Borracha

Borracha é um nome comercial dado a todos os materiais conhecidos quimicamente como elastômeros, isto é, macromoléculas termoplásticas que amolecem ao serem aquecidas e enrijecem ao serem resfriadas.

A borracha pode ser também entendida como um polímero constituído por uma cadeia de unidades repetidas, chamadas monômeros, que podem ser de origem natural como o látex - extraído da planta popularmente conhecida como seringueira - ou de origem sintética, utilizando derivados do petróleo, por exemplo.

Devido às características elásticas, isolantes (não conduz eletricidade) e com possibilidade de manipulação do material, a borracha é utilizada industrialmente para a confecção de preservativos, luvas de borracha, pneus, borrachas escolares, tênis, sapatos etc.

A partir do século XIX, a confecção da borracha se expandiu, promovendo grande desenvolvimento para as regiões de extração do látex, principalmente após o desenvolvimento do processo de vulcanização por Charles Goodyear, em 1838.

Mundialmente, é a região asiática que detém a maior capacidade de extração da borracha.

No Brasil, a partir da primeira década do século XX, a Região Norte, onde se concentra a extração do látex, obteve grande desenvolvimento econômico, processo que ficou conhecido como “Ciclo da Borracha” e que foi importante para essa região vulnerável do país.

Atualmente, os estados de São Paulo e Mato Grosso são os principais comercializadores da borracha no país.

Durante a Segunda Guerra Mundial, em 1942, o Brasil firmou um acordo com os Estados Unidos que desencadeou a extração em larga escala do látex na Amazônia, resultando novamente em um maior desenvolvimento para a Região Norte.

Esse processo ficou conhecido como o “Segundo Ciclo da Borracha” e durou até 1945, quando as forças japonesas assumiram o controle do Pacífico Sul e invadiram a Malásia, obtendo o controle da extração de látex na Ásia.

Já a borracha sintética foi produzida pela primeira vez na Alemanha, em 1909, pelo químico Fritz Hofmann. Foi empregada como uma alternativa mais barata e rápida para a produção de um material termoplástico.

A borracha natural é o produto primário da coagulação do látex, substância extraída principalmente da planta Hevea brasiliensis, conhecida popularmente como seringueira - provavelmente devido ao método de extração do látex.

A seringueira é um árvore de porte grande, pertencente à família das euphorbiaceae, originária do Amazonas e que tem como característica principal a presença de laticíferos em diversas parte do vegetal.

Seringal (plantação de seringueiras)

Os laticíferos são estruturas formadas por células que possuem a capacidade de produzir látex - substância espessa semelhante ao leite, que é secretada quando a planta é lesionada.

A função natural do látex ainda não foi totalmente compreendida, mas acredita-se que, devido à sua capacidade coagulante, o látex pode selar as lesões feitas no vegetal, evitando assim a entrada de microrganismos que podem prejudicá-lo internamente. Além disso, o látex pode estar envolvido nos processos de proteção do vegetal, devido à sua toxicidade.

O processo de extração do látex ocorre através de incisões no caule da seringueira, para que o líquido branco e espesso possa escorrer e ser coletado.

Látex sendo extraído de uma seringueira

O polímero encontrado no látex é chamado de poli-isopreno, devido ao seu monômero ser o isopreno (quimicamente chamado de metilbut-1,3-dieno - C5H8).

Esse polímero é formado dentro do vegetal através de reações complexas, catalisadas por enzimas. No interior do vegetal, o látex possui pH neutro (próximo de 7), mas quando em contato com o ar, sofre oxidação e coagula, formando uma estrutura rígida e elástica que é chamada de borracha.

O polímero do látex é formado por uma cadeia de pelo 5.000 monômeros de isopreno.

Estrutura do isopreno

Após a extração, o látex coletado precisa ser trabalhado para adquirir as características da borracha como se conhece atualmente.

Na natureza, o látex quente é mole e pegajoso, mas quando resfriado se torna duro e quebradiço. Dessa forma, o material precisa passar pelo processo de vulcanização, principal processo químico na fabricação da borracha.

O processo foi desenvolvido acidentalmente por Charles Goodyear, em 1839, e consiste na aplicação de enxofre, sob temperatura e pressão controladas, para garantir as características encontradas na borracha comercializada.

Quimicamente, ao adicionar enxofre a um elastômero, algumas ligações duplas dão lugar a ligações de enxofre, chamadas, algumas vezes, de pontes dissulfeto.

Esse processo forma ligações cruzadas de enxofre, garantindo que o produto final tenha: 

• baixa capacidade de deformidade; 
• insolubilidade a solventes orgânicos;
• dificuldade de oxidação;
• resistência ao calor;
• grande elasticidade;
• difícil rompimento. 

Exemplo de um elastômero após o processo de vulcanização, mostrando as ligações de enxofre formadas

O processo de vulcanização também garante que o produto final apresenta baixa histerese, isto é, quando deformada, a borracha volta rapidamente ao seu formato inicial.

A fim de copiar o processo natural de formação do látex, atualmente é possível produzir borrachas sintéticas a partir de reações de polimerizações com adição de compostos diênicos (monômeros de dieno conjugado - duas ligações duplas alternadas), utilizando um mais monômeros além do isopreno - como os polímeros de acetileno e cloropreno - e outros monômeros derivados do petróleo.

Estes monômeros podem ser misturados em várias proporções desejáveis, formando borrachas sintéticas diferentes que, assim como as borrachas naturais, podem passar pelo processo de vulcanização para adquirir mais elasticidade. 

As borrachas sintéticas surgiram com a finalidade de substituir a matéria prima natural, principalmente para suprir a demanda de produção de alguns produtos.

Ainda que o processo tenha como finalidade produzir um elastômero polimérico, a borracha sintética apresenta algumas diferenças quando comparada com a borracha natural, como maior rigidez.

Atualmente, as borrachas sintéticas costumam ser mais utilizadas que as borrachas naturais, devido ao seu melhor desempenho quanto à durabilidade, além da resistência a óleos, calor e luz.

Um exemplo de borracha sintética é a utilizada para a produção de pneus, em que é utilizada a borracha Buna-S, formada a partir do eritreno (but-1,3-dieno) e do estireno (vinilbenzeno) em uma reação catalisada pelo sódio (Na).