Solado de borracha

Bom dia pessoal!!!
Vamos falar agora sobre as construções inferiores dos calçados, mais conhecidos como solado.
Começaremos falando sobre os solados de borracha.

1) Conceito
Elastômero: é um polímero que possui a capacidade de distender-se varias vezes o seu comprimento e retornar, quase que integralmente ao tamanho original.

2) Tipos de elastômeros
Borracha natural (NR): é obtida pela coagulação do látex de arvores do gênero hevea brasilienses, popularmente conhecida como seringueira. A sua composição química é poliisoprenocis 1,4.

A composição genérica:

· Hidrocarbonetos – 94,2%
· Umidade – 0,5%
· Extrato cetônico – 2,5%
· Proteínas – 2,5%
· Cinzas – 0,3%

Deve-se ter uma atenção redobrada com as seguintes características:

Umidade: pode representar água residual da lavagem ou resultado da absorção de água da atmosfera. Deve-se ter um cuidado com a % da umidade para se evitar formação de bolhas no produto vulcanizado.

É importante diferenciar as borrachas naturais claras das escuras para se ter um produto final adequado:

Borrachas claras: - CCB – Crepe Claro Brasileiro, SMR-L.
- FCB – Folha Clara Brasileira
- GCB – Granulado Claro Brasileiro
- ADS – Air Dried Sheets

Borrachas escuras: - GEB – Granulado Escuro Brasileiro, SMR-10 e 20.
- CEB – Crepe Escuro Brasileiro
- FEB – Folha Escura Brasileira

3) Tipos de borracha:

Borracha Estireno-Butadieno (SBR):
· Composição: Borracha composta por 75% de polibutadieno e 28% de poliestireno.
Tipo de produção: pode ser obtida pelo processo em emulsão a quente 50ºC ou a frio 5ºC

SBR tipo solução: tem propriedades melhoradas, tais como a coloração mais clara, menor contaminação, melhor resistência à abrasão, fadiga por dobramento, resiliência, maior estabilidade dimensional.

Borracha Polibutadieno (BR):
· Composição: Cis - 1,3 – polibutadieno.
Tipo de produção: emulsão e solução
OBS: normalmente, e utilizado em conjunto com as borrachas naturais e ou SBR, em proporções que variam entre 20 – 50% do total de borracha do composto.

Acrilonitrila-Butadiento (NBR):
· Composição:borracha com teor de acrilonitrila variando entre 15 – 45%.
· Tipo de produção: produzido pelo processo de emulsão a frio – 5 ºC ou quente 50ºC.

4) Formulação:

Os principais ingredientes das formulações são:

- Resinas modificadoras: utilizadas para melhorar propriedades finais como dureza, deformação, resistência ao rasgo, etc...

- Cargas de reforço: materiais usados com a finalidade de melhorar determinadas propriedades como tração e abrasão.

- Plastificantes: utilizados para modificar suas propriedades físico-mecânicas e melhorar a processabilidade.
Para utilização destes materiais deve-se observar os seguintes aspectos:
· Compatibilidade com o polímero
· Comportamento a baixa e alta temperaturas
· Estabilidade a luz
· Extração por solvente
· Coloração
- Lubrificantes: utilizados com a finalidade de melhorar o processamento , reduzindo o consumo de energia elétrica e desgaste de equipamento.

- Protetores: tem a função de proteger o solado da degradação por envelhecimento devido ao uso; os polímeros em presença de oxigênio, ozônio e radiações sofrem deterioração da estrutura molecular reduzindo a vida útil.
A escolha o protetor adequado deve levar em conta o polímero, a natureza química, as condições de processamento e o meio em que estará exposto.

- Ativadores de cura: são adicionados na composição para reduzirem o tempo de cura dos polímeros reticuláveis.

- Aceleradores de cura: como próprio nome já indica, são utilizados para diminuir o ciclo de cura. Normalmente, são adicionados juntamente com os ativadores de cura. Sofrem reação química provocando por ação combinada uma redução substancial no tempo de cura.

- Agentes de cura: produtos químicos que provocam ligações químicas durante a vulcanização, sendo o enxofre, o produto mais empregado em solados

- Agente expansão: são produtos químicos, que por decomposição térmica geram gases no interior da massa polimérica, gerando células.

Pigmentos: são compostos químicos, orgânicos ou inorgânicos, insolúveis em solvente, inclusive água, e que convenientemente manipulados, soa capazes de conferir cor a um substrato.

Aplicações: a tabela abaixo identifica que tipo de elastômero pode ser utilizado para cada tipo de componente do calçado:
7) Etapas do processo produtivo:

- Pesagem: é um dos processos mais importantes na produção da borracha, pois qualquer erro por menor que seja ira alterar a característica pré-estabelecidas.
Os erros mais comuns são: Pesagem incorreta, balança descalibrada, troca de produtos e sensibilidade da balança inadequada.

- Mistura: a mistura pode ser feita em misturador fechado tipo Bambury ou em misturador aberto de cilindro, a principal função e incorporar no polímero os ingredientes de formulação tais como as cargas, plastificantes entre outros.

- Homogeneização: tem por finalidade tornar uniforme a dispersão dos ingredientes.

- Laminação: é executada em misturador aberto de cilindros ou em calandras de rolos laminados.
As pré-formas são muito variadas, dependendo do sistema de moldagem, porem deve-se ressaltar que a laminação pode definir a qualidade da sola, evitando bolhas, por exemplo.

- Prensagem:
a) Vulcanização: Operação que visa transformar, por mo de rações químicas, a borracha de um estado predominantemente plástico a um estado elástico.
É função direta das condições de prensagem:
· Temperatura: sua determinação é importante, pois se estiver abaixo do valor correto, poderá provocar manchas esbranquiçadas, porosidade e também, envelhecimento prematuro;
· Pressão: com valor inferior provoca porosidade no material;
· Tempo: pode apresentar os mesmos problemas sitados anteriormente;

b) Matrizaria: A construção do molde ou matriz é tão importante quanto as demais etapas até aqui discutidas, carecendo de projeto que concilie a criatividade da modelagem e o próprio processo de transformação.
A matriz mais simples constitui-se de fundo e tampa, geralmente usada para fabricação de chapas pelo sistema moldagem por compressão tanto de compacto como de expandidos.
A precisão dimensional, neste tipo de molde, é função direta da quantidade do material colocado na cavidade e do canal de escape do excesso do composto para moldar, alem da própria contração do polímero.
No que tange ao acabamento recomenda-se cromar, a fim de se obter uma superfície polida. Superfícies com marcas de usinagem podem apresentar inicio de microfissuras e prejudicar o resultado em testes de flexão, reduzindo a vida útil da sola. Outro efeito de corrente da falta de cromagem da cavidade é a sujidade acentuada que ocorre por deposição de resíduos do composto que carbonizam e aderem, formando uma crosta escura e dura na chapa.
Alguns tópicos são muito importantes a considerar no projeto:

5) Material do molde:
· Normalmente usam-se aços de baixa liga, alumínio ou zamac.
O cobre e suas ligas não são recomendados para borrachas vulcanizadas por enxofre, pela sua reatividade o composto adere no molde.
O alumínio e o zamac tem uma vida útil menor do que o aço, sendo indicados para protótipos e produção em pequena escala.
Um recurso possível e fazer apenas a cavidade nesses materiais e construir a estrutura em aço baixa liga. Na medida em que o molde apresentar problemas, troca-se à parte defeituosa.

6) Dimensionamento:
As placas do molde devem ter espessuras compatíveis com as pressões do processo envolvido, principalmente para artigos expandidos.
A construção do molde deve prever pinos guias para um bom fechamento e para centralizar todos os seus componentes. Isso definira uma espessura homogênea da sola . os pios devem possuir as pontas cônicas.

7) Tipos de processo:

Laminado: produto de borracha obtido sob a forma de placa ou lamina, podendo se vulcanizado ou não. Podem se:
Não vulcanizado (crepe natural): é um laminado de borracha natural clara não vulcanizada. Esta borracha e processada em moinhos abertos de cilindros ranhurados. A lamina e cortada nas dimensões desejados e esta pronta para ser utilizada como sola. Atualmente, encontra-se este material em diversas cores.
Vulcanizado (placas): o processo de moldagem de solados é feito em prensas por compressão. No prensado laminado e vulcanizado, o molde e carregado com um excesso de material sem muita precisão gerando grandes quantidades de rebarba. O carregamento e manual, a forma e fechada e prensada para vulcanização.
Após esta etapa a placa e cortada no balancim através de navalhas de acordo com a numeração e perfil de cada solado desejado.
Matrizado: processo semelhante ao da obtenção de placas. A desvantagem é que necessita de um molde para cada numero.

8) Acabamento: normalmente os solados são pigmentados na cor final. Oque é realizado em solado que possua mais de uma cor são os retoques; que para serem feitos e necessário aplicar uma solução halogenante e após, aplicar tinta a base de resina PU.

9) Tipos de acabamento:

Laqueado: utilizada com a finalidade de imitar sola de couro. As texturas são gravadas por meio de um rolo de aço com o desenho desejado, o qual aplica a tinta,m sendo após, curada. Alem do aspecto visual, também proporciona melhorias na resistência ao deslizamento e desgaste.

Aveludado: é o resultado da operação de lixar com lixa grão fino é alta velocidade.

10) Reaproveitamento: O uso de borracha regenerada é bastante comum também na forma de pó de borracha, porem a quantidade deve ser avaliada, porque algumas propriedades são bastantes afetadas como a resistência desgaste por abrasão, ruptura e rasgamento.