Topo
pesquisar

Vulcanização da borracha

Química

A vulcanização é um processo de adição de enxofre à borracha crua, formando pontes de enxofre entre as cadeias do polímero que melhoram suas propriedades.
PUBLICIDADE

 

A borracha natural é um polímero (macromolécula) formado a partir de moléculas de isopreno (metilbut-1,3-dieno). Ela costuma ser obtida por meio da extração do látex da seringueira (Havea brasiliensis), como a mostrada abaixo:

 

 


O látex (borracha natural) é extraído da seringueira (Hevea brasiliensis)
O látex (borracha natural) é extraído da seringueira (Hevea brasiliensis)

Esse látex é coado e recebe a adição de amônia (NH3) para conservá-lo e também de vários ácidos ou sais conservantes para que ele passe por um processo de coagulação e separe-se do líquido, formando uma massa branca pastosa, que é moída e processada para remover possíveis contaminantes e secar.

No entanto, a borracha, dessa forma crua, apresenta algumas características indesejáveis para a sua utilização pela indústria, como baixa resistência à tração, solubilidade em solventes orgânicos, facilidade de ser oxidada e baixa resistência ao calor e à variação de temperatura, pois, em dias quentes, ela fica mole e pegajosa, enquanto, em dias frios, ela fica dura e quebradiça.

Para sanar esses problemas, a borracha passa por um processo chamado de vulcanização e que foi descoberto por acidente em 1838 por Charles Goodyear (1800-1860), quando ele deixou cair uma mistura de borracha e enxofre sobre o fogão quente e ele notou que essa mistura queimou um pouco, mas não derreteu.

Charles Goodyear
Charles Goodyear

Assim, a vulcanização é a adição de enxofre à borracha, sob aquecimento e com o uso de catalisadores. Observe no esquema abaixo que as ligações duplas do poli-isopreno (polímero da borracha) são rompidas e formam-se pontes de enxofre, ou seja, ligações laterais entre as cadeias, tornando-se o polímero tridimensional:

Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;)

Processo de vulcanização da borracha
Processo de vulcanização da borracha

Essas pontes de enxofre fazem com que a borracha apresente baixa histerese e baixa deformação permanente. A histerese refere-se ao atraso da resposta de um sistema quando se faz alguma solicitação externa. Por exemplo, se você apertar um pedaço de borracha crua, ela demorará a voltar ao formato inicial, isso significa que ela tem alta histerese. Já a borracha vulcanizada voltará rapidamente ao seu formato original, pois as pontes de enxofre entre as cadeias são bastante flexíveis e permitem que essas cadeias deslizem facilmente umas sobre as outras. O material fica mais resistente também porque as pontes de enxofre dificultam o rompimento da borracha quando ela é esticada.

A proporção de enxofre adicionado à borracha na vulcanização varia entre 2 e 20%, dependendo do que se deseja, sendo que, quanto mais enxofre for adicionado à borracha, maior será a sua dureza. Veja:

  • Borrachas comuns: 2 a 10% de teor de enxofre;

  • Borrachas usadas em pneus: 1,5 a 5% de teor de enxofre;

  • Borrachas empregadas em revestimentos protetores de máquinas e aparelhos de indústrias químicas: cerca de 30% de teor de enxofre.


Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química

A borracha dos pneus de automóveis é vulcanizada
A borracha dos pneus de automóveis é vulcanizada

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

FOGAçA, Jennifer Rocha Vargas. "Vulcanização da borracha"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/vulcanizacao-borracha.htm. Acesso em 19 de setembro de 2019.

Lista de Exercícios
Questão 1

A borracha natural é um elastômero (polímero elástico), que é obtido do látex coagulado da Hevea brasiliensis. Suas propriedades elásticas melhoram quando ela é aquecida com enxofre, processo inventado por Charles Goodyear que recebe o nome de vulcanização. O nome do monômero que forma a borracha natural é:

a) 1,3-butadieno.

b) metil-1,4-butadieno.

c) Isopreno.

d) 1,4-butadieno.

e) 1,2-butadieno.

Questão 2

Sobre a borracha natural, que é formada por monômeros de isopreno, e a aplicação de enxofre nela, são feitas as seguintes afirmações:

I- A borracha natural e a sintética, fabricada a partir de derivados de isopreno, pertencem à classe de polímeros do grupo dos elastômeros.

II- Segundo a nomenclatura oficial, a molécula de isopreno é denominada 3-metil-1,3-buteno.

III- A reação da borracha natural com enxofre é denominada de vulcanização.

IV- A vulcanização, embora aumente a resistência da borracha natural, diminui a dureza para melhor moldar os pneus.

Assinale a alternativa correta.

a) Somente a afirmativa IV é verdadeira.

b) Somente a afirmativa III é verdadeira.

c) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras.

d) Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras.

e) Somente a afirmativa II é verdadeira.

Mais Questões
  • SIGA O BRASIL ESCOLA
Brasil Escola