Inchamento de borrachas vulcanizadas sob a ação de solventes orgânicos

Abstract

Neste trabalho foram investigadas as propriedades de borrachas vulcanizadas sob a ação de solventes adulterantes de gasolina tipo C. Esta pesquisa visou obter dados experimentais e análise de modelos para o estudo do fenômeno de inchamento de borrachas vulcanizadas quando em contato com solventes. O objetivo é obter uma nova metodologia de análise da qualidade da gasolina utilizando borrachas como sensores. O inchamento das borrachas mostrou experimentalmente depender e ser uma função do tempo de exposição ao solvente e da composição do solvente, tanto em termos de quais tipos de compostos estão presentes quanto da concentração destes. A sensibilidade do método e a aplicabilidade do método em tempos curtos de análise foram testadas realizando-se um planejamento experimental de mistura. Os componentes do planejamento são a % v/v de gasolina C, heptano e tolueno e a borracha SBR, analisando-se o inchamento mássico e volumétrico para os tempos de 5 e 15 min. A análise da variância revelou que o método é eficiente e que existe uma alteração bastante significativa dos inchamentos em função do teor de tolueno na mistura. Foi verificado que a magnitude dos valores de inchamento é maior em termos volumétricos do que em mássicos. Também foi feito um estudo da influência do tipo de solvente sobre os perfis de inchamento das borrachas neoprene, nitrílica, natural, SBR, SBR alim. e silicone. Os resultados obtidos com silicone em relação ao inchamento com etanol mostraram-se extremos ao apresentado pelos solventes heptano, gasolina C e tolueno, o que demonstrou que esta borracha apresenta grande capacidade para o seu uso como um meio de detecção de excesso de etanol na gasolina. Foram obtidas equações polinomiais do inchamento do silicone e do SBR em função do teor de etanol anidro na mistura com gasolina A. Através dos altos coeficientes de correlação linear obtidos verificou-se uma boa capacidade de predição do teor de etanol anidro na gasolina através das medidas de inchamento, revelando também que a metodologia proposta apresenta sensibilidade suficiente para a verificação da adulteração da gasolina com excesso de etanol.

In this work, we investigated the properties of vulcanized rubber under the action of adulterant solvents of gasoline type C. This research aimed to obtain experimental data and analysis models to study the phenomenon of swelling of vulcanized rubbers in contact with solvents. The purpose of this work is to obtain a new methodology for assessing the quality of the gasoline using rubber as sensors. The swelling of the rubbers showed experimentally to depend and be a function of time of exposure to solvent and solvent composition, both in terms of that type of compounds are present as their concentration. The sensitivity and the applicability of the method for short times of analysis were tested by performing an experimental design of mixture. The components of planning are the % v / v gasoline type C, heptane and toluene and SBR rubber, analyzing the mass and volumetric swelling for up to 5 and 15 min. The analysis of variance, backed by high values of R2-adjusted (higher than 0.98 and 0.97 for mass and volume swells, respectively), showed that the method is efficient and that there is a very significant change in the swelling mass and volume due to changes in the content of toluene in the mixture. It was found that the magnitude of the swelling values are larger in terms of volume than mass, which indicates that the accuracy of the data obtained on the basis of volume measurement is more appropriate to study. It was also studied the influence of solvent on the profiles of swelling with rubber neoprene, nitrile, natural, SBR, SBR food grade and silicon. The results obtained with silicon in relation to swelling with ethanol proved to be the extremes presented by the solvent heptane, toluene and gasoline type C, demonstrating that this rubber has a great capacity for its use as a means of detecting excessive ethanol in gasoline. Polynomial equations were obtained from swelling of the silicone and SBR as a function of content in the mixture of anhydrous ethanol with gasoline, resulting in a coefficient R2 equal to 0.993. Through the high correlation coefficients obtained it was verified a good capability of predicting the content of anhydrous ethanol in gasoline by measuring the swelling, what also reveals that the proposed methodology was sufficiently sensitive to check the adulteration of gasoline with excessive ethanol.