Compartilhamento |
![]() ![]() |
Use este identificador para citar ou linkar para este item:
http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/23730
Tipo do documento: | Dissertação |
Título: | Avaliação do uso de borracha NBR pré-reticulada em composições de O-rings: processabilidade e desempenho mecânico |
Título(s) alternativo(s): | Evaluation of the use of pre-crosslinked NBR rubber in o-ring compositions: processability and mechanical performance |
Autor: | Silva, Moises Almeida ![]() |
Primeiro orientador: | Sousa, Ana Maria Furtado de |
Primeiro coorientador: | Rocha, Elisson Brum Dutra da |
Primeiro membro da banca: | Sirqueira, Alex da Silva |
Segundo membro da banca: | Sirelli, Lys |
Resumo: | Este trabalho visa estudar o uso da NBR N8 (pré-reticulada) em formulações para O-rings de NBR e dureza Shore A de 60-70 já existentes na indústria, buscando melhorias na processabilidade e no desempenho mecânico. O planejamento experimental consistiu em um único fator de estudo que é a quantidade de borracha pré-reticulada a ser adicionada a formulação em substituição a NBR N608. A codificação experimental usada foi XX/YY, sendo XX e YY as quantidades em phr das borrachas não reticulada e pré-reticulada, respectivamente. As borrachas cruas NBR N 608, NBR N8 e NBR N615 foram caracterizadas através das técnicas de Análise termogravimétrica (TGA), Espectroscopia de absorção na região do infravermelho com Transformada de Fourier modo de reflexão total atenuada (FTIR - ATR) e Viscosidade Mooney. Não foram observadas diferenças significativas nos resultados de TGA e FTIR-ATR das borrachas estudadas. As borrachas NBR N608 e NBR N8 apresentaram maiores valores de viscosidade inicial e viscosidade Mooney do que a NBR N615. A NBR N8 apresentou um melhor comportamento elástico devido a presença da reticulação. As composições elastoméricas foram preparadas em misturador aberto de rolos conforme descrito na norma ASTM D-3187. Ocorreu um aumento da viscosidade Mooney das composições NBR/Negro de fumo no estado não vulcanizado, por contribuição do negro de fumo. Esse efeito ocorre pela formação de rede de carga, que é caracterizado como Efeito Payne. As formulações com a NBR N8 não tiveram imperfeições na superfície do extrusado e apresentaram um menor valor de die swell. No estudo da densidade de ligações cruzadas (DLC) não foi observado mudanças com o aumento do teor da NBR N8. Nas propriedades mecânicas, observa-se uma leve tendência de redução da tensão e alongamento na ruptura com a substituição da NBR N608 pela NBR N8. No teste de dureza Shore A os resultados foram muito similares em todas as formulações, o que era esperado devido a formulação específica utilizada. No ensaio de relaxação de tensão as composições projetam uma tensão retida normalizada ( de 77% do valor original do aperto, independentemente do tipo de borracha presente na formulação. Os resultados de DPC apresentaram um excelente valor, porém os resultados das formulações foram bem similares, mostrando que não existiu nenhuma contribuição com o teor de NBR N8. Embora as propriedades mecânicas tenham sido similares, as propriedades reológicas e reométricas sofreram uma boa influencia pelo teor de NBR N8. |
Abstract: | This work aims to study the use of NBR N8 (pre-crosslinked) in formulations for NBR O-rings with a Shore A hardness of 60-70, already used in the industry, seeking improvements in processability and mechanical performance. The experimental design consisted of a single factor of study, which is the amount of pre-crosslinked rubber to be added to the formulation, replacing NBR N608. The experimental coding used was XX/YY, where XX and YY represent the amounts in phr of the non-crosslinked and pre-crosslinked rubbers, respectively. The raw NBR rubbers N608, N8, and N615 were characterized using Thermogravimetric Analysis (TGA), Fourier Transform Infrared Spectroscopy in Attenuated Total Reflection mode (FTIR-ATR), and Mooney Viscosity. No significant differences were observed in the TGA and FTIR-ATR results of the rubbers studied. NBR N608 and NBR N8 showed higher initial viscosity and Mooney viscosity values than NBR N615, with NBR N8 exhibiting a more elastic behavior due to the presence of crosslinking. The elastomeric compositions were prepared in an open two-roll mixer as described in ASTM D-3187. An increase in the Mooney viscosity of the NBR/carbon black compositions in the non-vulcanized state was observed due to the contribution of the carbon black, which causes a filler network formation, characterized as the Payne Effect. The formulations with NBR N8 showed no surface imperfections on the extrudate and had a lower die swell value. In the study of crosslink density (CLD), no changes were observed with the increase in NBR N8 content. For the mechanical properties, a slight trend of reduction in tensile strength and elongation at break was observed with the replacement of NBR N608 by NBR N8. In the Shore A hardness test, results were very similar across all formulations, as expected due to the specific formulation used. In the stress relaxation test, the compositions projected a normalized retained stress (σ∞/σ0) of 77% of the original clamp value, regardless of the type of rubber present in the formulation. The compression set results showed an excellent value; however, the formulation results were quite similar, indicating no contribution from the NBR N8 content. Although the mechanical properties were similar, the rheological and rheometric properties were significantly influenced by the NBR N8 content. |
Palavras-chave: | Borracha nitrílica pré-reticulada O-rings Propriedades reológicas Processabilidade Desempenho mecânico Pre-crosslinked nitrile rubber Rheological properties Processability Mechanical development |
Área(s) do CNPq: | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ORGANICA::POLIMEROS E COLOIDES |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade do Estado do Rio de Janeiro |
Sigla da instituição: | UERJ |
Departamento: | Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Química |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Química |
Citação: | SILVA, Moises Almeida. Avaliação do uso de borracha NBR pré-reticulada em composições de O-rings: processabilidade e desempenho mecânico. 2024. 99 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Instituto de Química, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2024. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/23730 |
Data de defesa: | 11-Dez-2024 |
Aparece nas coleções: | Mestrado em Química |
Arquivos associados a este item:
Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
---|---|---|---|---|
CRN - Moises Almeida Silva - 2025.pdf | 292,39 kB | Adobe PDF | Baixar/Abrir Pré-Visualizar Solictar uma cópia | |
Termo - Moises Almeida Silva - 2025.PDF | 908,45 kB | Adobe PDF | Baixar/Abrir Pré-Visualizar Solictar uma cópia | |
Dissertação - Moises Almeida Silva - 2024 - Completa.pdf | 3,47 MB | Adobe PDF | Baixar/Abrir Pré-Visualizar |
Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.