A borracha natural da seringueira é uma matéria-prima com oferta limitada. Borracha produzida sinteticamente, por outro lado, ainda não foi capaz de igualar o comportamento de abrasão do produto natural, tornando-o impróprio para pneus de caminhão. Mas agora, pela primeira vez, foi desenvolvido um novo tipo de borracha sintética que atinge de 30 a 50 por cento menos abrasão do que a borracha natural.

Os pneus dos camiões têm de suportar muita coisa:como resultado das cargas pesadas que transportam e das longas distâncias que percorrem todos os dias, eles estão sujeitos a forte desgaste. Consequentemente, a banda de rodagem dos pneus é fabricada principalmente com borracha natural proveniente da seringueira e, até o momento, tem demonstrado as melhores características de abrasão. Até agora, a borracha fabricada artificialmente tem sido incapaz de igualar o desempenho da borracha natural, pelo menos a este respeito. O problema da borracha natural é que a segurança do abastecimento dessa importante matéria-prima está em risco. No Brasil, a casa original da seringueira, o fungo Microcyclusulei está devastando plantações inteiras. Se o fungo cruzar para a Ásia, onde as principais áreas de cultivo estão localizadas hoje, a produção global de borracha estará ameaçada.

Borracha sintética biomimética com comportamento de abrasão otimizado (BISYKA)

Em vista desta ameaça, pesquisadores do Instituto Fraunhofer para Pesquisa Aplicada de Polímeros IAP, para Microestrutura de Materiais e Sistemas IMWS, para Biologia Molecular e Ecologia Aplicada IME, para Mecânica de Materiais IWM e para Pesquisa de Silicato, o ISC agora otimizou as características da borracha sintética. "Nossa borracha sintética BISYKA - que é uma abreviatura alemã para" borracha sintética biomimética "- na verdade tem características superiores à borracha natural, "diz o Dr. Ulrich Wendler, que lidera o projeto no Fraunhofer Pilot Plant Center for Polymer Synthesis and Processing PAZ no município alemão de Schkopau. O Fraunhofer PAZ é uma iniciativa conjunta entre o Fraunhofer IAP e o Fraunhofer IMWS. "Pneus feitos de borracha sintética perdem 30% menos massa do que pneus equivalentes feitos de borracha natural. Além disso, os pneus sintéticos têm apenas metade da perda de piso. Além disso, a borracha sintética pode ser produzida em escala industrial com as plantas e equipamentos existentes. Isso significa que a borracha sintética oferece uma excelente alternativa à borracha natural - incluindo o domínio de pneus de caminhão de alto desempenho. "

Análise direcionada de borracha dente-de-leão

Mas como os pesquisadores alcançaram esse desempenho superior? No Fraunhofer IME, os cientistas investigaram a borracha dos dentes-de-leão. Como a borracha das seringueiras, 95 por cento da borracha de dente-de-leão consiste em poliisopreno, enquanto a porcentagem restante é composta por componentes orgânicos, como proteínas ou lipídios. A vantagem da borracha-dente-de-leão sobre a borracha arbórea:a primeira tem uma sucessão de gerações de apenas três meses, contra sete anos na segunda. Isso torna a borracha feita de dente-de-leão um ponto de partida ideal para investigar a influência dos componentes orgânicos nas características da borracha. Para este fim, os pesquisadores do Fraunhofer eliminaram os principais componentes orgânicos envolvidos de maneira direcionada. Depois de terem identificado os componentes orgânicos que eram importantes para o comportamento de abrasão, os pesquisadores do Fraunhofer IAP sintetizaram a borracha BISYKA a partir de poliisopreno funcionalizado com alta pureza microestrutural e as respectivas biomoléculas. Seus colegas da Fraunhofer IWM e IMWS investigaram as características das variantes de borracha assim obtidas. Para fazer isso, eles usaram a cristalização extensional:se você esticar a borracha natural até três vezes o seu comprimento, regiões cristalinas se formam - a borracha endurece. "A cristalização extensional da borracha BISYKA é igual à da borracha natural, "explica Wendler. Ao fazer pneus de caminhão, a borracha é geralmente misturada com negro de fumo - de onde vem a cor preta. Cada vez mais, Contudo, os fabricantes estão adicionando silicatos à mistura em vez de negro de fumo. É aqui que entra a experiência do Fraunhofer ISC:no instituto, os cientistas investigam como novos tipos de cargas de sílica podem levar a alternativas ideais para a borracha natural na indústria automotiva.

A borracha sintética produz resultados impressionantes em testes práticos

Após o desenvolvimento da borracha BISYKA, foi testado:faria o que sua cristalização extensional prometia? Os pesquisadores entregaram esta questão a um parceiro externo e, portanto, independente para investigar:Prüflabor Nord. Para este propósito, quatro pneus de carro foram fabricados com banda de rodagem BISYKA e depois foram comparados com pneus com banda de rodagem de borracha natural. Os testes foram realizados diretamente em um carro que dirigia 700 circuitos em uma direção e, em seguida, 700 circuitos na outra. E o resultado? Enquanto o pneu de borracha natural ficou 850 gramas mais leve após o teste e perdeu 0,94 milímetros de banda de rodagem, o pneu BISYKA perdeu apenas 600 gramas e 0,47 milímetros de banda de rodagem. A resistência ao rolamento da borracha sintética também foi melhor:enquanto a borracha natural alcançou uma pontuação C na rotulagem do semáforo da resistência ao rolamento, BISYKA obteve a pontuação mais alta de B. "Até agora, realizamos apenas testes iniciais com a mistura de pneus BISYKA, mas são extremamente promissores. Na próxima etapa, Queremos otimizar ainda mais a borracha BISYKA. Trata-se sobretudo da proporção e da composição dos componentes orgânicos. Ao mesmo tempo, vamos adaptar a fórmula do composto da banda de rodagem para pneus de caminhão à nova borracha, "diz Wendler. Atualmente o pesquisador e sua equipe procuram parceiros de cooperação que trarão o produto ao mercado.

Em 4 de abril, 2019, os pesquisadores estão apresentando seus resultados em um workshop de transferência na conferência anual da Sociedade Alemã da Borracha, Leste (Deutsche Kautschuk-Gesellschaft Ost) em Merseburg, Alemanha.