Quais São a Resistência à Tração e o Alongamento em Correias Transportadoras de Borracha?

Nas descrições técnicas de correias transportadoras de borracha, frequentemente encontramos termos como alongamento à rotura, alongamento à rotura em espessura total e resistência à tração. Estes parâmetros representam, respetivamente, que características da correia transportadora de borracha? E quais são as diferenças entre eles?

1. O que é o alongamento na borracha?

O alongamento na borracha refere-se à deformação do material quando sujeito a força externa, expresso como a razão entre a deformação e o comprimento original, geralmente em percentagem. Por exemplo, se uma borracha com um comprimento de 100 milímetros for esticada para 110 milímetros, o alongamento é de 10%. O alongamento na borracha é influenciado por fatores como a estrutura molecular, dureza, temperatura e humidade.

O alongamento na borracha é também um indicador importante das suas propriedades materiais. A borracha com alto alongamento normalmente exibe boa elasticidade e flexibilidade, permitindo-lhe sofrer uma deformação significativa sem rutura imediata. Esta propriedade é particularmente importante em aplicações como molas, vedantes e mangueiras de borracha.

2. O que é o alongamento à rotura na borracha?

O alongamento à rotura (também conhecido como alongamento à fratura) na borracha refere-se à deformação máxima que a amostra de borracha sofre antes de fraturar quando sujeita a tração, expresso como a razão entre o aumento de comprimento e o comprimento original, geralmente em percentagem. Indica a extensão máxima de deformação que a borracha pode suportar antes da falha. A unidade mantém-se como percentagem (%).

Por exemplo, se o comprimento inicial de uma tira de borracha for 10 centímetros e ela esticar para um comprimento de 20 centímetros antes de partir, o alongamento à rotura é de 100%, o que significa que o comprimento duplica antes da fratura.

O alongamento à rotura em espessura total de uma correia transportadora de borracha refere-se à razão entre o aumento de comprimento da amostra de borracha quando esticada até à rotura na direção da espessura total do material de borracha (incluindo a camada EP) e o comprimento original, geralmente expresso como uma percentagem. Ao contrário do alongamento à rotura convencional, o alongamento à rotura em espessura total tem em conta a deformação da borracha na direção da espessura total. A unidade continua a ser percentagem (%)

O alongamento à rotura na borracha de cobertura das correias transportadoras é um indicador crucial da extensibilidade e tenacidade do material. A borracha com alto alongamento à rotura normalmente exibe um excelente desempenho de estiramento, capaz de sofrer uma deformação significativa sob carga sem fratura imediata. Esta propriedade é crucial em aplicações que sofrem forças de estiramento ou torção frequentes, como correias transportadoras, elásticos e mangueiras de borracha.

3. O que é a resistência à tração na borracha?

A resistência à tração na borracha refere-se à força de tração máxima que a borracha pode suportar antes de fraturar quando sujeita a tração. É tipicamente expressa em Pascals (Pa) ou megapascais (MPa), sendo 1 MPa igual a 1 N/m².

Por exemplo, se um material de borracha tiver uma resistência à tração de 10 MPa, significa que pode suportar uma pressão de 10 megapascais por metro quadrado antes de fraturar quando sujeito a tração. Exceder este limite pode levar à rutura ou deformação.

Por exemplo, suponha que existe um material de borracha com uma resistência à tração de 10 MPa (MPa), o que significa que durante o processo de estiramento, cada metro quadrado de borracha pode suportar uma pressão de 10 MPa. Se aplicarmos uma força de tração superior a 10 MPa a esta borracha, ela pode partir ou deformar-se. Na descrição técnica da borracha de cobertura da correia transportadora, a resistência à tração é o indicador técnico mais comum e importante. Este indicador frequentemente determina diretamente a qualidade da correia transportadora. Nas normas de correias transportadoras de vários países, a resistência à tração é usada como o indicador principal. Por exemplo, DIN-Z na DIN22102 indica que a resistência à tração da borracha de cobertura desta correia transportadora é de 25 MPa. Na norma AS, AS-N indica que a resistência à tração é de 17 MPa.

4. A relação entre a resistência à tração, o alongamento e o alongamento na rotura das correias transportadoras

O alongamento na rotura e a resistência à tração das correias transportadoras de borracha estão intimamente relacionados. Apenas quando a amostra de teste não é destruída durante o processo de estiramento é que pode indicar um alongamento mais elevado. Portanto, ter uma maior resistência à tração é uma condição necessária para alcançar um alto alongamento na rotura. Além disso, o alongamento na rotura diminui com o aumento da tensão de tração e da dureza, enquanto aumenta com o aumento da elasticidade. A borracha com boa flexibilidade da cadeia molecular e alta elasticidade exibe um maior alongamento na rotura. A borracha natural (NR) é a mais adequada para produzir produtos com alto alongamento, sendo que o alongamento na rotura aumenta à medida que o teor de borracha aumenta. Quando o teor de borracha ronda os 80%, o alongamento na rotura pode atingir até 1000%. A borracha que sofre deformação plástica facilmente também exibe um maior alongamento na rotura, como a borracha de isobutileno-isopreno (IIR), que pode alcançar um alongamento na rotura relativamente elevado.

A resistência à tração na borracha é determinada por propriedades do material, como composição, processo de fabrico e temperatura. Geralmente, uma maior resistência à tração indica uma melhor resistência à deformação e estabilidade sob tensão.

O alongamento na rotura diminui com o aumento da densidade de reticulação. Portanto, ao fabricar produtos com alto alongamento, a quantidade de agente de vulcanização e acelerador deve ser reduzida adequadamente. Os agentes de reforço diminuem o alongamento na rotura, especialmente o negro de carbono com pequeno tamanho de partícula e alta estrutura, que provoca uma diminuição mais significativa no alongamento na rotura. À medida que o teor de enchimento aumenta, o alongamento na rotura diminui. Aumentar a quantidade de plastificante também pode alcançar um maior alongamento na rotura.

Geralmente, o alongamento, o alongamento na rotura e a resistência à tração das correias transportadoras de borracha referem-se especificamente às características das camadas de cobertura de borracha, incluindo a cobertura superior e a cobertura inferior. Entretanto, o alongamento na rotura de espessura total refere-se às propriedades globais da correia transportadora, incluindo a camada EP.

Em resumo, o alongamento, o alongamento na rotura e a resistência à tração são indicadores importantes da elasticidade e durabilidade dos materiais de borracha nas correias transportadoras. Escolher o material de borracha adequado e as técnicas de processamento pode melhorar eficazmente o desempenho global e a vida útil das correias transportadoras.

Oficinas de Vulcanização de Correias Transportadoras SUNGDA