Vulcanização transforma elastômero em termofixo

• Os polímeros lineares são aqueles em que as unidades (mero) estão unidas ponta a ponta em cadeias únicas. Essas longas cadeias são flexíveis (como se fossem um colar de pequenas esferas interligadas por um fio), onde cada esfera representa uma unidade de mero. Nos polímeros lineares, podem existir grandes quantidades de ligações de van der Waals entre as cadeias. (Callister, 2000). Alguns dos polímeros comuns que se formam como estruturas lineares são: o polietileno, o poliestireno, o náilon e os fluorocarbonos.
• Os elastômeros são redes lineares de polímeros unidos através de ligações cruzadas e a força resistente às deformações é proporcional ao número de redes de polímeros por unidade de volume. Nos polímeros com ligações cruzadas, as cadeias lineares adjacentes estão unidas umas às outras em várias posições através de ligações covalentes.
• O processo de formação de ligações cruzadas é atingido ou durante a síntese do polímero ou através de uma reação química não-reversível que é realizada geralmente a uma temperatura elevada. Com freqüência, essa formação é obtida através de átomos (ou moléculas) aditivos que estão ligados covalentemente às cadeias. Muitos materiais elásticos com características de borracha apresentam ligações cruzadas; nas borrachas, isso é conhecido como vulcanização. (Pinheiro, 2001)
• A vulcanização é o processo químico capaz de produzir união entre as redes, inserindo ligações cruzadas na cadeia polimérica. Quando o enxofre é o agente vulcanizante, uma ligação cruzada consiste de um ou mais átomos de enxofre. Na vulcanização, a reação química transforma os materiais poliméricos em cadeia tridimensional através de cadeias independentes. Esse processo requer adição de calor e enxofre, com isso, a borracha adquire resistência mecânica através do aumento do seu módulo de elasticidade, de sua dureza, de sua resistência à fadiga e abrasão.
• Em 1841, Charles Goodyear patenteou a vulcanização depois de descobrir que aquecendo um composto de borracha e enxofre, obtinham-se produtos com propriedades notavelmente superiores às da borracha original.
• Conhecido como crosslinks (elos cruzados), esse processo forma um composto que converte o elastômero em termorrígido através de pontes de enxofre do tipo mono, di ou polissulfrídricas combinando o enxofre ao carbono presente na borracha.
• O grande segredo do processo de produção de preservativos é a vulcanização, ou seja, uma reação química que aumenta a resistência da borracha sem fazê-la perder a elasticidade. Aliás, se a vulcanização não existisse, com certeza não existiriam camisinhas ultra-elásticas como as que conhecemos da mesma forma que não existiriam solas de sapato flexíveis, bolinhas de tênis e pneus. Com a borracha vulcanizada, o processo é simples: basta colocá-la em um molde de vidro e fazê-la secar. "Os grandes segredos da produção de preservativos são a formulação do composto de látex (matéria-prima da borracha) e a distribuição homogênea nos moldes", diz o engenheiro químico Walter Spinardi Junior, da Johnson & Johnson.
• A maioria dos polímeros com ligações cruzadas e em rede, entre eles as borrachas vulcanizadas, os epóxis e as resinas fenolíticas são do tipo termofixo. (Callister, 2000)

Charles Goodyear - Inventor da Vulcanização

Referências Bibliográficas:

Callister, Willian – Ciência e Engenharia de Materiais, LTC – 5ª edição, 2000
Pinheiro, Eduardo – Modelos Numéricos Aplicados à Vulcanização de Pneus – Dissertação (Mestrado) – USP, 2001
Revista Mundo Estranho – Editora Abril.