Efeito da adição do líquido da castanha do caju nas propriedades térmicas, ópticas, mecânicas e morfológicas da borracha natural

Abstract

A borracha natural (BN) é um polímero que tem propriedades únicas e por isso possui uma importância comercial muito grande, sendo utilizada em muitas aplicações no dia-a-dia. Desde a sua descoberta, este material despertou o interesse de muitos pesquisadores. Ao longo do tempo, algumas substâncias têm sido adicionadas à BN visando melhorar suas propriedades físico-químicas e dependendo das aplicações desejadas. Muitas substâncias usadas como aditivos aumentam a eficiência do processo de vulcanização e protegem da sua degradação térmica e oxidativa. O uso de aditivos de origem natural aos materiais poliméricos é uma excelente alternativa para minimizar custos e toxicidade. Este trabalho investiga os efeitos da adição do líquido da castanha do caju (LCC) nas propriedades da BN proveniente do látex da Hevea brasiliensis. Métodos espectroscópicos (FTIR, UVVis), análises térmicas (TG e DSC), mecânicas (DMA) e morfológicas (MEV) foram utilizados neste estudo. Os resultados indicaram que o LCC adicionado, em concentrações de até 3% (p/p), reduziu a absorção de água pelo material, aumentou a absorção no UV-Vis, reduziu os efeitos da foto-oxidação por exposição à radiação UV e elevou a estabilidade térmica. O estudo cinético da decomposição térmica, pelo método não-isotérmico de Ozawa, indicou que o LCC aumenta a energia de ativação do processo de decomposição térmica, tanto em atmosfera inerte como em atmosfera oxidante, confirmando a sua contribuição para o aumento da estabilidade térmica do polímero. A presença do aditivo teve pouca influência na temperatura de transição vítrea da BN. Entretanto, análises dinâmico-mecânicas inferiram que a adição do LCC contribuiu para uma diminuição no módulo de elasticidade do material, proporcionando a obtenção de um material mais rígido. Análises morfológicas indicaram que a presença do aditivo na matriz polimérica foi percebida pelo surgimento de grânulos, que aumentam em quantidade com o incremento da concentração. Portanto, o uso do aditivo natural otimiza várias propriedades da matriz polimérica utilizada neste trabalho, destacando que o LCC é um produto originado de um recurso renovável e abundante, principalmente, na região Nordeste do Brasil. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT

The natural rubber (NR) is a polymer which has unique properties and therefore it is very important commercial product, being used in many applications in day-to-day. Since its discovery, this material aroused the interest of many researchers. Over time, some substances have been added to the NR in order to improve its physicochemical properties according to the desired applications. Many substances used as additives in NR increase the efficiency of vulcanization process, and protect their thermal and oxidative degradation. The use of additives of natural origin is an excellent alternative for the production of rubber, to minimize cost and toxicity. This study investigates the effects of adding of the cashew nut shell liquid (CNSL) in the properties of the NR of latex from Hevea brasiliensis. Spectroscopic methods (FTIR, UV-Vis), thermal analysis (TG and DSC), mechanical (DMA) and morphological (SEM) were used in this study. Results indicated that the CNSL added in concentrations of up to 3% (wt/wt) reduced the absorption of water by this material, reduced the effects of photo-oxidation by exposure to UV radiation and increased the thermal stability. The kinetic study of thermal decomposition by non-isothermal Ozawa method noted that the CNSL increases the activation energy of the thermal decomposition, under inert atmosphere and in oxidizing atmosphere, confirming its contribution to increase the thermal stability of polymer. The presence of the additive had little influence on the glass transition temperature of the NR. However, dynamic mechanical analysis inferred that the addition of CNSL increased the modulus of elasticity of this material, providing the obtaining of a more rigid material. Morphological analysis indicated that the addition of the additive in the polymer matrix was noted by the presence of granules which increase in number with increasing concentration. Therefore, the use of a natural additive optimizes several properties of the polymer matrix used in this work, noting that the CNSL is a product originated from a renewable and abundant resource, especially in the Northeast region of Brazil.