Cimento de borracha

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Antecedentes

O cimento de borracha é uma solução de borracha não vulcanizada (goma) em um solvente e é usado como adesivo. O ideal é juntar duas peças de borracha, o que envolve um processo de coesão química. Ao unir duas peças de borracha, apenas uma superfície deve ser revestida com cimento de borracha, pois são do mesmo material. No entanto, ao juntar papel, ambas as peças precisam ser cobertas com cimento de borracha. Quando o cimento de borracha seca, apenas as partes em contato com o papel permanecem, o que mantém as duas peças juntas. Apesar dessa limitação, o tipo doméstico de cimento de borracha encontra ampla utilização para aplicações como montagem de fotografias. Ao contrário da cola branca, os pedaços de papel unidos podem ser separados sem danificar nenhuma das peças.

Os adesivos são feitos de produtos naturais de origem animal ou vegetal ou de polímero sintético. Os adesivos naturais são fáceis de aplicar e, em geral, são solúveis em água. Os adesivos sintéticos são divididos em quatro categorias químicas:termoplásticos, termoendurecíveis, elastoméricos e suas combinações. Os adesivos termoplásticos, como o álcool polivinílico e os acrílicos, podem ser suavizados, uma vez que os materiais não se reticulam durante a cura. Eles requerem calor ou um solvente para criar uma ligação. Os adesivos termofixos, que incluem epóxis, não podem ser aquecidos e amolecidos novamente após a cura porque eles se reticulam após a cura. Os adesivos elastoméricos são baseados em borracha de isopreno ou polímeros sintéticos que combinam elasticidade e tenacidade. O silicone é um exemplo típico.

As propriedades do adesivo, os tipos de materiais a serem unidos e a condição das superfícies determinam o desempenho das juntas e a vida útil da estrutura colada. Os adesivos devem ser capazes de molhar e se espalhar adequadamente em qualquer superfície para alcançar o contato molecular entre os materiais. Os adesivos são usados ​​em uma ampla variedade de indústrias, incluindo embalagens, construção, eletrônicos, transporte, móveis / marcenaria e médicos.

Em 1996, mais de 12 bilhões de libras (5,4 bilhões de kg) de adesivos foram usados ​​nos Estados Unidos. As aplicações de construção tiveram a maior participação, 40%. Esta é também uma das maiores aplicações do cimento de borracha. Outras aplicações incluem aquecimento, ar condicionado e equipamentos automotivos. Os fabricantes de cimento de borracha também vendem grande parte de seus produtos para reembaladores que os comercializam em seu próprio nome.

Alguns analistas estimam o mercado global de adesivos em US $ 19,1 bilhões em 1997. Embalagem, construção e móveis / marcenaria são os três maiores segmentos desse mercado global, com mais de 65% do faturamento do mercado.

História

Os adesivos naturais existem há pelo menos vários milhares de anos. As esculturas egípcias mostram a colagem de finos pedaços de verniz a uma prancha de madeira. Fibras em tecidos antigos foram unidas com pasta de farinha e folha de ouro colada ao papel com clara de ovo. As colas animais melhoraram durante o século XVIII e, um século depois, foram introduzidos cimentos à base de borracha e nitrocelulose. Durante os anos 1900, ocorreram avanços significativos, levando ao desenvolvimento de muitos adesivos sintéticos que substituíram alguns dos adesivos naturais. Os adesivos agora tinham que ser muito mais fortes e resistentes à corrosão.

A borracha natural é derivada da seiva ou látex extraído da Hevea brasiliensis árvore.

A borracha natural foi descoberta pelos maias e astecas há mais de 2.500 anos e usada para fazer sapatos e roupas à prova d'água. Séculos depois, em 1823, o químico escocês Charles Macintosh também pesquisou a fabricação de tecidos à prova d'água. Ele fez experiências com a dissolução da borracha em vários produtos químicos e teve maior sucesso com a nafta. Com esse material ele fez uma pasta de borracha e a usou para juntar duas camadas de tecido para fazer uma capa de chuva.

Matérias-primas

O cimento de borracha é um líquido opaco que contém borracha natural ou sintética pulverizada e um solvente à base de hexano ou heptano. Graus de cimento de borracha podem conter 70-90% de heptano ou hexano e 1-15% de álcool isopropílico (isopropanol) ou álcool etílico (etanol). A borracha é recebida na forma de grandes blocos ou placas, normalmente com tamanho de 100 lb (45 kg). Milhares de galões (litros) de solventes líquidos geralmente são enviados em caminhões-tanque para o fabricante.

A borracha natural vem da Hevea brasiliensis árvore originalmente encontrada no Brasil. Para fazer borracha sólida, a árvore é aproveitada e o látex é coletado em um pequeno copo, onde coagula até formar um caroço. Este caroço, junto com o fluxo residual e outras peças são coletadas e processadas em alta temperatura. Isso destrói a maioria das proteínas e produz um material sólido.

Borrachas sintéticas incluem neoprene e látex. As borrachas sintéticas são feitas por meio de vários processos químicos. A aplicação determina quais tipos de borracha e solvente são usados.

Design

As propriedades e o desempenho do cimento de borracha são determinados pelo tipo e quantidade de ingredientes. Normalmente, as formulações são determinadas pelo laboratório e, em seguida, fornecidas para a produção.

O processo de fabricação

O processo de fabricação do cimento de borracha é relativamente simples. Depois que a borracha é quebrada em pedaços menores, ela é misturada com o solvente à base de hexano ou heptano e, em seguida, recipientes de vários tamanhos são preenchidos com o líquido. A maioria dos equipamentos é automatizada.

Mistura

• 1 Primeiro, os blocos ou placas de borracha são quebrados em pedaços menores. Usam-se moinhos de borracha, equipados com dois grandes rolos. A borracha pode ser reduzida em grandes misturadores de alta velocidade equipados com lâminas afiadas, que pulverizam a borracha em um tamanho semelhante ao da serragem. Os ingredientes do solvente são misturados em tanques, variando de 40 a 6.000 gal (150 a 22.700 1), equipados com pás. A borracha é adicionada lentamente até ser umedecida pelo solvente e ser suspensa ou dissolvida na solução.

Embalagem

• 2 Assim que a solução estiver bem misturada, ela é alimentada em uma linha de enchimento automatizada, que enche cada recipiente, fecha e fecha a tampa. O cimento de borracha é embalado em garrafas de 4, 8 e 16 onças (118, 237 e 473 ml) ou em recipientes de 946 ml e galão (3,8 1). Como o cimento de borracha é inflamável, é usado equipamento à prova de explosão. Os recipientes são então embalados em caixas de papelão e devidamente etiquetados. Para contêineres maiores (caminhões-tanque ou tambores), a solução é alimentada por gravidade ou bombeada para esses contêineres pelo fundo.

Controle de qualidade

As matérias-primas são fornecidas de acordo com as especificações do fabricante. Cada lote é verificado quanto ao conteúdo de sólidos, uma vez que classes de melhor qualidade contêm maior conteúdo. O conteúdo percentual de sólidos é obtido pesando uma amostra, evaporando o líquido e, em seguida, pesando o sólido remanescente. Após a mistura, cada lote também é testado quanto à viscosidade, pegajosidade, carga de calor e outras propriedades antes de ser embalado. Até 20 testes diferentes podem ser realizados. Após a embalagem, os recipientes são verificados para garantir que estão devidamente etiquetados.

Subprodutos / resíduos

Por causa dos controles rígidos e do equipamento automatizado, nenhum desperdício é produzido. A máquina envasadora é programada para o volume exato de cada tamanho de recipiente. Qualquer material restante é reciclado de volta ao processo. O cimento de borracha é enviado com uma folha de dados de segurança de material (MSDS) que descreve os procedimentos de manuseio adequados, uma vez que os ingredientes são perigosos e inflamáveis. O solvente é um composto orgânico volátil e também está sujeito à regulamentação como poluente atmosférico perigoso, de acordo com as Emendas da Lei do Ar Limpo de 1990. A Agência de Proteção Ambiental dos EUA também incluiu adesivos como uma das categorias-alvo que devem estar em conformidade com certas Tecnologias Máximas Alcançáveis ​​(MACT). Um MACT define um nível de controle projetado para proteger a saúde pública.

O Futuro

A demanda por todos os adesivos nos Estados Unidos deve chegar a mais de 15 bilhões de libras (6,8 bilhões de kg) em 2003, uma taxa de crescimento anual de 2,6%. O mercado global deve atingir US $ 26,2 bilhões em 2003, com uma taxa composta de crescimento anual de 5,3%. Os adesivos à base de solvente continuarão a ser substituídos por adesivos à base de água, uma vez que são mais ecológicos.