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Dispersão de composto com nanocelulose (NDC™): Uma nova alternativa sustentável para a indústria da borracha

15 / 07 / 2021 pelo Dr. Lewis Tunnicliffe

É uma ambição clara da indústria de pneus e borracha aumentar o uso de matérias-primas recicladas e renováveis na busca por uma mobilidade mais sustentável. Esses materiais incluem óleos de processo bio-derivados e matérias-primas para borrachas sintéticas, várias matérias-primas recicladas e recuperadas, bem como partículas de reforço bio-renováveis. Além disso, há um requisito prático de que novas matérias-primas sustentáveis tenham critérios de desempenho pelo menos comparáveis aos dos materiais incumbentes derivados da petroquímica. Este é um claro desafio técnico enfrentado por aqueles que têm a tarefa de desenvolver e adotar tais materiais. Em linha com nossa Estratégia de Excelência Operacional Sustentável (SOE), a Birla Carbon está comprometida com o desenvolvimento de soluções sustentáveis para a indústria de Pneus e Borracha (Saiba mais em https://sustainability.birlacarbon.com/).

Imagem via Microscópio Eletrônico de Varredura (SEM) de fibrilas secas de Nanocelulose revestidas com Lignina

Um dos reforços bio-renováveis mais promissores para a borracha é uma classe de materiais chamada nanocelulose. A nanocelulose em suas várias formas em nanoescala constitui os blocos de construção fundamentais da biomassa e pode ser derivada de fontes como aparas de madeira, resíduos agrícolas e florestais e plantações para fins específicos. Por ser derivada de biomassa sustentável, a nanocelulose tem credenciais excepcionais como material ecológico. As morfologias e escalas de comprimento da nanocelulose também a tornam uma opção atraente para reforço de borracha.

Uma desvantagem comum com o uso de nanocelulose como agente de reforço em borracha é a dificuldade encontrada em dispersar nanocelulose, que tem uma superfície química polar devido à presença de grupos hidroxila de superfície, em borrachas de dieno não polares, como NR, SBR, BR etc. Além disso, a disponibilidade comercial e a relação custo-benefício da nanocelulose foram, anteriormente, obstáculos para a adoção bem-sucedida desses materiais pela indústria de pneus e borracha.

Masterbatch composto de dispersão de nanocelulose

em uma forma de masterbatch de borracha. Este masterbatch com patente pendente é denominado Dispersão de Composto de Nanocelulose (NDCTM) e oferece um nível excepcional de dispersão de nanocelulose para fácil manuseio e implementação em uma ampla gama de compostos de pneus e produtos de borracha. Dependendo da aplicação, o uso da nanocelulose como co-reforço com materiais incumbentes, como o negro de fumo, oferece benefícios na histerese composta e no módulo dinâmico. Esses benefícios podem ser aproveitados para aplicações dinâmicas de borracha - por exemplo, para melhorar a resistência ao rolamento de aplicações de pneus ou correias transportadoras, ou para melhorar o desempenho de isolamento em aplicações antivibração.

A nanocelulose usada no NDCTM é produzida por meio do processo AVAP® de baixo custo, escalonável e patenteado da GranBio e tem a aprovação de comercialização da Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos com base em extensos testes de saúde, segurança e ambientais. A nanocelulose possui uma morfologia de nano-fibrila, que fornece reforço excepcional na borracha e apresenta um revestimento de moléculas de lignina na superfície da celulose, que facilita o umedecimento das fibrilas pela matriz de borracha.

Estamos trabalhando continuamente para desenvolver e expandir a plataforma de tecnologia NDC ™, portanto, fique de olho nas atualizações e anúncios sobre este novo material empolgante. Você também pode conferir nosso artigo técnico que detalha o uso da nanocelulose em compostos de borracha – papel é de acesso aberto e gratuito para download.

Dr. Lewis Tunnicliffe

Dr. Lewis Tunnicliffe

O Dr. Lewis Tunnicliffe é um cientista líder do grupo de desenvolvimento de produtos de borracha Birla Carbon. Seu trabalho envolve o desenvolvimento de novos tipos de negros de fumo e materiais sinérgicos para melhorar o desempenho dos compostos de borracha para as indústrias de pneus e produtos de borracha. O Dr. Tunnicliffe ingressou na Birla Carbon em 2016 e possui um Doutoramento em ciência dos materiais (materiais de borracha) pela Queen Mary University of London. Ele está interessado nas propriedades de viscoelasticidade e na fadiga e fratura de materiais de borracha.

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