Borracha vulcanizada

A borracha vulcanizada é borracha cujas longas moléculas foram ligadas entre si, primeiro aquecendo borracha natural com enxofre: assim mantém-se elástica com calor e com frio em vez de ficar pegajosa ou quebradiça. Charles Goodyear nos Estados Unidos e Thomas Hancock na Grã-Bretanha acertaram o processo no início da década de 1840, e com ele a borracha passou a servir para pneus, mangueiras, vedantes e calçado.

O que é

A borracha natural vem do látex, um líquido leitoso que escorre de cortes feitos na casca de certas árvores tropicais, hoje sobretudo a seringueira, Hevea brasiliensis. Seca e prensada, é impermeável e elástica, mas a borracha crua fica mole e pegajosa num dia quente, rígida e gretada com a geada, e deforma-se aos poucos sob carga.

A vulcanização corrige estes defeitos. A borracha é misturada com um pouco de enxofre e aquecida. O resultado é o material dos pneus, mangueiras, tapetes rolantes, vedantes, botas e elásticos, que volta à sua forma numa larga gama de temperaturas.

Como funciona

Na Mesoamérica fazia-se a borracha misturando o látex de Castilla elastica com o suco de uma trepadeira da família das campainhas.

A borracha é feita de moléculas em cadeia muito compridas, cada uma formada por milhares de pequenas unidades. Na borracha crua, as cadeias estão emaranhadas como esparguete cozido. Quando se puxa, esticam-se; quando se larga, voltam a enrolar-se, e daí vem a elasticidade. Mas nada as prende umas às outras: sob uma tração prolongada ou com calor, deslizam umas sobre as outras, e o material escorre e cola.

À temperatura de vulcanização, átomos de enxofre fixam-se em certos pontos das cadeias e formam pontes entre cadeias vizinhas, de um ou vários átomos de enxofre cada. Algumas pontes por cadeia transformam o emaranhado numa única rede solta. Ainda pode esticar muito, porque os troços de cadeia entre pontes se podem desenrolar, mas já não escorre e volta à forma quando se larga.

O número de pontes define a dureza. Uma borracha macia só precisa de uma pequena proporção de enxofre. Com muito mais, a rede fica tão densa que o produto, a ebonite ou borracha dura, é rígido e quebradiço. Aquecida só com enxofre, a borracha vulcaniza devagar; desde o início do século XX, os aceleradores, ativados por óxido de zinco e ácido esteárico, tornam a reação mais rápida e regular.

Como se fabrica

Goodyear contou ter descoberto o efeito quando uma mistura de borracha e enxofre tocou num fogão quente e carbonizou sem derreter.

Os artigos de borracha fazem-se em fábricas, com prensas aquecidas, salas de mistura ventiladas e extração de fumos. O enxofre quente pega fogo com facilidade e, ao arder, liberta dióxido de enxofre, tóxico; as misturas em cura libertam fumos irritantes e os aceleradores modernos irritam a pele e os pulmões: vulcanizar não é tarefa para casa. Os passos habituais são estes.

Sangrar. De dois em dois dias, mais ou menos, retira-se uma fina lasca de casca ao longo de um corte inclinado, fundo o bastante para abrir os vasos do látex sem chegar ao câmbio, a fina camada de crescimento por baixo da casca. O látex corre pelo corte até uma tigela.

Coagular. O látex é diluído e coalhado com um ácido fraco, como o fórmico ou o acético; a borracha separa-se como uma coalhada mole. É prensada em folhas que se secam, muitas vezes ao fumo, que também afasta o bolor.

Misturar. A borracha crua é trabalhada entre cilindros pesados até amolecer, e incorporam-se o enxofre, as cargas e os aceleradores.

Moldar e curar. A mistura é moldada, extrudida ou espalhada sobre tecido, e depois aquecida numa prensa ou numa autoclave a vapor até se formarem as pontes.

Uma comparação simples e qualitativa mostra a mudança. Corte um elástico para obter uma tira e recorte outra com a mesma largura, espessura e comprimento em crepe cru, não vulcanizado, vendido para trabalhos manuais (algumas solas de crepe são vulcanizadas: confirme no rótulo). Pendure o mesmo pequeno peso em cada uma durante uma noite, retire-o e espere dez minutos: o elástico costuma voltar quase ao comprimento, enquanto a tira crua tende a ficar mais comprida. Depois deixe as duas uma hora no congelador, aqueça-as em água a cerca de 40 °C e compare a rigidez e o quanto colam. Os produtos têm cargas diferentes, por isso veja o resultado como uma tendência.

Segurança. Não aqueça enxofre nem tente vulcanizar borracha em casa: os fumos são tóxicos, e o enxofre fundido queima e pode arder. Na fábrica, os cilindros misturadores podem esmagar e puxar as mãos, e as prensas e autoclaves estão quentes e sob pressão: exigem máquinas protegidas e operadores formados. A borracha natural e o látex causam alergias em algumas pessoas: quem for alérgico ao látex não deve mexer nas amostras, e os outros devem usar luvas de nitrilo. Verifique a temperatura da água antes de lá pôr as mãos.

História e evolução

Na Mesoamérica já se processava a borracha por volta de 1600 a.C. Misturava-se o látex de Castilla elastica com o suco espremido de uma trepadeira da família das campainhas, que o tornava mais elástico, e faziam-se bolas de até 7 kg para um jogo ritual, além de solas de sandálias e atilhos. Observadores espanhóis descreveram a borracha no século XVI. Na Europa e na América do Norte o seu uso espalhou-se no início do século XIX, mas os objetos de borracha crua amoleciam no verão e gretavam no inverno.

Em 1837, Thomas Hancock patenteou uma máquina para amassar a borracha crua, e na década de 1830 várias pessoas verificaram que o enxofre a tornava menos pegajosa. Charles Goodyear, um negociante de ferragens cheio de dívidas, que voltou a perder os seus financiadores com a crise de 1837, experimentou tratamentos durante anos. Em 1839, segundo o seu relato, um pedaço de borracha misturado com enxofre tocou num fogão quente e carbonizou na borda sem derreter. Precisou de cerca de cinco anos para tornar o processo fiável. Na Grã-Bretanha, Hancock viu em 1842 amostras da borracha sulfurada norte-americana e criou um processo próprio; pediu uma patente de vulcanização a 21 de novembro de 1843, e a patente norte-americana n.º 3633 de Goodyear veio a 15 de junho de 1844. O nome, tirado de Vulcano, deus romano do fogo, foi sugerido por um amigo de Hancock, William Brockedon. Goodyear passou anos em processos de patentes e morreu em 1860 sem ter lucrado com a descoberta.

Fruto, sementes e folha da seringueira: cada cápsula guarda três sementes, como as que Wickham enviou para Kew em 1876.

A procura de pneus, correias e isolamentos provocou uma corrida à borracha silvestre da bacia amazónica. Em 1876, Henry Wickham enviou cerca de 70 000 sementes de seringueira do Brasil para os jardins de Kew, em Londres, e as plântulas foram mandadas para as colónias britânicas da Ásia. Em 1900, as plantações asiáticas produziam cerca de 4 toneladas, contra umas 27 000 recolhidas na Amazónia; em 1916 já forneciam a maior parte da borracha do mundo. Muitas borrachas sintéticas, obtidas mais tarde do petróleo, vulcanizam-se com enxofre de forma muito parecida; outras, como o neopreno, curam-se com óxidos metálicos.