A evolução dos aceleradores de vulcanização através da análise dos descritores moleculares

• Costa, Helson Moreira da ^[1] ; Ramos, Valéria Dutra ^[2]
  1. [1] Universidade do Estado do Rio de Janeiro

     Universidade do Estado do Rio de Janeiro

     Brasil

     
  2. [2] Universidade Estácio de Sá (UNESA/RJ)
• Localización: Cuadernos de Educación y Desarrollo, ISSN-e 1989-4155, Vol. 16, Nº. 8, 2024
• Idioma: portugués
• Títulos paralelos:
  • La evolución de los aceleradores de vulcanización mediante el análisis de descriptores moleculares
  • The evolution of vulcanization accelerators through the analysis of molecular descriptors
• Enlaces
  • Texto completo
• Resumen
  • español

    En este manuscrito se trazó un perfil de la evolución de la química de los aceleradores analizando un total de 40 especies orgánicas. La lista de compuestos abarcó desde compuestos utilizados inicialmente como aceleradores de vulcanización (especies probadas durante el desarrollo inicial del proceso de curado del caucho natural) hasta moléculas actualmente de uso comercial o que tienen alguna similitud química. Con la ayuda de 84 descriptores moleculares y análisis multivariado (análisis de componentes principales), el resultado observado permite concluir que los aceleradores de vulcanización han evolucionado hacia especies con mayor masa molecular, mayor insaturación y mayor complejidad estructural. Asociado a esto, hay un aumento dela reactividad (disminución del GAP energético HOMO-LUMO) y de la lipofilicidad, además de una reducción de la esfericidad (moléculas con mayor relación longitud/anchura). Lo más destacado fue la observación de que los aceleradores clasificados como sulfenamidas parecen haber encontrado un punto de equilibrio en tales cambios, lo que les confiere particularidades indispensables para el proceso, como, por ejemplo, un mayor tiempo de precurado con una posterior alta tasa de vulcanización.

  • English

    In this manuscript, a profile of the evolution of accelerator chemistry was outlined by analyzing a total of 40 organic species. The list of compounds included compounds initially used as vulcanization accelerators (species tested during the early development of the natural rubber curing process) to molecules currently in commercial use or that present some chemical similarity. With the aid of 84 molecular descriptors and multivariate analysis (principal component analysis), the observed result allows us to conclude that vulcanization accelerators have evolved towards species with higher molecular mass, greater unsaturation and greater structural complexity. Associated with this, there is an increase in reactivity (decrease in the HOMO-LUMO energy gap) and lipophilicity, in addition to a reduction in sphericity (molecules with a greater length/width ratio). A highlight was the observation that the accelerators classified as sulfenamides seem to have found a balance point in such changes, which gives them characteristics that are indispensable to the process, such as, for example, increased pre-curing time with a subsequent high vulcanization rate.

  • português

    Neste manuscrito, um perfil da evolução na química dos aceleradores foi traçado analisando-se um total de 40 espécies orgânicas. O rol de compostos incluiu desde compostos inicialmente utilizados como aceleradores de vulcanização (espécies testadas durante os primórdios do desenvolvimento do processo de cura da borracha natural) até moléculas atualmente em uso comercial ou que apresentam alguma similaridade química. Com auxílio de 84 descritores moleculares e a análise multivariada (análise de componentes principais), o resultado observado permite concluir que os aceleradores de vulcanização evoluíram em direção a espécies com mais alta massa molecular, maior insaturação e maior complexidade estrutural. Associado a isto, acrescenta-se um aumento da reatividade (diminuição do GAP energético HOMO-LUMO) e da lipofilicidade, além da redução da esfericidade (moléculas com maior razão comprimento/largura). Um ponto de destaque foi observar que os aceleradores classificados como sulfenamidas parecem ter encontrado um ponto de equilíbrio em tais mudanças, o que lhes confere particularidades indispensáveis ao processo como, por exemplo, aumento do tempo de pré-cura com posterior taxa de vulcanização elevada.