O envelhecimento da borracha é uma degradação irreversível (adesividade, fragilização, fissuração, pulverização) após o armazenamento ou uso. Apresenta cinco categorias baseadas em desencadeadores, com causas e características de falha descritas a seguir:
1. Envelhecimento por Oxigênio e Ozônio (Falhas: fissuração superficial, fratura)
Causas: Oxigênio presente no ar e ozônio ambiental (o ozônio é muito mais agressivo); borrachas contendo ligações C=C (NR, NBR, etc.) são altamente sensíveis.
Sintomas: Fissuras superficiais finas; sob tensão, as trincas se propagam perpendicularmente à direção do esforço, levando à fratura. O oxigênio provoca ou a quebra das cadeias moleculares (amolecimento/adesividade) ou a formação excessiva de ligações cruzadas (endurecimento/fragilidade). Já o ozônio ataca especificamente as superfícies deformadas da borracha, gerando fissuras irreversíveis.
2. Envelhecimento Térmico (Falhas: endurecimento em altas temperaturas, fusão/adesividade)
Causas: Exposição prolongada a altas temperaturas em compartimentos de motores ou ambientes de elevada temperatura.
Sintomas: Dois efeitos opostos – o NBR e o BR sofrem reticulação, tornando-se duros e quebradiços como plástico, rompendo facilmente ao ser dobrados; já a rede do NR se desintegra sob calor, ficando macio e pegajoso como um adesivo derretido. O calor acelera o movimento molecular, quebra ligações polissulfídicas e reduz significativamente a resistência à tração e a resiliência.
3. Envelhecimento por Luz e Intemperismo (Falhas: pulverização, desbotamento, fissuração)
Causas: Radiação UV externa, chuva e ciclos alternados de temperatura e umidade.
Sintomas: Perda de brilho, desbotamento (o preto torna-se acinzentado, cores claras ficam esbranquiçadas), pulverização e descamação da superfície, acompanhados de pequenas fissuras. A radiação UV quebra as cadeias poliméricas; combinada com a umidade da chuva e os ciclos térmicos, a camada superficial se solta rapidamente e perde sua resistência.
4. Envelhecimento por Fadiga Mecânica (Falhas: fusão interna por calor, fissuração localizada ou perda de pedaços)
Causas: Tensões repetitivas prolongadas, compressões e vibrações de alta frequência em suportes, pneus, componentes de transmissão, entre outros.
Sintomas: O atrito entre as cadeias de polímero e o negro de fumo gera calor. Uma compounding inadequada ou fórmulas com alta geração de calor, combinadas com uma dissipação térmica insuficiente, provocam acúmulo interno de calor e envelhecimento autoacelerado, reduzindo significativamente a vida útil.
5. Envelhecimento Induzido por Meios (Falhas: inchaço, endurecimento/encolhimento causados por exsudação)
Causas: Contato prolongado com óleos, fluidos hidráulicos, ácidos/alcalinos, água e outros meios líquidos.
Sintomas: As vedações incham e amolecem em óleos; aditivos e plastificantes são lixiviados, resultando em endurecimento e encolhimento, levando à falha total da vedação. Os meios penetram nas lacunas moleculares, desestabilizam a rede reticulada e, por fim, causam vazamentos e danos ao material.
