DITF: Substituição de Produtos Químicos Tóxicos na Fabricação de Pneus e Correias Transportadoras

DENKENDORF, Alemanha — 7 de abril de 2022 — A qualidade dos sistemas compostos feitos de cordões de fibras de alta resistência, como poliéster, aramida ou poliamida e materiais de matriz de borracha, é amplamente determinada pelas propriedades de adesão das fibras à matriz. No processo de fabricação estabelecido, promotores de adesão feitos de resorcinol-formaldeído-látex (RFL) são usados ​​para melhorar as propriedades de adesão. Pesquisadores da DITF estão mostrando maneiras de substituir o formaldeído prejudicial por substâncias tecnicamente equivalentes que são inofensivas à saúde.

Em pneus de automóveis, correias transportadoras e correias trapezoidais, bem como em muitas aplicações na fabricação de produtos técnicos, os materiais de borracha são reforçados por cordões. São utilizadas fibras de alta resistência feitas de poliéster, poliamida ou aramida. Eles fornecem a resistência e rigidez necessárias do compósito geral e neutralizam as forças externas. Como resultado, a deformação, o alongamento e a torção do material podem ser mantidos baixos.

No entanto, essas demandas no material compósito de fibra só podem ser atendidas se houver resistência adesiva suficientemente alta entre as fibras e a matriz (feita de borracha ou borracha). Caso contrário, é de se esperar a delaminação dos compósitos de material, que são construídos em camadas alternadas de tecido e borracha. A falha material seria a consequência.

A adesão é aumentada pelo uso de promotores de adesão. Os produtos químicos à base de látex de formaldeído-resorcinol (RFL) têm se mostrado eficazes. Eles são aplicados às fibras como os chamados mergulhos e garantem que sua adesão à matriz de borracha seja significativamente melhorada. O RFL é estabelecido como um promotor de adesão, mas tem uma desvantagem significativa: desde 2014, o formaldeído foi classificado pela UE como comprovadamente cancerígeno e mutagênico. A indústria química, portanto, busca urgentemente alternativas inofensivas à saúde.

A DITF resolveu o problema e desenvolveu um novo sistema de revestimento sem formaldeído. É baseado na substância hidroximetilfurfural (HMF), que pode ser extraída da madeira. HMF é formado durante a decomposição térmica de carboidratos. É encontrado em muitos alimentos tratados termicamente, como leite, café ou sucos de frutas e não é considerado um problema de saúde de acordo com o conhecimento científico atual.

Os mergulhos HMF desenvolvidos na DITF também são promissores do ponto de vista técnico: No caso de fios de poliamida 6.6, uma simples impregnação é suficiente para obter a melhoria de adesão desejada. Fios feitos de poliéster ou aramida requerem um tratamento prévio adicional de plasma ou um acabamento sol-gel para alcançar a melhoria de adesão necessária. A aplicação do mergulho HMF é possível nas mesmas condições e com a mesma tecnologia utilizada para mergulhos RFL. Neste ponto, portanto, nenhum investimento adicional é necessário para substituir o promotor de adesão na produção.

As vantagens já demonstradas serão ampliadas. A substituição do resorcinol na formulação do dip é o próximo objetivo da pesquisa. Isso ocorre porque o resorcinol também tem um efeito tóxico em humanos. Em cooperação com parceiros industriais, está sendo investigado até que ponto o resorcinol pode ser substituído por lignina. A característica especial da lignina utilizada é que ela é obtida de plantas anuais. Assim, em contraste com a lignina de madeira freqüentemente usada, ela é quimicamente muito mais ativa e oferece mais potencial para processamento adicional em um promotor de adesão tecnicamente vantajoso.

Ambas as abordagens para substituir produtos químicos em promotores de adesão por substâncias inofensivas à saúde carregam a ideia de gerenciamento sustentável: os novos promotores de adesão feitos de HMF e lignina são baseados em matérias-primas naturais. Resolver o problema dentro de uma aplicação técnica exigente, respeitando os aspectos de sustentabilidade, reflete os compromissos da pesquisa com os requisitos da sociedade. Para a indústria de pequeno e médio porte, os resultados da pesquisa fornecem a base para inovações e, portanto, uma vantagem real na concorrência internacional.