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Etileno Metil Acrilato (VAMAC)

O VAMAC, ou AEM, são borrachas sintéticas compostas de monômeros de etileno e acrílico, também conhecidos por copolímeros de acrilato de etileno. Com relação a suas propriedades, o etileno confere boas propriedades a baixas temperaturas, enquanto a porção acrílica melhora a resistência do óleo. Sua resistência ao calor, ozônio (intemperismo) e produtos químicos vem da sua combinação de uma cadeia saturada com grupos laterais polares.

Este polímero possui resistência ao ozônio e às intempéries de maneira superior à borracha nitrílica (NBR). Seu desempenho em temperatura fria é superior a das borrachas de poliacrilato (ACMs). Além disso, este material é capaz de amortecer vibração e possui boas propriedades dinâmicas e de abrasão em uma ampla faixa de temperatura. Contudo, os AEMs acabam sendo polímeros mais caros do que a maioria dos elastômeros comuns.

O elastômero da DuPont ™, Vamac®, é projetado para resistência térmica e química superior. Amplamente utilizado para componentes automotivos, o elastômero acrílico de etileno ajuda a proporcionar longevidade em aplicações de transmissão e sistemas de gerenciamento de ar, além de proporcionar durabilidade a longo do tempo em outros ambientes com exposição química diversa em uma ampla faixa de temperatura.

Histórico

Esforços tecnológicos, oriundos de necessidades especiais sobre materiais elastoméricos que apresentasse resistência a altas temperaturas, próximas àquelas oferecidas pelas borrachas de Silicone combinando com a resistência a derivados de petróleo mostrada pelas borrachas Butatieno-Acrilonitrila, ou Policloropreno, e ainda, que tivesse custos apreciáveis e competitivos, é que motivou os pesquisadores da DuPont Elastomers a desenvolver o VAMAC.

VAMAC é a marca registrada pela DuPont Elastomers, de uma família de polímeros elastoméricos à base de Etileno + Acrilato de Metila. Este material foi introduzido no mercado em 1975, exatamente para cobrir a lacuna, até então existente, de uma família de borrachas que oferecesse alta resistência a fluidos apolares, basicamente os derivados de petróleo, e suportasse temperatura de trabalho até 170°C, ainda, que fosse de fácil processabilidade de mistura e conformação.

Síntese

Borracha de Etileno Acrilato (AEM)

As borrachas de etileno acrilato são terpolímeros de etileno, metil acrilato e um terceiro monómero que contém pontos reactivos para vulcanização.

Já o dipolímero Vamac® não possui o monômero de de cura e é curável apenas com peróxidos. Um polímero não cristalino solúvel é formado, com o etileno dando boas propriedades de baixa temperatura, enquanto o teor de metilacrilato fornece resistência ao óleo. O balanço de metilacrilato e etileno é variável, dependendo do tipo de Vamac®. A estrutura do copolímero é totalmente saturada em todos os tipos, tornando o Vamac® inerentemente resistente ao ataque do ozônio. Não há halogênios presentes e, quando queimados, os gases resultantes geram pouca fumaça, pois são principalmente dióxido de carbono e água.

Não é adequado para contacto com ésteres, cetonas, gasolinas e hidrocarbonetos altamente aromáticos. Possui uma elevada capacidade de amortecimento (alta histerése). A presença do grupo carboxílico permite a vulcanização desta borracha com diaminas, mas também pode ser vulcanizada com peróxidos.

A combinação estrutural do VAMAC apresenta um copolímero não cristalino, de base etilênica, o que proporciona muito boas propriedades de resistência à flexão em baixas temperaturas, enquanto que o acrilato de metila tende a aumentar a polaridade, do copolímero, o que resulta em superior resistência a derivados de petróleo.

Tipos de VAMAC®

Tipos de VAMAC®

Tipos de VAMAC® e Propriedades

Padrão	VAMAC® G	VAMAC® GXF	VAMAC® GLS
Alta Viscosidade	VAMAC® Ultra IP	VAMAC® VMX-3038	VAMAC® VMX-3110
Principais Características	Melhor Compressão, Rápido tempo de cura	Melhor Dinâmica, Resistência a fadiga	Melhor Compressão, Rápido tempo de Cura e resistência a librificantes
Principais Aplicações	Peças moldadas de baixa dureza, selos e Juntas, mangueiras de alta pressão	Mangueiras Turbocompressoras de Alta Temperatura	Peças moldadas com melhor resistência a fluidos e lubrificantes

Propriedades

Os copolímeros de acrilato de etileno apresentam um excelente balanço das propriedades de boa resistência aos óleos de transmissão e aos óleos de motor, resistência ao calor até 175 ºC, boa flexibilidade a baixa temperatura (até -40 ºC), elevado amortecimento, excelente resistência à compressão e ao ozonio e boa adesão aos metais e, por tudo isto, foram desde o seu aparecimento adotados na indústria automobilistica numa grande variedade de aplicações. Apresentam uma excelente resistência aos ácidos diluídos como sulfúrico, acético e nitrico. Os diferentes tipos do VAMAC contêm oxigénio, porém, com a introdução de alumina (óxido de aluminio) hidratada podem desenvolver-se compostos com boa resistência à chama para a fabricação de revestimentos de cabos.

Resistência à Temperatura

As especificações normalizadas indicam exposição dos artefatos em VAMAC, perfeitamente vulcanizados às condições de altas temperaturas e imersão em óleo por curto período de tempo, seja, 70 horas. Como para todos os materiais elastoméricos, o efeito envelhecimento térmico atua significativamente, seja, a exposição em altas temperaturas por períodos contínuos de tempo, provoca perdas de propriedades numa relação inversa tempo x temperatura. No VAMAC, observa-se um aumento na densidade de reticulações com subseqüente enrijecimento antes de verificar-se qualquer sinal de reversão. Ensaios mostraram que as propriedades técnicas dos artefatos em VAMAC praticamente não se alteraram após 18 meses exposto à temperatura de 120°C, igualmente observou-se que o bons resultados permaneceram após 6 semanas à 170°C. A aplicação de artefatos em VAMAC à temperatura entre 190 a 200°C, em serviços contínuos, poderá ser tolerada, porém a vida útil da peça é diminuída, sendo medida em dias, não mais em meses ou semanas.

Resistência Geral a Fluidos do Vamac®

O Vamac® é resistente a óleo, mas não é resistente a combustíveis agressivos ou produtos químicos.

Pode ser utilizado em contato com:

• Óleos Lubrificantes
• Fluido de transmissão automática
• Combustível diesel de hidrocarbonetos
• Querosene
• Água a 100°C
• Misturas refrigeradoras (dependendo dos aditivos e temperatura)
• Óleos Hidráulicos Minerais

Evitar utilizar em contato com:

• Gasolina (Gasolina)
• Hidrocarbonetos aromáticos
• Cetonas
• Ésteres
• Produtos químicos concentrados

Aplicações

Os elastômeros AEM são usados principalmente quando a resistência combinada ao ozônio, ao calor e aos óleos é necessária. Por vezes, são uma boa alternativa aos elastómeros resistentes ao calor mais caros, como os polímeros fluorcarbono (FKM), silicones (VMQ) e fluorossilicones (FVMQ) para aplicações a temperaturas elevadas (<175 ° C). No entanto, os AEMs não são recomendados para exposição a hidrocarbonetos aromáticos, gasolina, fluidos de freio e ésteres de fosfato.

As aplicações típicas incluem vedações para transmissão automotiva / direção hidráulica e anéis de vedação em que precisam ser resistentes a fluidos de transmissão e muitos outros lubrificantes automotivos comuns e fluidos hidráulicos. Outras aplicações incluem diafragmas, vedantes de encanamento, botas, mangueiras, montagens de vibração, almofadas, isoladores e peças e peças de borracha moldadas sob medida. A faixa de temperatura de operação contínua típica é de -30 ° C a 150 ° C (até 175 ° C por períodos limitados de tempo).

Soluções de Refrigeração para Motores

Na indústria automotiva, a tendência para motores menores, mais eficientes no consumo de combustível e com desempenho mais alto é cada vez maior. Aumentos na potência e no desempenho do motor resultam em motores que geram mais calor e envolvem gases e produtos químicos mais agressivos, geralmente sob alta pressão. Graus específicos de Hytrel®, Vamac® e Zytel® para uso em sistemas de gerenciamento de ar, tais como dutos de ar, mangueiras de turbocompressor e vedações, são capazes de suportar as altas tensões mecânicas, temperaturas extremas e ambientes químicos agressivos exigidos ao longo da vida útil de um veículo. Além disso, eles podem reduzir o peso em 50% e reduzir os custos em 20% em comparação com as contrapartes metálicas, ao mesmo tempo em que proporcionam excelente resistência ao calor e ao envelhecimento do fluido.

Motores a diesel com turbocompressor expõem mangueiras a temperaturas acima de 165 ° C e até 220 ° C e pressões de 2,5 bar. Os elastômeros acrílicos de etileno Vamac® oferecem os perfis de temperatura ideais e propriedades resistentes a produtos químicos para mangueiras de turbocompressores. Mangueiras feitas de Vamac® são mais baratas que suas contrapartes de silicone e têm menos juntas, reduzindo o potencial de vazamentos.

Conformações

Extrusão

Compostos de VAMAC apresentam baixo nervo e baixa viscosidade o que oferece fácil conformação de perfis por extrusão, porém, tende a ter pouca resistência ao colapso, assim, compostos mais carregados e de viscosidade mais elevada produzirá melhores resultados. A escolha dos grades de VAMAC HG ou HVG são preferidos, e compostos carregados com Sílica Pirogênica bem como Negro de Fumo tipo N – 550 oferecem resultados superiores de processamento. Melhor evitar o emprego de plastificantes, ou usa-los em pequenas quantidades. A calibragem da extrusora com o gradiente de temperatura de aproximadamente 30°C na boca de alimentação, 65°C ao longo do canhão e rosca e 75°C na matriz, conduzem a um ponto de partida razoável, para o início dos ajustes da máquina.

Moldagem

Compostos com VAMAC podem ser moldados usando os sistemas comuns, empregado a outros tipos de elastômeros seja; compressão, transferência ou injeção. Compostos para moldagem por compressão, se forem de viscosidade Mooney mais elevada, (comparativamente aos compostos para moldagem por injeção ou transferência ), apresentam melhores resultados, pois, a tendência de falhas por causa de retenção de ar, ou bolhas, é menor. Também, moldes cuidadosamente projetados, observando as saídas de ar, preferencialmente ao lado oposto à posição de alimentação, reduzem probabilidade de defeitos, nas peças. A característica de alta polaridade do VAMAC provoca maior possibilidade de grudar o composto no molde e assim aumentar a crosta formada, e para evitar a formação desta crosta pode-se utilizar desmoldantes semi permanentes e regular a limpeza do molde, de preferência por meio de compostos poliméricos designados para tal função.

Considerações de Descarte

As opções preferidas para descarte do VAMAC são reciclagem, incineração com recuperação de energia e aterro. O alto valor combustível deste material torna a incineração muito desejável para situações em que não podem ser reciclados.