
  • Incha-se na presença de certos solventes
  • São geralmente insolúveis.
  • São flexíveis e elásticos.
  • Menor resistência à fluência do que os materiais termoplásticos

Resistência ao calor

O desempenho do elastômero se torna menos previsível e confiável quando um elastômero é usado próximo aos limites de sua faixa de temperatura de serviço. Se, por exemplo, a temperatura cair, os elastômeros se tornarão mais duros e menos flexíveis e, quando a temperatura atingir a temperatura de transição vítrea, eles perderão completamente suas propriedades semelhantes à borracha.

Em temperaturas ainda mais baixas, ou seja, no ponto de fragilidade, elas podem rachar. As alterações nas propriedades do elastômero devido à baixa temperatura são geralmente físicas e totalmente reversíveis, a menos que a parte elastomérica seja exposta a grandes tensões que podem causar danos abaixo da temperatura de transição frágil ou vítrea. O oposto é verdadeiro quando um elastômero é exposto a altas temperaturas, isto é, a temperaturas próximas ou acima do limite de temperatura de serviço.

Nestas temperaturas, elastômeros freqüentemente sofrem alterações químicas irreversíveis. Por exemplo, o esqueleto do polímero pode sofrer uma cisão de cadeia ou as moléculas do polímero podem reticular, fazendo com que a parte elastomérica se torne (muito) mais macia ou mais rígida, o que, por sua vez, reduz a sua resistência ao conjunto de compressão.