Látex

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Antecedentes

Um látex é uma suspensão coloidal de partículas muito pequenas de polímero em água e é usado para fazer borracha.

Natural

Produtos mergulhados (artigos médicos e cirúrgicos, luvas domésticas e industriais, botas e balões) utilizam mais da metade de todo o látex natural consumido nos Estados Unidos. A indústria de adesivos é a segunda maior usuária de látex natural em produtos como calçados, envelopes, etiquetas e fitas adesivas sensíveis à pressão.

O látex natural com alto teor de sólidos também é usado para fazer moldes para fundição de gesso, cimento, cera, metais de baixa temperatura e artigos de poliéster de tiragem limitada. O látex natural tem a capacidade de encolher em torno do objeto a ser reproduzido, de modo que o menor detalhe seja reproduzido no molde. O látex está até mesmo sendo usado para ajudar a estabilizar os solos do deserto, tornando-os adequados para usos agrícolas.

O látex natural é produzido a partir da Hevea brasilienesis seringueira e é o fluido protetor contido sob a casca. É um líquido branco turvo, semelhante ao leite de vaca. Ele é coletado cortando-se uma fina tira de casca da árvore e permitindo que o látex transborde para um recipiente coletor durante algumas horas.

As árvores Hevea amadurecem entre cinco e sete anos de idade e podem ser exploradas por até 30 anos. O rendimento da borracha varia em torno de uma tonelada por acre (2,5 toneladas por ha) nas plantações maiores, mas rendimentos quatro vezes mais são teoricamente possíveis. As árvores freqüentemente descansam por um período depois de grandes escutas.

O látex natural já foi produzido comercialmente na Amazônia em grandes quantidades. Recentemente, a produção de látex natural foi transferida para a Malásia, Indonésia e outras regiões do Extremo Oriente. Mais de 90% da produção mundial total de borracha natural vem agora da Ásia, com bem mais da metade desse total originando-se nesses países. Outros produtores asiáticos importantes incluem Tailândia, Índia e Sri Lanka. A China e as Filipinas também aumentaram substancialmente sua produção de borracha.

Sintético

A maior parte da borracha sintética é criada a partir de dois materiais, estireno e butadieno. Ambos são obtidos atualmente do petróleo. Mais de um bilhão de libras (454 milhões de kg) desse tipo de borracha foi fabricado nos Estados Unidos em 1992. Outras borrachas sintéticas são feitas de materiais especiais para aplicações químicas e resistentes à temperatura.

Os pneus representam 60-70% de toda a borracha natural e sintética usada. Outros produtos que contêm borracha incluem calçados, esteiras transportadoras industriais, correias de ventiladores de automóveis, mangueiras, pisos e cabos. Produtos como luvas ou anticoncepcionais são feitos diretamente de látex de borracha. As tintas látex são essencialmente uma solução de pigmento colorido e látex de borracha. A espuma de látex é feita batendo o ar no látex antes de coagulá-lo.

História

Os índios da América Central e do Sul usavam borracha já no século XI para revestir tecidos ou fazer bolas, mas não foi até que o cientista francês Charles de la Condamine visitou a América do Sul durante os anos 1700 em que as primeiras amostras foram enviadas de volta para a Europa. A borracha recebeu seu atual nome inglês pelo químico britânico Joseph Priestley por volta de 1770. O primeiro uso moderno da borracha foi descoberto em 1818 por um estudante de medicina britânico chamado James Syme. Ele a usou para impermeabilizar tecidos para fazer as primeiras capas de chuva, processo patenteado em 1823 por Charles Macintosh. Thomas Hancock desenvolveu métodos para trabalhar mecanicamente a borracha para que pudesse ser moldada e construiu a primeira fábrica de borracha da Inglaterra em 1820. Também durante este período, Michael Faraday descobriu que a borracha natural é composta de unidades de um composto químico chamado isopreno.

Em meados do século XIX, Charles Goodyear descobriu a vulcanização, um processo que retém a elasticidade da borracha sob mudanças de temperatura. Esse processo aquece a borracha com enxofre, que causa reticulação, diminuindo a pegajosidade da borracha e a sensibilidade ao calor e ao frio.

Em 1882, John Boyd Dunlop da Irlanda obteve a patente de seu pneu pneumático. À medida que a demanda por pneus começou a esgotar os suprimentos de borracha natural, os britânicos cultivaram enormes plantações de borracha em Cingapura, Malásia e Ceilão (Sri Lanka). As sementes foram retiradas do Brasil e germinadas primeiro na Inglaterra e depois enviadas para esses países. Hoje, toda borracha natural produzida na Ásia vem de árvores descendentes das sementes brasileiras.

No início dos anos 1900, vários países buscaram maneiras de melhorar os compostos de borracha e desenvolver materiais sintéticos. Em 1910, descobriu-se que o sódio catalisava a polimerização. Quando os alemães foram cortados do suprimento de borracha natural durante a Primeira Guerra Mundial, eles usaram essa descoberta para fazer cerca de 2.500 toneladas (2.540 toneladas métricas) de borracha feita de dimetilbutadieno.

Durante a Segunda Guerra Mundial, os japoneses ganharam o controle das principais fontes de borracha natural da Ásia. Em resposta, a indústria de borracha sintética dos Estados Unidos aumentou sua produção em surpreendentes 10.000%, de 7.967 toneladas (8.130 toneladas métricas) em 1941 para mais de 984.000 toneladas (1 milhão de toneladas métricas) em 1944. Após a guerra, outros países se desenvolveram suas próprias fábricas de borracha sintética para evitar a dependência de suprimentos de borracha no exterior.

As melhorias na borracha sintética continuaram e, além disso, foram desenvolvidas árvores híbridas de maior rendimento, que produzem duas vezes mais látex natural do que as convencionais. Em 1971, foi desenvolvido um estimulante para árvores que resultou em um aumento médio de 30% na produção de látex sem nenhum dano aparente às árvores.

Matérias-primas

A composição da seiva do látex consiste em 30-40% de partículas de borracha, 55-65% de água e pequenas quantidades de proteínas, esteróis, glicosídeos, resinas, cinzas e açúcares. A borracha tem alta elasticidade e uma estrutura molecular de polímero. Essa estrutura consiste em uma longa cadeia composta de dezenas de milhares de unidades menores, chamadas monômeros, enfileiradas. Cada unidade monomérica tem um tamanho molecular comparável ao de uma substância simples como o açúcar. Outros produtos químicos especiais são usados ​​como conservantes ou estimulantes durante o processo de colheita.

Tanto a produção de borracha sintética quanto a natural requerem o uso de produtos químicos de vulcanização, principalmente enxofre. Enchimentos como o negro de fumo também são adicionados para fornecer resistência e rigidez extras. O óleo é freqüentemente usado para ajudar no processamento e reduzir custos.

O processo de fabricação

O cultivo e o processamento da borracha natural é uma das indústrias agrícolas mais complexas e requer vários anos. Ele combina botânica, química e maquinário sofisticado com as habilidades hábeis das pessoas que colhem as árvores. Compare isso com a produção de borracha sintética, que envolve reações químicas e sofisticadas máquinas de processamento químico que são controladas automaticamente por computadores. A produção de látex natural é descrita a seguir.

Plantio

• 1 Sementes de árvores de alto grau são plantadas e deixadas crescer por cerca de 12 a 18 meses no viveiro antes que um novo botão seja enxertado na muda. Após a enxertia, a muda de um ano é cortada e está pronta para o transplante. O botão brota logo após o transplante, resultando em uma nova árvore com melhores propriedades. Aproximadamente 150 árvores são plantadas por acre (375 por ha), que são cultivadas e cuidadas até que estejam prontas para serem exploradas em cerca de seis a sete anos.

Tocar

• 2 Para colher o látex, um trabalhador raspa uma tira inclinada de casca na metade do caminho ao redor da árvore e cerca de um terço em (0,84 cm) de profundidade. É necessária uma habilidade precisa, pois se a árvore for cortada muito profundamente, ela será irreparavelmente danificada. Se o corte for muito raso, a quantidade máxima de látex não fluirá. O látex então sangra dos vasos cortados, flui ao longo do corte até chegar a um bico e, finalmente, cai em um copo de coleta que será drenado posteriormente.
• 3 A batida é repetida a cada dois dias, fazendo aparas finas logo abaixo do corte anterior. Quando a última cicatriz criada pelos cortes está cerca de 1 pé (0,3 m) acima do solo, o outro lado da árvore é batido de maneira semelhante, enquanto o primeiro lado se renova. Cada batida leva cerca de três horas e produz menos de uma xícara de látex.
• 4 O seringueiro primeiro coleta o pedaço cortado, que é látex coagulado no copo, e a renda da árvore, que é látex coagulado ao longo do corte antigo. A seguir, o seringueiro faz um novo corte. O látex primeiro flui rapidamente, depois diminui para uma taxa constante por algumas horas, após o que diminui novamente. No dia seguinte, o fluxo quase parou quando o vaso rompido fica obstruído por látex coagulado.
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  5 Para evitar que a maior parte do látex líquido coagule antes de ser convenientemente agrupado e transportado, o seringueiro adiciona um conservante como amônia ou formaldeído ao copo de coleta. Tanto o látex líquido quanto o coagulado são enviados às fábricas para processamento.
  
  
  
• 6 Para aumentar a produtividade das árvores e reduzir o tempo de colheita, são usados ​​estimulantes químicos. O rosqueamento, em que a casca é perfurada rapidamente com agulhas afiadas, é outro método que pode melhorar a produtividade, pois permite que o mesmo trabalhador perfure mais árvores por dia.

Produção de concentrado líquido

• 7 Cerca de 10% do látex é processado em um concentrado líquido removendo um pouco da água e aumentando o teor de borracha para 60%. Isso é conseguido girando a água do látex por meio da força centrífuga, por evaporação ou por um método conhecido como creme. Neste método, um agente químico é adicionado ao látex que faz com que as partículas de borracha inchem e subam para a superfície do líquido. O concentrado é enviado na forma líquida para fábricas, onde é usado para revestimentos, adesivos e outras aplicações.

Produção de estoque seco

• 8 Outra borracha e látex de campo são coagulados com ácido. Um secador de extrusão gigante que pode produzir até 4.000 lbs (1.816 kg) por hora remove a água, criando um material semelhante a migalhas. A borracha seca é então compactada em fardos e embalada para transporte.

Formando folhas

• 9 As folhas fumadas com nervuras são feitas diluindo primeiro o látex e adicionando ácido. O ácido faz as partículas de borracha se agruparem acima do soro aquoso no qual estão suspensas. Após várias horas, cerca de uma libra (0,45 kg) de borracha macia e gelatinosa coagula para cada três libras (1,35 kg) de látex.
• 10 A borracha fica em repouso por uma a 18 horas, então as placas são prensadas em folhas finas por meio de um sistema de rolos que torce o excesso de líquido. O conjunto final de rolos deixa um padrão estriado nas folhas que aumenta a área de superfície e acelera a secagem. As folhas são secas por até uma semana em fumódromos antes de serem embaladas e enviadas.

Produzindo outros produtos

• 11 Para fazer produtos de borracha, a mistura é modelada colocando-a em um molde aquecido, o que ajuda a modelar e vulcanizar o material. Para produtos mais complexos, como pneus, uma série de componentes são feitos, alguns com fibra ou reforço de cabo de aço, que são então unidos. Luvas cirúrgicas são feitas mergulhando uma forma de cerâmica em látex, retirando a forma e, em seguida, secando a forma de látex.

Controle de qualidade

Uma série de verificações de qualidade são feitas após a colheita do látex. Após o vazamento, o látex é verificado quanto à pureza e outras propriedades. Após cada etapa do processo de produção, os técnicos verificam as propriedades físicas e a composição química, por meio de diversos equipamentos analíticos.

O Futuro

A produção de borracha natural não atendeu à crescente demanda por borracha e, portanto, hoje dois terços da borracha mundial são sintéticas. No entanto, desenvolvimentos, como a invenção da borracha natural epoxidada, produzida por tratamento químico da borracha natural, podem reverter essa tendência. A indústria da borracha sintética também continua a tornar os processos mais eficientes, menos caros e menos poluentes, além de desenvolver novos aditivos, compostos e aplicações.

Embora existam cerca de 2.500 outras fábricas que produzem borracha, ela não é feita com rapidez suficiente para ser lucrativa. Pesquisadores do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos estão procurando maneiras de acelerar o processo por meio da engenharia genética de uma planta para fazer moléculas iniciadoras maiores. Essas moléculas iniciam o processo de fabricação da borracha e, se tais moléculas fossem maiores, a borracha poderia ser produzida até seis vezes mais rápido.