Qualitative and quantitative analysis of rubber compounds destined for clutch facings manufacture

Neste trabalho foi desenvolvida uma metodologia para análise qualitativa e quantitativa de compostos de borracha destinados à fabricação de revestimentos de embreagem. Estes compostos são formados por um grande número de componentes, dentre os quais utilizam, além da base elastomérica, uma resina como agente de processo, agentes de vulcanização e diversas cargas, cada qual com uma função específica. Os sistemas elastoméricos são caracterizados por propriedades que podem ser afetadas pela adição ou remoção de algum ingrediente e também pelas variações em suas concentrações. Os compostos de borracha são confeccionados por uma empresa terceira; portanto, o desenvolvimento de uma variedade de ferramentas analíticas para monitoramento desses sistemas se torna essencial, uma vez que esses compostos são a base da formulação de um revestimento de embreagem. Para o desenvolvimento desta metodologia foram utilizadas as técnicas TG/DTG, FTIR, GC e EDXRF. Como primeira etapa do trabalho foi realizado um estudo exploratório e um estudo de pré-formulação para a caracterização qualitativa de cada matéria-prima no composto de borracha. Na segunda etapa do trabalho foram preparadas diversas amostras com concentrações conhecidas do componente a ser quantificado. Para a quantificação das cargas grafite e negro de fumo utilizou-se diretamente a técnica de TG/DTG. Para a quantificação dos demais componentes foram elaboradas curvas analíticas de resposta (FTIR, GC e EDXRF) vs. variação da concentração. Observou-se a existência de uma correlação forte/perfeita e positiva entre as variáveis e as equações obtidas apresentaram boa adequação ao modelo de regressão linear. As curvas analíticas possibilitaram determinar as concentrações dos componentes de teores desconhecidos.In this work it was developed a methodology for qualifying and quantifying rubber compounds destined for facings manufacture. These compounds are formed by a large number of components which use, beyond the elastomeric base, a resin that is used as a process agent, vulcanization agents and different fillers, each one with a specific function. The elastomeric systems are characterized by properties that could be affected by the addition or removal of some ingredient and also by variations in its concentration. The rubber compounds are produced by an outsourced company, so the development of a variety of analytical tools for monitoring these systems is essential, since these compounds are the basis of a facing formulation. For developing this methodology, TG/DTG, FTIR, GC and EDXRF were used as techniques. The first step was an exploratory and a pre-formulation study for a qualitative characterization of each raw material in rubber compound. In the second stage, several samples with known concentrations of the quantifying component were prepared. The quantification of graphite and carbon black was made directly by means of TG/DTG technique. For quantifying the other components, analytical curves of response (FTIR, GC and EDXRF) vs. variation of concentration were elaborated. A strong/perfect and positive correlation between the variables was observed and the equations presented good fit with the linear regression model. By means of the analytical curves it was possible to determine the amounts of unknown concentration rubber compounds