Identificação da quantidade de energia calorífica liberada durante a combustão de compostos de borrachas não curadas e curadas por calor e irradiado por feixe de elétrons

Abstract

Os elastômeros são materiais que se destacam por sua elevada elasticidade, flexibilidade, resistência a fluidos, altas temperaturas e agentes corrosivos. Devido a essas características, a indústria automobilística utiliza diversos tipos de elastômeros na fabricação de componentes. No entanto, tanto durante a produção quanto após o fim da vida útil, esses materiais são, geralmente, descartados dificultando seu reaproveitamento em outras etapas ou segmentos produtivos. Nesse contexto, a reciclagem e a reutilização de resíduos industriais ganham relevância crescente, tanto por razões ambientais quanto econômicas. Este estudo teve como objetivo avaliar as características energéticas de compostos à base de borrachas natural (NR), nitrílica (NBR) e fluoroelastômero (FKM), obtidos a partir da preparação de amostras em laboratório. As amostras foram irradiadas com doses de 60 kGy e 120 kGy. A investigação concentrou-se na eficiência energética dos compostos, com ênfase na quantidade de calor gerado durante a queima, visando a otimização de processos de recuperação e valorização de resíduos na indústria. As propriedades de resistência à tração, alongamento, dureza Shore A e densidade das amostras irradiadas e não irradiadas não apresentaram alterações significativas. Os testes na bomba calorimétrica indicaram que o fluoroelastômero (FKM) apresentou o menor poder calorífico, devido à sua alta estabilidade térmica, baixo coeficiente de atrito e inércia química, características atribuídas às fortes forças intermoleculares promovidas pelos átomos de flúor em sua estrutura. Em contraste, a borracha natural (NR) apresentou maior poder calorífico, favorecendo a combustão com alta liberação de calor. A análise espectral por FTIR das borrachas NR, NBR e FKM evidenciou a influência direta da estrutura química na estabilidade térmica e na resistência à degradação. A NR, composta por hidrocarbonetos insaturados, mostrou-se mais suscetível à oxidação e combustão. A NBR, por conter grupos nitrila, apresentou maior estabilidade química e resistência moderada à combustão. Já a FKM, com sua elevada concentração de átomos de flúor, demonstrou superior resistência térmica e química, sendo a única a manter traços estruturais significativos após a queima.