O que é a vulcanização da borracha?

Introdução

Escolher o composto certo é apenas metade da solução na especificação de um produto de borracha. A forma como este composto é curado é tão importante como os ingredientes utilizados. A vulcanização, também conhecida como cura, é o processo que transforma a borracha não curada no material resistente e elástico que os engenheiros projetam, e é muitas vezes negligenciada quando o foco se concentra apenas na seleção do material.

O termo "vulcanização" deriva de Vulcano, o deus romano do fogo, embora o processo em si tenha origens mistas, com Charles Goodyear e Thomas Hancock a desenvolver e patentear o processo nos seus respetivos lados do Atlântico.

Este blog aborda o que é a vulcanização, como é realizada e porque tem um impacto tão direto no desempenho do produto no terreno.

O que é a vulcanização?

A nível químico, a vulcanização cria ligações cruzadas entre as cadeias de polímero na borracha em bruto, utilizando uma combinação de calor, pressão e um agente de cura. Uma vez formadas estas ligações cruzadas, as cadeias já não podem deslizar livremente umas sobre as outras, o que confere à borracha curada a sua conhecida combinação de flexibilidade e resistência, em vez da sensação macia e pegajosa da borracha não curada. O enxofre é o sistema de cura tradicional e ainda é muito utilizado, mas o peróxido, a platina e outros sistemas entram em ação quando um composto necessita de atributos específicos para a sua aplicação.

Por que razão é necessário?

A borracha não vulcanizada não é um material adequado para o fabrico de um produto. Deforma-se sob carga, rasga-se facilmente, perde a forma e apresenta problemas a temperaturas extremas. A vulcanização resolve todos estes problemas: é o processo que confere à peça final resistência à tracção, resistência ao rasgamento e à abrasão, resiliência, desempenho de deformação permanente por compressão, estabilidade dimensional e uma longa vida útil.

Como funciona o processo?

O processo começa com a mistura: cargas, óleos, pigmentos, auxiliares de processamento e o pacote de cura são incorporados na borracha em bruto. Este composto é depois moldado, seja por moldagem, calandragem ou extrusão, e curado numa prensa, numa linha de cura contínua ou numa autoclave, dependendo do produto. Obter a cura correta significa controlar com precisão a temperatura, a pressão e o tempo. Uma cura insuficiente torna a peça frágil e propensa a deformações; uma cura excessiva resulta na perda de flexibilidade e na redução da vida útil à fadiga. Na prática, o ciclo de cura merece tanta atenção como a própria formulação do composto.

Benefícios para juntas e extrusões

Numa junta, a cura garante uma recuperação adequada e uma menor deformação permanente por compressão, pelo que a vedação mantém a sua resistência ao longo do tempo, em vez de ceder. Numa extrusão, a cura garante estabilidade dimensional, melhor desempenho em relação às intempéries e a capacidade de flexionar repetidamente sem fissurar. De qualquer forma, a qualidade da cura de uma peça tem tanta influência no desempenho em campo como o composto de que é feita.

Juntas vulcanizadas versus juntas coladas a frio

Uma junta vulcanizada é unida quimicamente durante a cura, tornando-se parte integrante da borracha, em vez de estar sobre ela. É isso que lhe confere resistência à fadiga, pois não existe nenhum adesivo que possa atuar como ponto fraco. As juntas coladas a frio, por outro lado, utilizam um adesivo para unir duas peças de borracha já curada. São mais rápidas e baratas de produzir e funcionam bem para aplicações estáticas ou de baixa exigência. Mas, quando há flexão repetida ou cargas elevadas envolvidas, uma junta vulcanizada é geralmente a opção mais segura.

Conceitos erróneos comuns

É tentador pensar na vulcanização como simplesmente aquecer a borracha, mas a química, o sistema de cura e o controlo do processo são o que determina as propriedades do produto final. Existe um equívoco semelhante em relação à dureza: mais duro não significa automaticamente melhor. A dureza Shore ideal depende da força de vedação, da movimentação e do desgaste a que a peça vai ser sujeita, bem como do ambiente em que vai operar. Vale a pena analisar a especificação completa do material em vez de se fixar num único número.

E quanto ao período pós-cura?

A pós-cura é um tratamento secundário que a J-Flex aplica a muitos produtos de silicone, FKM e Viton. Considera-se esta prática recomendada, uma vez que não só melhora as propriedades mecânicas, garantindo uma reticulação completa, como também elimina os resíduos voláteis. Isto é especialmente crucial na indústria alimentar.

Perguntas frequentes

Conclusão

A seleção do composto tende a receber mais atenção na especificação dos componentes de borracha, mas a cura também desempenha um papel importante no desempenho da peça final. Seja para uma junta, uma peça extrudida ou um componente fabricado à medida, vale a pena perguntar sobre a cura juntamente com a especificação do material.

Na imagem, uma das prensas de vulcanização de anéis de vedação em utilização na J-Flex!

Sobre a J-Flex

Ao longo dos últimos 42 anos, a J-Flex se consolidou como a parceira preferencial no fornecimento de produtos à base de borracha em mercados impulsionados pela tecnologia.

Com experiência adquirida desde 1984, a J-Flex fornece componentes de borracha de engenharia de alta qualidade e lâminas de borracha especiais em que você pode confiar. De lâminas, moldagens, juntas, mangas, extrusões, foles e fabricações a selantes, oferecemos soluções em uma ampla gama de polímeros, incluindo silicone, FKM/Viton™, EPDM, neoprene, nitrilo e muito mais.

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