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REDUÇÃO NAS QUANTIDADES DE ÓXIDO DE ZINCO EM COMPOSTOS DE BORRACHA, ATENDENDO AS NOVAS EXIGÊNCIAS AMBIENTAIS INTERNACIONAIS ABTB SP 2009 EDSON ALVES VIANNA.

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1 REDUÇÃO NAS QUANTIDADES DE ÓXIDO DE ZINCO EM COMPOSTOS DE BORRACHA, ATENDENDO AS NOVAS EXIGÊNCIAS AMBIENTAIS INTERNACIONAIS ABTB SP 2009 EDSON ALVES VIANNA

2 CONSUMO: Europa = ton/ano. USOS EM COMPOSTOS DE BORRACHA: ATIVADOR DE VULCANIZAÇÃO: Maior uso. Entra na quase totalidade dos compostos curados com enxofre. Normalmente usa-se 5 phr. ATIVADOR DE VULCANIZAÇÃO: Maior uso. Entra na quase totalidade dos compostos curados com enxofre. Normalmente usa-se 5 phr. AGENTE DE RETICULAÇÃO: em polímeros clorados e carboxilados. AGENTE DE RETICULAÇÃO: em polímeros clorados e carboxilados.

3 OSCILAÇÃO DOS PREÇOS : OSCILAÇÃO DOS PREÇOS : Vem ocorrendo em nível mundial. ( menos importante ) Vem ocorrendo em nível mundial. ( menos importante ) IMPACTO AMBIENTAL: IMPACTO AMBIENTAL: Pressão por redução de teores, principalmente pela ação sobre ambientes aquáticos. PROJETO ECOZINC : PROJETO ECOZINC : OBJETIVO: reduzir derivados de Zinco, principalmente Óxido de Zinco, em uma ampla gama de produtos. Nestes, estão inclusos os compostos de borracha.

4 LME - EVOLUÇÃO DOS PREÇOS DO ZINCO: 07/2008 A 07/2009

5 Atualmente: pressão por redução Futuramente: provável restrição

6 Seres humanos : Falta é pior que excesso Ambientes aquáticos : Afeta fortemente Algas, peixes, Invertebrados, etc. Concentração : de 40 ppb a ppb, dependendo do meio, pode representar toxicidade aguda. Bio-cumulativo EPA : environmental protection agency - USA : Rejeitou retirada do Zn da lista de produtos tóxicos.

7 É uma questão com relativa complexidade Existem várias possibilidades NOSSO OBJETIVO : Oferecer uma opção viável técnica e economicamente

8 Há 3 processos principais para produção do ZnO: -AMERICANO ou DIRETO: Sucata ou minério de Zinco é fundido, reduzido com carvão e diretamente re-oxidado. –FRANCÊS ou INDIRETO: A cinza do Zinco é vaporizada e o vapor oxidado usando Oxigênio. –PRECIPITAÇÃO ou AQUOSO: Uma solução purificada de Cloreto de Zinco é precipitada em Hidróxido de Zinco ou Carbonato e então calcinado resultando num Óxido de Zinco altamente ativo.

9 ALTA ATIVIDADE: Grande área superficial e baixos níveis de metais pesados. ÁREA SUPERFICIAL: até 5 vezes maior, mas dosagem não pode ser reduzida proporcionalmente. NOVA TECNOLOGIA: Novo produto foi desenvolvido. Mantém a alta atividade de um óxido ativo, revestindo a superfície de um núcleo que não tem Zinco. Atividade e Área superficial:

10 Carbonato de Cálcio revestido com 55% de um Óxido de Zinco altamente ativo, com uma área superficial de 20 a 30 m²/g.

11 PROPRIEDADES ISOQURE ZnO 25 CC:

12 CaCO 3 aumento1000x IsoQure ZnO 25 CC aumento 1000x

13 CaCO 3 aumento 5000x IsoQure ZnO 25 CC aumento 5000x

14 Comparações foram feitas em vários compostos com ZnO convencional, IsoQure ZnO 25 CC e ZnO Ativo.

15 EPDM: Composto altamente carregado, com sistema de cura livre de nitrosamina: Composto 1 Composto 2 Composto 3 Composto 4 Composto 5 EPDM 100 pphr Black N pphr Black N pphr Sillitin N pphr Stearic Acid 3 pphr Paraffinic Oil 45 pphr Isogran® CLD pphr Isogran® CBS pphr Isogran® ZDTP-50 3 pphr MBT 0.5 pphr IsoQure® ZnO 25 CC 2 pphr IsoQure® ZnO 25 CC 4 pphr IsoQure® ZnO Active 50 2 pphr IsoQure® ZnO Active 50 4 pphr ZnO Processo Francês 6 pphr Tabela -1

16 Figura-1 EPDM: Composto altamente carregado, com sistema de cura livre de nitrosamina

17 Figura-2

18 EPDM: Composto altamente carregado, com sistema de cura livre de nitrosamina Figura-3

19 EPDM: Composto altamente carregado, com sistema de cura livre de nitrosamina Figura-4

20 Teste preliminar em um composto para Pneu: NR 80,0 phr BR 20,0 phr Black N ,0 phr Óleo Aromático 10,0 phr Estearina 2,0 phr 2,0 phr Antioxidante 2,0 phr Resina de Estireno 4,0 phr 4,0 phr PVI 0,2 phr 0,2 phr Cera de parafina 3,0 phr 3,0 phr TBBS 1,0 phr 1,0 phr Enxofre 2,4 phr 2,4 phr ZnO 25 CC 4,0 phr 4,0 phr ZnO White Seal 4,0 phr ZnO Ativo 4,0 phr Tabela-2

21 Teste preliminar em um composto para Pneu: Resultados WS ZnO 25 CC Active ZnO Dureza, shore A % modulus, MPa % modulus % modulus % modulus % modulus Tensão de Ruptura Alongamento, % Torque C, dNm ML MH Tempo de cura, min ts t Rasgamento, N/mm Abrasão, DIN (Perda de volume mm 3 ) Tabela-3

22 Teste preliminar em um composto para Pneu: Figura-5 Propriedades Físicas: Dureza ShA R. Tração Mpa Módulo 300% MPA ZnO 25 CC ZnO White Seal Zno Active

23 ENSAIOS FEITOS NO BRASIL EM EPDM E SBR (Laboratórios da Flexsys) INGREDIENTES: EPDM ISOQURE EPDM ZnO SBR ISOQURE SBR ZnO EPDM KELTAN SBR Sillitin N N. Fumo N N. Fumo N Dispergator FL 1,51,51,51,5 Estearina1,01,01,01,0 Oleo Parafmico IsoQure ZnO 25 CC 2,5-2,5- Óx. Zinco 99,5 % -5,0-5,0 Perkacit ZDEC 0,40,4-- Perkacit TMTD 0,40,40,50,5 Perkacit MBT 1,01,0-- Enxofre1,01,01,51,5 Perkacit MBTS --2,02,0

24 PROPRIEDADES REOLÓGICAS 170ºC PROPRIEDADES: EPDM ISOQURE EPDM ZnO SBR ISOQURE SBR ZnO Tempo de Cura T 90, min 3,523,422,452,70 Tempo de Scorch T 31, min 0,550,530,760,73 Torque Máximo MH, lb-in 17,9117,8717,7718,87 Torque Mínimo ML, lb-in 2,682,761,611,67

25 PROPRIEDADES FÍSICAS : Propriedades: EPDM ISOQURE EPDM ZnO SBR ISOQURE SBRZnO Norma: Tensão de Ruptura, MPa 16,3816,3515,7515,55 ASTMD 4l2-98a Alongamento, % 529,6522,6358,7338,3 ASTM D a Módulo 100 %, MPa 3,113,183,353,60 ASTM D a Módulo 200 %, MPa 6,786,838,438,81 ASTM D a Módulo 300 %, MPa 10,009,9713,7414,24 ASTMD a Dureza, Shore A 68,569,066,568,0 ASTM D Rasgamento, Kgf/cm 45,444,732,834,8 ASTM D c Resiliência, % DIN 53512

26 EPDM – ENVELHECIMENTO (70 H, 100ºC) EPDM – ENVELHECIMENTO (70 H, 100ºC) Propriedades: EPDM ISOQURE EPDM ZnO Norma: Tensão de Ruptura, MPa 16,6016,28 ASTMD a Var. Tensão, % + 1,3 - 0,4 ASTM D Alongamento, % 278,7279,3 ASTMD a Var. Alongamento, % - 47,3 - 46,5 ASTM D Dureza, Shore A 72,072,0 ASTM D Var. Dureza, pontos + 3,5 + 3,0 ASTM D SBR – ENVELHECIMENTO (70 H, 70ºC)Propriedades: SBR ISOQURE SBR ZnO Norma: Tensão de Ruptura, MPa 15,6016,04 ASTMD a Var. Tensão, % -0,9 + 3,1 ASTM D Alongamento, % 239,2226,2 ASTMD a Var. Alongamento, % - 33,3 - 33,1 ASTM D Dureza, Shore A 72,072,0 ASTM D Var. Dureza, pontos +5,0+4,0 ASTM D573-99

27 TESTES INICIAIS: TESTES INICIAIS: Evidenciam eficiência na substituição de diversos tipos de Óxidos de Zinco. ISOQURE ZnO 25 CC X ZnO COMUM: ISOQURE ZnO 25 CC X ZnO COMUM: Redução de 72% do teor efetivo de Óxido de Zinco. ISOQURE ZnO 25 CC X ZnO ATIVO: ISOQURE ZnO 25 CC X ZnO ATIVO: Redução de 45% do teor de ZnO ativo. REDUÇÃO DE PESO ESPECÍFICO: REDUÇÃO DE PESO ESPECÍFICO: ZnO comum: 5,6 Isoqure ZnO 25 CC: 3,7 Vantagem econômica, com densidade 34% menor.

28 Custo do ZnO representa algo entre 1 % a 2,5% na formula. Varia muito de composto. Depende do total de phr Substituição representa redução de custo devido a densidade ou no mínimo, um custo equivalente.

29 IMPACTO AMBIENTAL: Adequação às novas tendências e exigências que estão surgindo no mercado mundial. PADRONIZAÇÃO: Um só produto pode ser usado em substituição ao ZnO convencional ou ao ativo. ECONÔMICO: Menor teor de Zinco, que tem tido forte variação de preços, além do ganho significativo na densidade do produto.

30

31 MUITOOBRIGADO!MUITOOBRIGADO!

32 CONTATO : FONE : (51) – RS FONE : (11) – SP SITE :


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