Antecedentes Históricos
A ligação da borracha a metais remonta a meados do século XIX. Os métodos então utilizados de ligação da borracha aos metais – a utilização de ebonite e de superfícies metálicas tratadas com latão (liga de cobre e zinco) (latonagem), são utilizados ainda nos dias de hoje. A ligação com ebonite ainda é actualmente utilizada no revestimento de cilindros com borracha para diversas aplicações industriais e de equipamentos e tubagens para a indústria química. A latonagem do aço continua a ser utilizada na indústria dos pneus, para obtenção de uma boa ligação entre as telas metálicas de reforço e também nos arames utilizados na confecção dos talões, no fabrico de correias transportadoras que utilizam telas de aço como elementos de reforço e também no fabrico de mangueiras reforçadas com tranças de aço.
No decorrer dos anos foram entretanto desenvolvidos novos sistemas para ligação da borracha, não somente a metais, mas também a outros substratos, nomeadamente materiais plásticos, materiais têxteis, materiais cerâmicos e vidro.
Um primeiro desenvolvimento ocorre em 1938, com a criação do chamado sistema de adesão RFL – resorcina – formaldeído – látex (látex de borracha natural; portanto um sistema em meio aquoso) sistema então utilizado para a ligação da borracha a tecidos cord em rayon para o fabrico de pneus. Este sistema foi patenteado em 1938 por Charch e Maney, da empresa DuPont. Este sistema ainda hoje é utilizado, embora tenha sido aperfeiçoado. Foram introduzidos outros dadores de resorcina, outros dadores de metileno (pode ser hexametileno tetramina ou hexametoximetil melamina). Também o látex utilizado passou a ser o látex de SBR ou de vinil-piridina, ou um látex com mistura de ambos. A inclusão de sílica nos compostos de borracha veio melhorar também os valores de adesão obtidos.
Um novo progresso foi conseguido em 1958, com a utilização de sais de cobalto (naftenato de cobalto) nos compostos de borracha para ligar a metais, particularmente ao aço (aço com a superfície revestida com latão). Progresso de insofismável importância para a produção de pneus com telas de aço.
Um outro contributo surge na Alemanha, no termo da II Guerra Mundial e tornou-se relativamente popular no final da década de 40; trata-se da utilização de poli-isocianatos – em especial o trifenil-metano tri-isocianto (Figura 1), desenvolvido pela empresa Bayer. Particularmente útil na adesão de borrachas diénicas ao aço.
Figura 1 – Trifenil metano tri-isocianato
O mecanismo que explica esta ligação estabelece que os grupos isocianato reagem, na vulcanização, com óxidos metálicos hidratados, de que resulta a formação de poliureias e estruturas em anel de triazinas, que são fortemente fixadas nas superfícies metálicas (Figura 2).
Figura 2 – Isómeros da Triazina
Por outro lado, as cadeias moleculares das borrachas diénicas dispõem de vários átomos de hidrogénio activos, passíveis de reagir com o agente de adesão.
Estes novos sistemas permitiram não somente obter boas ligações com metais de difícil ligação (caso do alumínio, por exemplo), como também permitiram a ligação com materiais plásticos de difícil ligação.
Os sistemas que temos vindo a referir permitem obter ligações de borracha a diferentes substratos durante a fase de vulcanização. É um processo directo de ligação. Contudo, em muitos casos de difícil solução – seja por razões técnicas seja por razões de complexidade geométrica – a ligação entre borracha e um outro substrato é obtida após a vulcanização do componente de borracha, com o recurso a outras técnicas de ligação, mediante o uso de adesivos (adesivos do tipo cianoacrilato ou epóxi) ou mediantes técnicas de soldadura. São os chamados processos indirectos de ligação. Borracha e substrato poderão ainda ser fixados por processo mecânicos, tais como por meio de parafusos, abraçadeiras, etc. Estes tipos de ligação não serão o objecto do nosso estudo.
Nos últimos anos as questões ambientais obrigaram a uma reformulação profunda nos sistemas de ligação da borracha, nomeadamente no que diz respeito aos tipos de solventes utilizados e mesmo às técnicas de desengorduramento dos substratos com recurso a técnicas de vapores de solventes orgânicos.
Novos materiais e sistemas têm vindo a ser desenvolvidos, nomeadamente novos tipos de detergentes e de solventes solúveis em água. Contudo, admite-se que estes novos materiais deixam alguns resíduos na superfície dos materiais desengordurados. Estes resíduos podem ser ou não compatíveis com os sistemas de ligação; com sistemas de ligação baseados em solventes, tal compatibilidade pode existir. Mas com sistemas de base aquosa tal compatibilidade não existirá seguramente, pelo que o êxito de uma boa ligação ficará comprometido.
