Abstract The use of epoxidized rubber as compatibilizer in silica-filled rubber compounds has been proposed in literature. However, the investigation of the reaction kinetics between the epoxy groups and the hydroxyl groups at the silica surface is not yet described. It is a difficult task, mainly because of the high dilution of the system due the difficulty of incorporating high levels of silica in a matrix containing epoxidized rubbers of high molecular weight. In this work, a mixture of precipitated silica and an epoxidized liquid rubber (EpLHPB) was prepared and the reaction between silanols and epoxy groups was followed by DSC under isothermal conditions, at 150, 160 and 170 °C. An autocatalytic data treatment was applied to determine the kinetic parameters of the reaction. Furthermore, it was possible to estimate the amount of epoxy groups required for the saturation of the external surface of the silica, resulting in 5.4 epoxy groups/nm2.

Atualmente, cargas nanométricas são utilizadas para desenvolver novos materiais poliméricos com melhor desempenho mecânico. Neste trabalho, foi empregada uma mistura de borracha termoplástica de poli(estireno-b-butadieno-b-estireno) (SBS) e de argila Montmorilonita (Cloisite 10A) via intercalação por fusão. Uma suspensão de Cloisite 10A em ciclohexano foi adicionada a SBS em solução. Para maior compatibilidade entre a argila e a borracha termoplástica utilizou-se uma borracha termoplástica epoxidada como agente compatibilizante. Neste estudo, a proporção argila compatibilizante foi de 0,6 até 3,0 para verificar a influência desta proporção nas propriedades mecânicas dos nanocompósitos. As propriedades morfológicas e mecânicas dos nanocompósitos foram avaliadas através da difração de raios X, microscopia eletrônica de transmissão, ensaio de tração, análise dinâmico-mecânica (DMA) e avaliação do torque final da mistura. A combinação de argila/conpatibilizante favoreceu a formação de estruturas mais alongadas de argila que promoveram o ganho de módulo e tensão com pequena redução de alongamento.

Nanoscale fillers have been used to develop new polymeric materials with better mechanical performance. In this study, a mixture of thermoplastic rubber, poly (styrene-b-butadiene-b-styrene) (SBS), and Montmorillonite (Cloisite 10A) was obtained via the melt intercalation. A suspension of Cloisite 10A in cyclohexane was added to SBS in solution. To increase the compatibility between the clay and the thermoplastic rubber an epoxidized rubber was used as coupling agent. The proportion of clay and compatibilizer was changed from 0.6 to 3.0 to probe the influence of this ratio on the mechanical properties of the nanocomposites. The morphological and mechanical properties were evaluated using X-ray diffraction, transmission electron microscopy, tensile testing, dynamic mechanical analysis (DMA) and evaluation of the final torque of the mixture. The combination of clay /compatibilizer favored the formation of elongated structures, leading to an increased modulus and strength with a small reduction in elongation.

O comportamento da borracha natural na forma látex frente à reação de epoxidação foi avaliado visando estabelecer as melhores condições reacionais sem a ocorrência de reações laterais, que promovem a coagulação do látex e o desenvolvimento de um aglomerado de borracha. Grupos epóxidos foram gerados através da reação de epoxidação a partir da formação in situ do ácido perfórmico. As amostras foram caracterizadas qualitativamente por espectroscopia de infravermelho (FTIR) e o grau de modificação determinado por ressonância magnética nuclear de hidrogênio (1H-RMN). Análises de calorimetria exploratória diferencial (DSC) demonstraram que a mobilidade da cadeia polimérica foi influenciada pela presença de grupos epóxidos, com aumento linear na temperatura de transição vítrea (Tg). Os resultados indicaram que a epoxidação do látex de borracha natural, sem a ocorrência de reações laterais, é possível e dependente das condições reacionais.

Natural rubber latex was submitted to epoxidation reaction to establish the best reaction conditions without the occurrence of side reactions, which promote coagulation of the latex and development of an agglomerate of rubber. Epoxy groups were produced by in situ epoxidation with formic acid and hydrogen peroxide. The samples were characterized qualitatively by Fourier Transform Infrared (FTIR) analysis and the degree of modification determined by Hydrogen Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy (1H-NMR) analysis. A linear increase in the glass transition temperature (Tg) was observed. The results show that the epoxidation of natural rubber latex is possible and depends on the reaction conditions.