A borracha butílica foi descoberta em 1937, mas introduzida no mercado apenas em 1942. É uma matéria prima obtida a partir da conjunção de isobutileno e de isopreno, caracterizando-a como um copolímero, que se apresenta como solução para diversas aplicações industriais, devido à sua propriedade impermeável com os gases e vida longa maior se comparada a outros materiais.
Trata-se de um produto comercial, com aplicações, principalmente, na fabricação de forro interno de pneus automotivos ou tubos internos de bicicletas.
Esse tipo de elastômero também pode ser encontrado em produtos como lençol butil, juntas de borracha butílica, placa de borracha butílica, perfil butílica, anéis, rolhas entre tantas outras aplicações.
COMPOSIÇÃO DA BORRACHA BUTÍLICA
Os componentes da borracha butílica ligam polímeros de naturezas diferentes, na mesma cadeia. Já os polímeros são compostos por cadeias de moléculas - átomos aglomerados-, que vão determinar as propriedades características de cada produto, quanto à dureza e elasticidade.
Os dois polímeros que originam a borracha butílica, o isobutileno e o isopreno são compostos por moléculas de metilo e metileno, que por sua vez, são formados por carbono e hidrogênio, no entanto, possuem disposições físicas distintas entre si. Ligados numa mesma cadeia, para obtenção do copolímero, o isobutileno, principal elemento da composição, deve ser refrigerado a uma temperatura de -100ºC e diluído em cloreto de metila. Então, o isopreno, a uma proporção de aproximadamente 2% em relação ao total da mistura, é adicionado junto com cloreto de alumínio, formando uma cadeia simples e originando então a borracha butílica.
VANTAGENS DA BORRACHA BUTÍLICA EM RELAÇÃO ÀS OUTRAS VARIEDADES DE ELASTÔMERO
A borracha butílica, ou copolímero de isobutileno, apresenta-se tão resistente quanto à borracha natural, no entanto, possui uma durabilidade consideravelmente superior e mais resistência às situações de intempéries. Com essas características, além da sua principal aplicação disponível no mercado de automóveis, é uma solução eficiente na substituição da borracha natural para algumas aplicações, como fabricação de mangueiras, vedantes e alguns tipos de tampas, inclusive, as produzidas pela indústria farmacêutica.
Esse elastômero apresenta ainda, uma variedade, denominada halobutyl, originado a partir da combinação de cloro ou bromo e isopreno. Essa versão utiliza menos elementos curativos e seu processo é mais ágil que o do butil regular.
A borracha butílica qualifica-se na categoria de borrachas desenvolvidas para aplicações especiais (SPR), enquanto a borracha natural (NR), a borracha de butadieno estireno (SBR) e a borracha de polibutadieno (BR) são voltadas para a0plicações mais comuns.
Assim como os outros tipos de borracha, o sistema de vulcanização da borracha butílica interfere nas características do produto. Nessa fase, a quantidade de isopreno, que pode variar de 0,6% a 3%, se elevada, aumenta a velocidade do processo de vulcanização; porém, restringe a resistência do elastômero ao ozônio e ao envelhecimento. Sendo assim, para garantir mais resistência a esses elementos, ao oxigênio e ao calor, o produto deve ser produzido sob baixo grau de instauração.
O processo de vulcanização da borracha butílica pode ocorrer por meio de enxofre, quinona dioxima ou resina. Com o primeiro tipo, necessita do auxílio de aceleradores e é ativado com óxido de zinco e elementos aceleradores orgânicos e menos ativos, como os derivados de tiazóis.
Para alcançar estados de vulcanização mais adequados, são utilizados aceleradores de tiurames e ditiocarbamatos, que fornecem atividade primária de aceleração, tornando enxofre mais eficiente no processo.
Com quantidades elevadas de ditiocarbamato e proporções menores de enxofre propiciam a formação de reticulações monossulfídicas estáveis, que também podem ser obtidas com a substituição do enxofre por dissulfureto de tetrametiltiurame (TMTD), que pode ainda, ser substituído por MBTS, um eficiente inibidor de pré-vulcanização ou pelo ZBEC, um tipo de ditiocarbamato.
A vulcanização com quinona dioxima, conhecida como vulcanização com quinona ou vulcanização com dioxima, ocorre com o processamento do butil com p-quinona dioxima (QDO) ou dibenzoato de p-quinona dioxima (DBQDO) e após essa mistura, passa por uma etapa de oxidação com uso de óxidos metálicos ou MBTS, para obtenção do p-dinitrosobenzeno a uma temperatura ambiente.
Já na vulcanização com resina, os componentes utilizados são enzimas de formaldeído (resols), por serem sistemas tridimensionas, capazes de atribuir maior reforço à rede de reticulação, o que não é característico das resinas de novolac, por exemplo.
Para cada tipo de aplicação, é recomendado um sistema de vulcanização. O processo que utiliza quinona como componente é recomendado para produção de cobertura de cabos elétricos, enquanto o que utiliza enxofre e acelerador é voltado para a fabricação de câmaras de ar; e os processos com resina aplicam-se aos diafragmas para vulcanização de pneus.
Além dos benefícios anteriormente mencionados, os componentes utilizados na vulcanização de borracha butílica são responsáveis por atribuir ao produto propriedades de isolamento elétrico, resistência ao ozônio, ao calor seco, ao vapor e intempéries, além de substâncias oleosas de origem vegetal ou animal. Ainda, reagem bem à compressão, baixas temperaturas e apresentam alto potencial de amortecimento e eficientes em sistemas de vedação.
Ainda que a borracha butílica seja encontrada em abundância na indústria de pneus, o setor farmacêutico, alguns sistemas de isolamento, vedação de condensadores químicos, material de apoio em serviços de engenharia e vestuário de proteção, entre tantas outras, a incluir, algumas aplicações que utilizam borracha de bromobutil ou clorobutil, que são variantes da borracha butílica, obtidas a partir a inserção de bromo e cloro na mistura, respectivamente.
A segunda variedade (CIIR) pode ser combinada com borracha natural (NR) e outros tipos de borracha, com a finalidade de obter maior variedade de propriedades, para os mais diversos usos. Seu processo de vulcanização pode ocorrer com adição de óxido der zinco para contentores de alimentos e diafragmas para vulcanização de pneus; resina para indústria farmacêutica e peças técnicas; dissulfeto de alquil fenol aplicado em diafragmas para vulcanização de pneus; amina e tioureia, sistema à baixa temperatura para vedantes e revestimentos em geral; enxofre-sulfanamida, para mistura de polímeros; e cloreto de zinco ou estanho, para revestimentos.
A borracha de bromobutil (BIIR) apresenta características muito semelhantes à borracha butílica clorada, é mais indicada para processos que requerem maior impermeabilização e é compatível com os tipos NR, SBR, CR e IIR. Contudo, possui mais versatilidade em sistemas de vulcanização, além de exigir menos agentes ao processo, e apresenta-se adequado à covulcanização de borrachas com alto nível de instauração. Os tipos de vulcanização possíveis são por meio de enxofre e peróxidos.
O produto sintético possui ampla aplicação na indústria e substitui facilmente a matéria-prima natural.