Por que a borracha sintética não pode substituir totalmente a borracha natural?
Evolução da borracha natural:
O significado da borracha na história humana é profundo. Notavelmente, a invenção da roda mudou drasticamente a vida humana, e o advento do pneu melhorou a usabilidade e o conforto da roda, revolucionando a mobilidade humana e o transporte de mercadorias, aumentando assim significativamente a eficiência do trabalho. O surgimento do pneu possibilitou o uso generalizado de rodas.
A descoberta e o uso generalizado da borracha impulsionaram o desenvolvimento das indústrias automotiva e de pneus, marcando um marco crucial na civilização humana. No entanto, a principal fonte de borracha natural é a seringueira, que prospera em regiões tropicais como o Brasil e o Sudeste Asiático. Entretanto, as principais áreas de utilização da borracha estão concentradas em regiões economicamente desenvolvidas, conduzindo a um desequilíbrio significativo na oferta e na procura de borracha. Notavelmente, durante a Primeira Guerra Mundial, a Alemanha cortou o fornecimento de borracha; na Segunda Guerra Mundial, o Japão ocupou o Sudeste Asiático, principal região produtora de borracha natural, limitando o fornecimento de borracha à Europa e aos Estados Unidos. Conseqüentemente, os cientistas começaram a fazer experiências com borracha sintética, alcançando avanços significativos. A produção de borracha sintética, não afetada pelo clima e pela geografia, aumentou de 23 mil toneladas em 1939 para 885 mil toneladas em 1944.
Com o fim da guerra e a estabilização do fornecimento de borracha natural, juntamente com o boom do pós-guerra nas indústrias automóvel e afins, a procura de borracha disparou, mantendo elevados os preços da borracha natural. Consequentemente, a borracha sintética substituiu parcialmente a borracha natural em certas aplicações e campos, estabilizando-se em cerca de 60% de participação de mercado. Em 2021, a produção global de borracha natural foi de 13,812 milhões de toneladas, enquanto a produção de borracha sintética foi de cerca de 15,81 milhões de toneladas, indicando níveis de produção semelhantes para ambas.
Apesar dos avanços contínuos na tecnologia e no desempenho da borracha sintética, por que ela não substituiu completamente a borracha natural? Esta questão desconcertante e crucial surge mesmo quando cada fabricante de borracha sintética apregoa o desempenho superior do seu produto, alegando que ele supera em muito a borracha natural. Isto indica que a borracha natural ainda tem muitas vantagens de desempenho abrangentes e insubstituíveis.
A borracha natural, um produto da natureza, tem uma estrutura de cadeia molecular e uma composição química muito mais complexa do que os produtos sintetizados industrialmente, um nível de complexidade que a tecnologia atual não consegue replicar totalmente.
As principais vantagens da borracha natural incluem:
- Maior peso molecular e estrutura mais complexa: A elasticidade superior e a resistência ao desgaste da borracha natural são atribuídas principalmente à sua estrutura de cadeia molecular mais longa e complexa. Essas grandes cadeias moleculares se entrelaçam firmemente, proporcionando excelente resistência, resistência ao desgaste e resistência ao rasgo. Sob força externa, estas cadeias moleculares comprimem-se e depois retornam à sua estrutura original, exibindo excelente elasticidade.
- Estrutura de cadeia molecular mais uniforme: O principal componente da borracha, o poliisopreno, possui vários isômeros em sua cadeia polimérica. Em borracha natural, 100% é a estrutura cis-1,4, oferecendo desempenho estável e uniforme. Em contraste, a borracha sintetizada artificialmente não consegue atingir este nível de uniformidade da estrutura interna molecular.
- Efeitos positivos de componentes desconhecidos: Além das moléculas de borracha, a borracha natural contém proteínas, ácidos graxos, açúcares e outros componentes. Embora estejam presentes em pequenas quantidades, podem impactar positivamente as propriedades da borracha. Por exemplo, a borracha natural geralmente resiste a baixas temperaturas, mas a borracha sintética comum pode endurecer e tornar-se quebradiça em ambientes frios, perdendo elasticidade.
A complementaridade da borracha natural e sintética:
Em resumo, a borracha natural apresenta resistência mecânica excepcionalmente alta, excelente elasticidade, resistência à fadiga, resistência ao desgaste, resistência à corrosão, propriedades isolantes, estanqueidade ao ar, impermeabilização e capacidade de isolamento térmico. Contudo, nem todas as propriedades da borracha natural superam as da borracha sintética. A maior vantagem da borracha sintética reside na sua maleabilidade. Dependendo da aplicação e das propriedades exigidas, formulações específicas podem ser utilizadas para melhorar certas características da borracha. Por exemplo, a borracha de poliuretano, uma variante sintética, apresenta excelente resistência ao óleo, abordando o ponto fraco da borracha natural nesta área. Além disso, a borracha de estireno-butadieno (SBR) tem melhor desempenho em resistência à corrosão química, a borracha de butadieno (BR) se destaca em resistência ao frio, resistência ao desgaste e elasticidade, a borracha de cloropreno é boa para óleo, chama, oxidação e resistência ao ozônio, e borracha nitrílica (NBR) possui boa resistência ao óleo e ao envelhecimento.
Em aplicações práticas, a borracha natural e a sintética complementam-se bem. Veja os pneus de carro, por exemplo; eles são normalmente feitos de múltiplas camadas de borracha contendo variedades naturais e sintéticas. Conseqüentemente, no nível atual de tecnologia, é impossível que a borracha sintética substitua completamente a borracha natural. No entanto, em certas aplicações, a borracha sintética e a natural podem substituir-se, e a escolha muitas vezes depende mais do seu preço. As seringueiras naturais possuem ciclo de cultivo longo e capacidade de produção limitada, tornando seu custo relativamente fixo e geralmente superior ao da borracha sintética. No entanto, a diferença de preço entre os dois geralmente não é significativa, uma vez que a borracha sintética é também uma indústria de capital intensivo, com elevados custos de equipamento, longos períodos de recuperação de investimento e preços estreitamente relacionados com matérias-primas a montante, como o petróleo e o gás natural.
Atualmente, os principais tipos de borracha sintética com produção global substancial incluem borracha de estireno-butadieno (SBR), borracha de butadieno (BR) e borracha de isobutileno-isopreno (IIR). A principal matéria-prima dessas borrachas é o butadieno, com cerca de 70% de butadieno global utilizado na produção de borracha sintética. O butadieno provém principalmente de subprodutos da produção de petróleo e gás natural, pelo que a sua capacidade de produção não é particularmente estável e o seu preço flutua com os preços do petróleo e do gás natural. É claro que os preços da borracha natural e sintética também se afetam mutuamente.
Concluindo, tanto do ponto de vista do desempenho como do preço, a borracha natural e a sintética apresentam uma forte complementaridade. Nenhum deles pode substituir totalmente o outro e, com os avanços contínuos em novos processos e tecnologias, o seu respectivo desempenho também está em constante melhoria. Por exemplo, Borracha DEF, profundamente enraizada na indústria da borracha natural, desenvolveu formulações e processos exclusivos que fazem com que seus produtos de folhas de borracha natural se concentrem no mercado de alta qualidade. Esses produtos têm vantagens distintas em termos de resistência ao desgaste e ao óleo em ambientes de retificação úmida, tornando-os especialmente adequados para uso como revestimentos de borracha em vários equipamentos resistentes ao desgaste, tiras absorventes de água e resistentes ao desgaste para máquinas de limpeza de pisos e sincronizadores industriais resistentes ao desgaste. cintos.
