Propriedades Mecânicas e de Inflamabilidade de Composições de Borracha EPDM Carregadas com Negro de Fumo e Hidróxido de Alumínio
Mechanical and flammability properties of EPDM (ethylene-propylene terpolymer) rubber compositions filled with carbon black and aluminum hydroxide
Nunes, Regina Célia R.; Visconte, Leila L. Y.; Canaud, Cristine
http://dx.doi.org/10.1590/S0104-14282001000100009
Polímeros: Ciência e Tecnologia, vol.11, n1, p.35-40, 2001
Resumo
Composições de EPDM (terpolímero de etileno-propileno-dieno) contendo misturas de negro de fumo e hidróxido de alumínio (ATH) foram preparadas com o objetivo de se avaliar seu potencial de utilização em aplicações elétricas. O hidróxido de alumínio, conhecido por suas características de retardante de chama, é uma carga semi-reforçante e, portanto, incapaz de fornecer o nível de reforço necessário para diversas aplicações. Dessa forma, para aliar ao artefato propriedades de não inflamabilidade e alto desempenho mecânico, foi também adicionado o negro de fumo (que é a carga reforçante mais largamente empregada). A escolha do EPDM se justifica pela facilidade de ser encontrado no mercado brasileiro, por sua característica em aceitar grandes quantidades de carga e por ser um elastômero apolar, o que é um requisito básico para aplicação em isolamento elétrico. Os materiais foram submetidos a testes mecânicos e de inflamabilidade, para se determinar aqueles que se ajustavam às normas estabelecidas pela Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT. Verificou-se que pelo menos 160 phr de hidróxido de alumínio são necessários nessas composições para que a resistência à chama seja alcançada.
Palavras-chave
Elastômero EPDM, hidróxido de alumínio, propriedades mecânicas, resistência à chama
Abstract
EPDM composition filled with mixtures of aluminum hydroxide (ATH) and carbon black were evaluated for electrical applications. Aluminum hydroxide, known for its characteristics of flame retardancy, is a semi-reinforcing filler and, in this sense, it is unable to impart the reinforcement level necessary to several applications. Thus, to have in the same artifact the non-flammability properties together with a high mechanical performance, carbon black, the most widely used reinforcing filler, has also been used. The choice of EPDM can be justified by the availability of this polymer in the brazilian market, allied to its characteristics to accept large amounts of filler and its apolar chemical character, which is a basic requirement for application in electrical insulation. To meet the Brazilian Technical Standards - ABNT, mechanical and flammability tests were carried out in order to find out the relative amounts of the two fillers which would give the best balance of properties. Amounts as high as 160 phr of aluminum hydroxide are required to achieve good flame resistance.
Keywords
EPDM compositions, aluminum hydroxide, flammability, mechanical properties
References
1. Sheldon, R. P. - "Mechanical properties of composites", in: Composite Polymeric Materials, Sheldon, R. P. (ed), Applied Science Publishers, New York, p.58 (1982).
2. Shah, V. - "Mechanical properties", in: Handbook of Plastics Testing Technology, Shah, R. P. (ed), John Wiley & Sons, New York, p.7 (1984).
3. Seymor, R. B. – "Properties of polymers", in: Properties of Solids, Seymor, R. B. (ed), , ASM International, USA, p.17 (1987).
4. Freakly, P. K. & Payne, A. R., "Theory and Practice of Engineering with Rubber", Applied Science Publishers, New York, (1978).
5. Sommer, J. G. - Rubber World, 214, p.15 (1996).
6. Seldon R. P. - "Composite Polymeric Materials", Applied Science Publishers, New York (1982).
7. Gent, N. A. – "Strength of elastomers", in: Science and Technology of Rubber, Mark, J. E.; Erman, B. & Eirich, F. R. (ed), Academic Press, New York, p. 471 (1994).
8. C. R. Frihart, R. L. Gordon - Adhesive Age, 39, p.20 (1996).
9. G. S. Keidiya, E. M. Ermenko, V. M. Aristov, Y. V. Zelenev - International Polymer Science and Technology 24, p.87 (1997).
10. G. M. Nasr, A. S. Gomaa - Polymer Degradation and Stability 50, p.249 (1995).
11. R. L. Clough - Journal of Polymer Science 21, p.767 (1983).
12. Cheremisinoff, N. P. – "Properties and uses of ethylene-propylene rubbers", in: Handbook of Polymer Science and Technology, Cheremisinoff, N. P. (ed), Marcel Dekker, New York, p. 113 (1989).
13. Strate, G. V. – "Ethylene-propylene elastomers", in: Encyclopedia of Polymer Science and Technology, Mark, H.; Bikales, N. M &. Menges, C. G (ed), John Wiley & Sons, New York, p.523 (1986).
14. Schowob, Y. - Caoutchoucs & Plastiques, 733, p.72 (1994)
15. Arnol, L. K. – "Ethylene rubber", in: Introduction to Plastics, Allen, G. (ed), George Allen and Unwin Ltd, London, p.151 (1969).
16. Allen, R. D. – "Improving the high-temperature performance of EPDM", in: Handbook of Polymer Science and Technology, Cheremisinoff, N. P. (ed), Marcel Dekker, New York, p.127 (1989).
17. Keeley, F. W. & Vaidya, U. I. – "Nordel in wire and cable electrical elastomers", Du Pont, 6 (1956).
18. Jones, F. K.; Laird, J. L. & Smith, B. W. - Rubber World, 215, p.42 (1996).
19. Guzzo, M. & De Paoli, M. A. - Polymer Degradation and Stability, 38, p.41 (1992).
20. Guzzo, M. & De Paoli, M. A. - Polymer Degradation and Stabilization, 36, p.169 (1992).
21. Kole, S.; Chaki, Y. K; Bhowmick, A. K. & Tripathy, D. K. - Polymer Degradation and Stability, 47, p.397 (1996).
22. Gueguen, V.; Audouin, L.; Pinel, B. & Verdu, J. - Polymer Degradation and Stability, 46, p.113 (1994).
23. Teissedre, G.; Pilichowski, J. F.; Chmela, S. & Lacoste, J. - Polymer Degradation and Stability, 53, p.207 (1996).
24. Gueguen, V.; Audoun, L.; Pinel, B. & Verdu, J. - Polymer Degradation and Stability, 43, p.217 (1994).
25. Giurginca, M.; Zahaarescu, T. & Meghea, A. – Polymer Degradation and Stability, 50, p.45 (1995).
26. Scott, G. - Polymer Degradation and Stability, 48, p.315 (1995).
27. Ehrhardt, D. - International Polymer Science and Technology, 24, p.14 (1997).
28. Keidiya, G. S.; Ermenko, E. M.; Aristov, V. M. & Zelenev, Y. V. - International Polymer Science and Technology, 24, p.87 (1997).
29. Nasr, G. M. & Gomaa, A. S. - Polymer Degradation and Stability, 50, p.249 (1995).
30. Chailan, J. F.; Boiteux, G.; Chauuchard, J.; Pinel, B. & Seytre, G. - Polymer Degradation and Stability, 47, p.397 (1995).
31. Gallagher, M. T. - Rubber World, 211, p.26 (1994).
32. Aziz, M. M. A.; Gwaily, S. E.; Makarious, A. S. & A. S. Abdo, A. S. - Polymer Degradation and Stability, 50, p.235 (1995).
33. Hirschler, M. M. - Polymer Degradation and Stabilization, 54, p.333 (1996).
34. Schulz, N. - Rubber World, 213, p.18 (1996).
35. Eliott, A. N. A. – "Processing, bonding, fire retardants", Rapra Reviews Reports, 6, p.3 (1997).
36. "Tests for flammability of plastic materials for parts in devices and appliances", Underwriters Laboratories Inc., UL94, USA, 1991.
37. Sobolev, A. I. & Wasycheshim, E. A. - "Alumina Trihydrate", in: "Handbook of Fillers for Plastics", Katz, H. S. & Milewski, I. V. (ed), Van Nostrand Reinhold, New York, 1987, cap.5, pp. 292-301.
Facebook
Google+
Twitter
LinkedIn
Mendeley
StumbleUpon
CiteULike
Reddit
Email