Que materiais de borracha podem ser extrudidos?

I. Introdução

A borracha está em todo o lado - desde os pneus dos nossos carros até aos vedantes dos nossos frigoríficos. Mas já alguma vez se perguntou como é que estas peças flexíveis e resistentes são realmente feitas? Um dos métodos de fabrico mais comuns para dar forma à borracha é moldagem por extrusão-um processo em que os compostos de borracha em bruto são forçados a passar por uma matriz para criar perfis contínuos como tubos, tiras e juntas.

Antes de entrar na indústria de fabrico de borracha, partia do princípio de que todas as peças de borracha eram moldadas em formas estáticas. Mas a extrusão abriu-me os olhos para um processo muito mais versátil. Permite-me criar formas longas e complexas de secções transversais com uma consistência e velocidade notáveis. É por isso que a borracha extrudida é tão amplamente utilizada em indústrias como a automóvel, a construção e a eletrónica.

Neste artigo, vou explicar-lhe como que materiais de borracha são mais adequados para moldagem por extrusão-desde a borracha natural tradicional até ao fluorosilicone de elevado desempenho. Cada um tem os seus próprios pontos fortes, desafios e cenários de aplicação ideais.

Vamos explorar a gama de borrachas extrudíveis e compreender o que as torna adequadas para este processo essencial.

II. Borracha natural (NR)

1. Caraterísticas dos materiais

Quando trabalhei pela primeira vez com borracha natural (NR), fiquei espantado com a sua elasticidade excecional e resistência à tração. Derivada do látex da árvore Hevea brasiliensis, a NR é um dos materiais de borracha mais tradicionais e ainda muito relevante na indústria.

O que faz com que a borracha natural se destaque é a sua excelente resistência à água, aos ácidos suaves e aos álcalisbem como a sua notável capacidade de regressar à sua forma original após o estiramento. Estas propriedades tornam-no altamente valioso para aplicações em que a flexibilidade e a durabilidade são fundamentais.

No entanto, também aprendi que a NR é sensível ao ozono, à radiação UV e aos óleos à base de petróleo - o que significa que não é a melhor escolha para ambientes exteriores ou com muitos químicos, a não ser que seja especialmente formulada.

2. Vantagens da moldagem por extrusão

A borracha natural tem um excelente desempenho na moldagem por extrusão. A sua elevada plasticidade e comportamento de fluxo suave facilitam o processamento através de uma extrusora, especialmente na formação de perfis contínuos.

Uma das vantagens que vi na produção é a sua capacidade de manter a estabilidade dimensional mesmo em linhas de extrusão de alta velocidade. O material mistura-se bem com aditivos e cura uniformemente durante a vulcanização.

Pode facilmente extrudir NR em vedantes, juntas, amortecedores de vibrações e tubagens-especialmente para ambientes interiores ou de baixa exposição química.

"A flexibilidade da borracha natural, tanto em termos de material como de processamento, faz dela um elemento básico nas operações de extrusão para aplicações de uso geral."

3. Domínios de aplicação

De acordo com a minha experiência, a borracha natural extrudida é normalmente utilizada em..:

• Automóvel: tais como vedantes de pedais, amortecedores do compartimento do motor e mangas de cabos.
• Aeroespacial e aviação: para o isolamento de vibrações em estruturas de cabinas.
• Fabrico de correias transportadoraspara remates e rodapés.
• Equipamento industrial geral: para juntas de proteção e componentes antiderrapantes.

Embora tenham entrado no mercado novas borrachas sintéticas, descobri que A NR continua a ser incomparável quando é necessária uma elasticidade e suavidade rentáveis em extrusão.

III. Borracha de estireno-butadieno (SBR)

1. Caraterísticas dos materiais

Quando preciso de uma borracha económica com boa resistência ao desgaste e estabilidade ao envelhecimentoQuando me deparo com um problema de borracha, recorro frequentemente à borracha de estireno-butadieno (SBR). Trata-se de uma das borrachas sintéticas mais utilizadas, desenvolvida como alternativa à borracha natural durante a Segunda Guerra Mundial. Atualmente, continua a servir as indústrias que exigem uma produção em volume sem sacrificar a resistência mecânica.

A SBR oferece excelentes resistência à abrasão, propriedades de envelhecimento térmicoe estabilidade químicaA NR é um material de alta resistência, particularmente contra a água e produtos químicos ligeiros. Embora lhe falte a elasticidade natural da NR, compensa com uma maior estabilidade sob tensão mecânica e alterações de temperatura.

No entanto, de acordo com a minha própria experiência, a SBR não tem um bom desempenho em ambientes com forte exposição a óleo ou calor extremo, exceto se for especialmente composta.

2. Vantagens da moldagem por extrusão

Uma das razões pelas quais prefiro a SBR na extrusão é a sua comportamento de processamento consistente. A sua extrusão é suave em perfis complexos e é bem manuseada durante a produção contínua. A sua estabilidade térmica e mecânica permite-nos manter a forma e as tolerâncias mesmo com velocidades de produção exigentes.

O acabamento da superfície das extrusões de SBR é frequentemente muito limpo e uniformetornando-o ideal para aplicações visíveis ou de perfil de precisão.

Graças à sua integridade estrutural, a SBR é especialmente adequada para juntas, mangueiras, coberturas de proteção e para-choques onde a durabilidade supera a necessidade de extrema flexibilidade.

"Para aplicações que necessitam de dureza em vez de suavidade, a SBR proporciona-me um equilíbrio ideal entre desempenho e preço."

3. Domínios de aplicação

Os produtos de extrusão SBR são frequentemente utilizados em:

• Peças para automóveis: como vedantes de portas, tapetes de chão, componentes dos travões.
• Mangueiras industriais: para o transporte de ar e de água.
• Sistemas de transporte: como coberturas, raspadores ou calhas de guia.
• Calçado e pavimentospara superfícies antiderrapantes e de absorção de impacto.

Nos meus projectos, descobri que a SBR é o material de eleição quando os clientes pretendem durabilidade e preço acessível num composto de fácil extrusão.

IV. Borracha de neopreno (CR)

1. Caraterísticas dos materiais

O neopreno, também conhecido como borracha de cloropreno (CR), é um dos meus materiais preferidos para todas as utilizações. Atinge um equilíbrio raro de resistência mecânica, resistência química e durabilidade ambiental. Quer se trate de óleo, ozono, raios UV ou calor moderado - o Neopreno aguenta.

Uma das principais coisas que aprecio no Neoprene é o seu retardador de chama natural e excelente resistência às intempéries. Também resiste à degradação de refrigerantes, de muitos produtos químicos e até de ácidos e bases fracos. Isto torna-o adequado tanto para utilização no interior como no exterior, especialmente em zonas de temperaturas variáveis.

Embora não ofereça a mesma suavidade ou elasticidade que a borracha natural, o Neoprene estabilidade sob stress e exposição ambiental torna-o um material altamente fiável.

2. Vantagens da moldagem por extrusão

Na extrusão, o neopreno oferece excelente retenção da forma e flexibilidadeespecialmente para os perfis expostos ao ar livre. Os seus caraterísticas de caudal equilibrado assegura uma passagem suave através da matriz, enquanto a sua dureza pós-cura ajuda-o a manter formas precisas sem colapsar.

Utilizei Neoprene para produzir perfis de extrusão longos que precisam de resiste à exposição aos raios UV, às intempéries e ao contacto moderado com óleos-frequentemente com uma degradação mínima do material ao longo dos anos de utilização.

As extrusões comuns de neopreno incluem calafetagens, juntas HVAC, mangas para cabos e tubos de proteção.

"O neopreno é como o canivete suíço das borrachas - adaptável, resistente às intempéries e perfeito para extrusão quando a versatilidade é fundamental."

3. Domínios de aplicação

O neopreno é amplamente utilizado em todo o mundo:

• Automóvel: para casquilhos de velas de ignição, ilhós do compartimento do motor e mangas do tubo de combustível.
• Construção: para vedação de janelas e portas, enchimento de juntas de dilatação.
• Equipamento industrial: em correias, mangueiras e almofadas anti-vibração.
• Equipamento marítimo e de exterior: tais como vedantes à prova de água, tiras de flutuação e isoladores térmicos.

Se está à procura de uma borracha resistente e polivalente que não racha ao sol nem se dissolve no óleoO Neoprene merece um lugar de destaque na sua linha de extrusão.

V. Borracha nitrílica (NBR)

1. Caraterísticas dos materiais

Quando se trata de aplicações que exigem resistência a óleos e combustíveisPor isso, considero sempre em primeiro lugar a borracha nitrílica (NBR). Esta borracha sintética é um copolímero de acrilonitrilo e butadieno, e a sua caraterística principal é a sua resistência excecional a óleos à base de petróleo, combustíveis e muitos produtos químicos.

O teor de acrilonitrilo pode ser ajustado para afinar o desempenho. Níveis mais elevados de acrilonitrilo melhoram a resistência ao óleo, enquanto níveis mais baixos aumentam a flexibilidade e a resistência ao frio. Pelo que tenho visto em aplicações industriais, esta adaptabilidade é uma grande vantagem.

A NBR também oferece boa resistência à abrasão, boa resistência ao calore desempenho de envelhecimento moderado-embora não seja o melhor sob exposição ao ozono ou à intempérie sem aditivos.

2. Vantagens da moldagem por extrusão

A NBR é uma das borrachas extrudidas mais utilizadas para fins industriais. A sua comportamento de extrusão estável torna-o adequado para aplicações de alta precisão, como vedantes de linhas de combustível e tubos resistentes ao óleo.

Durante a extrusão, verifiquei que o NBR mantém densidade consistente e controlo dimensionalpermitindo a produção de componentes de tolerância apertada que são de missão crítica em sistemas expostos a óleo ou produtos químicos.

É particularmente eficaz quando utilizado em O-rings, tubos e anéis de vedação para ambientes de motor ou sistemas de manuseamento de óleo.

"Se houver contacto com óleo, não corro riscos - o NBR é o meu material de eleição para extrusão."

3. Domínios de aplicação

Eis as áreas típicas em que utilizei peças NBR extrudidas:

• Indústria automóvel: anéis de vedação do sistema de combustível, vedantes do motor e juntas sob o capô.
• Processamento químico e petroquímicopara mangueiras de transferência de fluidos e vedantes de válvulas.
• Equipamento para petróleo e gásIncluindo tubagens de distribuição de combustível e mangas de tubos.
• Máquinas gerais: para vedantes hidráulicos, almofadas de desgaste e perfis anti-fugas.

O NBR é indispensável em qualquer projeto de extrusão em que compatibilidade química e resistência ao óleo não são negociáveis.

VI. Borracha butílica (IIR)

1. Caraterísticas dos materiais

Entre todos os materiais de borracha com que trabalhei, a borracha butílica (IIR) destaca-se por uma caraterística crítica: impermeabilidade ao gás. Tem o menor permeabilidade aos gases e à humidade de qualquer elastómero normalmente utilizado, graças à sua estrutura molecular bem compactada. Isto torna-o uma excelente escolha para aplicações que exigem estanquidade ao ar.

O butilo também oferece uma forte resistência ao calor, ao ozono, às intempéries e ao envelhecimento-especialmente em aplicações de vedação estática. Suporta bem a exposição moderada a produtos químicos e proporciona absorção de choques e isolamento elétrico propriedades.

No entanto, não tem um bom desempenho com óleos ou solventes à base de petróleo. Mas quando se trata de vedar o ar ou reter a pressão, é uma das melhores opções que tenho à mão.

2. Vantagens da moldagem por extrusão

Do ponto de vista da extrusão, a borracha butílica tem uma perfil de fluxo suave e cria produtos densos e uniformes. A principal vantagem é a sua capacidade de produzir vedantes e mangueiras que retenham a pressão e evitem fugas de ar ou vapor ao longo do tempo.

Na produção, utilizei com êxito a borracha butílica para vedantes do sistema de combustível, molas pneumáticas e componentes de amortecimento de ruído. Tem um bom desempenho tanto na forma sólida como na forma de esponja durante a extrusão, tornando-o um material versátil para aplicações especializadas.

"Se o seu projeto de extrusão requer estanquidade ao ar, a borracha butílica é a que pretende ter na sua gama."

3. Domínios de aplicação

Normalmente, aplico borracha butílica nos seguintes domínios:

• Automóvelpara câmaras de ar, foles de molas pneumáticas e tubos de vácuo.
• Aeroespacial: onde a retenção de pressão e o isolamento são críticos.
• Construção: em vedantes amortecedores de vibrações e barreiras acústicas.
• Sistemas de combustívelcomo os tubos de retorno de vapor e os vedantes do gargalo de enchimento.

Com a sua baixa permeabilidade e durabilidade ambientalA borracha butílica é essencial para projectos de extrusão que dependem de desempenho de vedação e contenção a longo prazo.

VII. Fluoroelastómero (FKM)

1. Caraterísticas dos materiais

Quando me deparo com ambientes extremos - quer se trate de calor elevado, produtos químicos corrosivos ou combustíveis agressivos -, a minha vida é muito mais difícil.fluoroelastómero (FKM) é a minha primeira escolha. Mais conhecido por marcas como Viton®, o FKM foi concebido para máxima resistência a produtos químicos, óleos e temperaturas elevadas.

O que torna o FKM único é a sua capacidade de suportam temperaturas de funcionamento contínuo até 200°C (392°F) e mesmo a exposição de curta duração para além disso. Também resiste a ácidos, combustíveis, solventes, ozono e intempériesmantendo a elasticidade e a integridade mecânica.

Não é um material de baixo custo, mas em aplicações críticas em que a falha não é uma opção, acho que o investimento em FKM compensa em termos de longevidade e desempenho.

2. Vantagens da moldagem por extrusão

Apesar de ser densa e relativamente rígida em comparação com outras borrachas, a FKM pode ainda ser extrudidos com precisão em perfis complexos com tolerâncias apertadas. Confio frequentemente nele para peças que têm de resistir a ambientes químicos agressivos ou compartimentos de motor extremos.

O seu estabilidade térmica durante o processo de extrusão e vulcanização é excelente, e as suas propriedades finais de cura oferecem uma vedação de qualidade superior e durabilidade a longo prazoMesmo quando exposto a fluidos agressivos ou a uma compressão constante.

Exemplos de peças extrudidas de FKM incluem tubagem de transferência química, vedantes de vapor de combustível e juntas de alta temperatura.

"Quando os clientes me pedem uma borracha que 'pode sobreviver a tudo', a minha resposta é simples: FKM."

3. Domínios de aplicação

Normalmente, recomendo componentes de FKM extrudido para:

• Aeroespacial: mangueiras do sistema de combustível, juntas da parede corta-fogo e vedantes do motor.
• Petróleo e gás: sistemas de transferência e contenção de produtos químicos a alta pressão.
• Automóvel: vedantes do turbocompressor, juntas do tubo de combustível e tubagem sob o capot.
• Processamento químicorevestimentos resistentes, vedantes de válvulas e tubagens para meios agressivos.

Com a sua resistência de alto nível ao calor, óleo e produtos químicos, o FKM é ideal para peças de extrusão de missão crítica nos ambientes de trabalho mais exigentes.

VIII. Borracha de silicone

1. Caraterísticas dos materiais

A borracha de silicone é um dos materiais mais versáteis com que trabalho - especialmente quando estabilidade térmica, flexibilidade e conformidade com a segurança são fundamentais. Pode funcionar num ampla gama de temperaturas de -60°C a +230°Ce alguns graus vão mesmo para além disso. O que mais me impressiona é o facto de o silicone manter a sua suavidade, elasticidade e resistência em toda esta gama.

Também possui excelentes Resistência aos raios UV, resistência ao ozono e isolamento elétricoo que o torna ideal para utilização no interior e no exterior. E porque é inodoro, insípido e biocompatívelé frequentemente utilizado em dispositivos médicos, produtos para bebés e aplicações de qualidade alimentar.

Ao contrário de alguns outros elastómeros, o silicone é inerte e hipoalergénico, razão pela qual é também a escolha de eleição em ambientes de cuidados de saúde e salas limpas.

2. Vantagens da moldagem por extrusão

A extrusão do silicone é óptima. Flui suavemente e adapta-se bem a uma grande variedade de desenhos de secção transversal-de tubos ultra-finos a vedações de janelas complexas. Graças à sua estabilidade pós-cura e resistência à compressão, produz consistentemente perfis de alta precisão com excelente acabamento superficial.

Já utilizei a extrusão de silicone para tudo, desde tubos médicos e linhas de bombas peristálticas para vedações de fornos e juntas eléctricas. Também pode ser facilmente pigmentado, co-extrudido com malha ou reforçado para maior resistência.

"A flexibilidade do silicone, tanto em termos de temperatura como de design, faz dele o material mais 'amigo do designer' com que já trabalhei em extrusão."

3. Domínios de aplicação

A borracha de silicone extrudida é amplamente utilizada em:

• Medicina e saúde: tubos de alimentação, vedantes de respiradores e tiras para tratamento de feridas.
• Transformação de alimentos: Tubagem de qualidade FDA, juntas de portas de fornos e distribuidores de bebidas.
• Automóvel: vedações sob o capô, proteção dos cabos e conectores de admissão do turbo.
• Eletrónica: mangas isolantes, coberturas de fitas LED e juntas de proteção EMI.

Na minha experiência, o silicone é o material de extrusão ideal quando a segurança, o desempenho e o acabamento estético são importantes-especialmente em sectores regulamentados ou sensíveis.

IX. Borracha EPDM (monómero de etileno-propileno-dieno)

1. Caraterísticas dos materiais

Se me perguntarem qual a borracha em que mais confio para aplicações de vedação no exteriora minha resposta é sempre EPDM. Esta borracha sintética tem uma estrutura molecular única que lhe confere excelente resistência ao ozono, à radiação UV, às intempéries e ao envelhecimento-muito superior a muitos outros elastómeros.

O EPDM também resiste a água, vapor e uma variedade de produtos químicos, mantendo propriedades mecânicas estáveis numa vasta gama de temperaturas (-40°C a +120°C). Não racha, não encolhe nem perde a elasticidade facilmente, mesmo quando exposto a climas rigorosos durante anos.

Outra vantagem é a sua carácter não condutor, tornando-o ideal para isolamento elétrico e sistemas de vedação energeticamente eficientes.

2. Vantagens da moldagem por extrusão

Na extrusão, o EPDM é um cavalo de batalha. O seu elasticidade e comportamento de cura equilibrados tornam-no perfeito para produzir perfis macios ou firmes, dependendo da formulação. Oferece excelente retenção da forma, flexibilidade e longa vida útilespecialmente em ambientes expostos às intempéries.

Considero o EPDM particularmente fácil de processar em perfis complexos ou ocos - como vedantes de bolbos, guarnições de rebordos, tubos e calafetagens. O acabamento da superfície é tipicamente liso e consistente, e o material liga-se bem a metais e plásticos se forem necessários adesivos ou co-extrusão.

"Para qualquer vedação exterior ou de longa duração, o EPDM oferece durabilidade sem comprometer a eficiência da extrusão."

3. Domínios de aplicação

É aqui que normalmente aplico EPDM extrudido:

• Automóvel: vedantes das portas, juntas da bagageira, fitas de proteção do para-brisas.
• Construção: perfis de envidraçamento de janelas, vedações de fachadas, juntas de dilatação de coberturas.
• Elétrico: revestimentos de cabos, juntas de painéis solares, vedações de caixas eléctricas.
• AVAC e canalização: coberturas de isolamento de tubos, mangas de tubos de drenagem, vedantes de tratamento de ar.

EPDM é o campeão indiscutível de materiais de borracha resistentes às intempéries para extrusão-combinando resiliência, economia e facilidade de processamento como nenhuma outra.

X. Conclusão

Depois de trabalhar com uma grande variedade de materiais de borracha em projectos de extrusão ao longo dos anos, uma coisa tornou-se clara para mim: a seleção de materiais define o desempenho.

Cada tipo de borracha traz os seus próprios pontos fortes para o processo de extrusão:

• Borracha natural (NR): grande elasticidade e flexibilidade para vedações de uso geral.
• Borracha de estireno-butadieno (SBR): económico e resistente para aplicações de elevado desgaste.
• Neopreno (CR): resistente às intempéries e aos óleos para utilização no exterior e na indústria.
• Borracha de nitrilo (NBR): imbatível em ambientes expostos a combustíveis e óleos.
• Borracha butílica (IIR)Ideal quando a estanquidade ao ar e a baixa permeabilidade são fundamentais.
• Fluoroelastómero (FKM): extrema durabilidade nas condições químicas e térmicas mais severas.
• Borracha de silicone: líder em temperatura e biocompatibilidade nos sectores médico, alimentar e eletrónico.
• EPDM: o rei da vedação para todas as condições atmosféricas nos sectores automóvel e da construção.

A escolha da borracha correta para extrusão não é apenas uma decisão técnica - é uma decisão estratégica. A escolha errada pode significar uma falha prematura, ao passo que a escolha certa conduz a poupanças de custos, ciclos de vida mais longos e maior satisfação do cliente.

À medida que a tecnologia de extrusão continua a evoluir - com avanços como a co-extrusão de vários materiais, tolerâncias mais apertadas e velocidades de linha mais rápidas - aa importância de fazer corresponder o material de borracha ao ambiente de utilização final só irá aumentar.

"A extrusão é mais do que dar forma à borracha - trata-se de soluções de engenharia que duram."

Se estiver a planear o seu próximo projeto de extrusão e não tiver a certeza de qual o material a escolher, recomendo sempre que comece pelos requisitos de desempenho. Em seguida, combine-os com o composto correto.

Referências:

1. Processo de extrusão de borracha
2. Propriedades e utilizações da borracha EPDM
3. Fluoroelastómero (FKM) Caraterísticas do material