CENTRO UNIVERSITÁRIO FEEVALE

UNIVERSIDADE FEEVALE
CAROLINE FERNANDES
ESTUDO DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS E REOLÓGICAS DE ADESIVOS
HOT MELT PSA COM VARIAÇÃO DE PLASTIFICANTES E ELASTÔMEROS
NOVO HAMBURGO
2010

CAROLINE FERNANDES
ESTUDO DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS E REOLÓGICAS DE ADESIVOS
HOT MELT PSA COM VARIAÇÃO DE PLASTIFICANTES E ELASTÔMEROS
Trabalho de Conclusão de Curso
apresentado como requisito parcial à
obtenção do grau de Bacharel em
Engenharia Industrial Química pela
Universidade Feevale.
Orientador: Prof. Dr. Fabrício Celso
Novo Hamburgo
2010

CAROLINE FERNANDES
Trabalho de Conclusão do Curso de Engenharia Industrial Química, com
título “Estudo das propriedades mecânicas e reológicas de adesivos Hot Melt
PSA com variação de plastificantes e elastômeros”, submetido ao corpo docente
da Universidade Feevale, como requisito para obtenção do Grau de Bacharel em
Engenharia Industrial Química.
Aprovado por:
___________________________________
Prof. Dr. Fabrício Celso
Professor Orientador – Universidade Feevale
___________________________________
Prof. Dr. Ricardo Martins de Martins
Banca Examinadora - Universidade Feevale
___________________________________
Profa. Dra. Vanusca Dalosto Jahno
Banca Examinadora - Universidade Feevale
___________________________________
Mrs Geovana Bockorny
Banca Examinadora - Artecola Indústrias Químicas
Novo Hamburgo, Dezembro de 2010

AGRADECIMENTOS
Aos meus pais por todo incentivo e apoio.
À empresa Artecola Indústrias Químicas, pela colaboração na realização
deste trabalho.
Aos meus amigos da empresa Artecola, em especial aos amigos do
Laboratório de Pesquisa e Desenvolvimento em Adesivos Hot Melt, pela ajuda
indispensável.
Ao professor Fabrício Celso pela ajuda neste trabalho.

RESUMO
A utilização de adesivos do tipo Hot Melt PSA (Adesivo Sensível à Pressão) vem
crescendo significativamente no mercado brasileiro, principalmente nos setores de
produtos descartáveis, higiênicos e gráficos. Devido a este crescimento industrial, e
com o intuito de conhecer e explicar suas propriedades mecânicas e comportamento
reológico, muitos estudos estão sendo feitos, relacionando estas características com
suas composições. Neste trabalho foram desenvolvidas e estudadas formulações
deste tipo de adesivo, através de variações dos óleos plastificantes (parafínicos e
naftênicos) e dos elastômeros termoplásticos (SIS Linear, SIS Radial e SBS Linear),
utilizados em uma formulação já conhecida comercialmente. Desta forma foi possível
avaliar as propriedades mecânicas e o comportamento reológico relacionado à
variação de viscosidade em função da temperatura comparando os resultados
obtidos com o referencial teórico. Ensaios utilizados na indústria de adesivos foram
realizados para caracterizar os adesivos testados quanto à coesão, tack, resistência
à temperatura, ponto de amolecimento e viscosidade. Os resultados mostraram que
tanto as variações de óleo plastificante quanto elastômero, têm efeito significativo
sobre todas as propriedades mecânicas dos adesivos, sendo possível assim,
associar a melhor formulação com a aplicação final necessária, como no caso dos
adesivos produzidos a partir dos elastômeros SIS Linear e Radial, que independente
dos óleos utilizados, apresentaram as menores viscosidades, com exceção da
amostra que foi produzida com elastômero SIS Linear e óleo parafínico. Já as
amostras elaboradas com elastômero SBS Linear, apresentaram as viscosidades
mais elevadas, o que dificulta a aplicação.
Palavras Chaves: Adesivos PSA; plastificantes; elastômeros.

ABSTRACT
The use of Hot Melt PSA (Pressure Sensitive Adhesive) type adhesives has been
growing significantly in Brazilian market, mainly in the sectors of in disposable
hygienic and graphic products. Due to this industrial growth and with to aim of
knowing and explaining their mechanical properties and rheological behavior, many
studies have been made, linking these characteristics with their compositions. In this
work, formulations of this type of adhesive were developed and studied, through
variations of plastifying oils (paraffinic and naphthenic) and the thermoplastic
elastomer (SIS Linear, SIS Radial and SBS Linear), used in a commercially known
formulations. This is how it was possible to evaluate the mechanical properties and
rheological behavior, related to variation of viscosity as a function of temperature,
comparing the results obtained with the theoretical reference. Experiments used in
the adhesive industry were performed to characterize the adhesive tested in terms of
coesion, tack, temperature resistance, ring and ball and viscosity. The results
showed that either variations of plastifying oils or elastomer have a significant effect
over all mechanical properties of adhesives, so it is possible associate with the best
formulation to final application required, as in the case the adhesives produced from
SIS Linear and SBS Radial elastomers, that indifferently or the oils used, showed the
least viscosities, excepting the sample produced with SIS Linear elastomer and
paraffinic oil. Now the samples elaborated with SBS Linear elastomer showed the
highest viscosities which makes application difficult.
Key words: Adhesives PSA; plastifying; elastomer.

LISTA DE ABREVIATURAS
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas
ABS – Acrilonitrila-Butadieno-Estireno
ASTM – Sociedade Americana de Testes e Materiais
BOPP – Polipropileno Biorientado
cP – Centipoise
DOP – Di-octil-ftalato
EPDM – Etileno-Propileno-Dieno
EVA – Etileno-acetate de Vinila
mPa.s – Milipascais
N – Newton
PET – Politereftalato de etileno
PSA – Adesivos Sensíveis à Pressão
PVA – Polia-acetato de Vinila
SBC – Copolímero em Bloco de Estireno
SBR – Borrachas de butadieno – estireno
SBS – Estireno-Butadieno-Estireno
SIS – Estiren-Isopreno-Estireno
T g – Transição Vítrea

LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Adesão por ligação química ....................................................................... 14
Figura 2: Adesão por ancoragem mecânica .............................................................. 14
Figura 3: Representação de um copolímero aleatório ............................................... 20
Figura 4: Representação de um copolímero alternado ............................................. 20
Figura 5: Representação de um copolímero em bloco .............................................. 20
Figura 6: Representação de um copolímero enxertado ............................................ 20
Figura 7: Representação da molécula da borracha termoplástica ............................ 21
Figura 8: Representação dos monômeros e seus respectivos polímeros ................. 22
Figura 9: Resinas Hidrocarbônicas ........................................................................... 26
Figura 10: Estrutura molecular do óleo aromático ..................................................... 30
Figura 11: Estrutura molecular do óleo parafínico ..................................................... 31
Figura 12: Estrutura molecular do óleo naftênico ...................................................... 31
Figura 13: Caracterização de Reopexia .................................................................... 34
Figura 14: Comportamento Tixotrópico ..................................................................... 35
Figura 15: Comportamento Pseudoplástico .............................................................. 36
Figura 16: Comportamento Dilatante ........................................................................ 36
Figura 17: Comportamento Plástico .......................................................................... 37
Figura 18: Equipamento de Bola e Anel .................................................................... 40
Figura 19: Teste de Rolling Ball ................................................................................ 41
Figura 20: Rampa para teste de Rolling Ball ............................................................. 41
Figura 21: Esferas para teste de Rolling Ball ............................................................ 41
Figura 22: Placa de metal contendo 10g de adesivo ................................................. 42
Figura 23: Placa de adesivo dentro do recipiente de metal. Conjunto colocado na
chapa aquecedora para a fusão do adesivo ............................................................. 43
Figura 24: Adesivo já fundido e solidificado sobre a placa de metal ......................... 43
Figura 25: Placa de metal encaixada sobre o suporte inferior................................... 43
Figura 26: Pino superior sendo pressionado com uma força de 10N sobre o adesivo
.................................................................................................................................. 44
Figura 27: Descolagem do pino sobre o adesivo, determinação da força máxima em
Newton (N) ............................................................................................... 44
Figura 28: Representação de teste Saft Tack em adesivos PSA .............................. 45
Figura 29: Representação de teste Holding Power em adesivos PSA ...................... 46
Figura 30: Caracterização das curvas de viscosidade das amostras A1 (a), A2 (b),
A3(c), A4 (d), A5 (e), A6 (f), A7 (g), A8 (h), 9 (i) e Padrão (j). .................. 55

LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Primeira etapa dos experimentos somente com variação dos óleos
plastificantes ............................................................................................. 51
Tabela 2: Segunda etapa dos experimentos com variação dos óleos plastificantes e
das borrachas termoplásticas ................................................................... 52
Tabela 3: Resultados das análises de viscosidade das amostras confeccionadas nas
duas etapas de produção. ........................................................................ 53
Tabela 5: Resultados de teste de Rolling Ball. .......................................................... 56
Tabela 6: Resultados do teste de Probe Tack........................................................... 57
Tabela 7: Resultados de teste de Saft Tack. ............................................................. 58
Tabela 8: Resultados de teste de Holding Power. ..................................................... 58

SUMÁRIO
INTRODUÇÃO .......................................................................................................... 11
1 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .................................................................................. 13
1.1 ADESIVOS .......................................................................................................... 13
1.2 ANCORAGEM MECÂNICA ................................................................................. 13
1.3 ADESÃO ............................................................................................................. 13
1.4 COLAGEM .......................................................................................................... 14
1.5 COESÃO ............................................................................................................. 15
1.6 TECNOLOGIAS UTILIZADAS PARA ELABORAÇÃO DE ADESIVOS ............... 15
1.6.1 Adesivos base aquosa ................................................................................... 16
1.6.2 Adesivos base solvente ................................................................................. 16
1.6.3 Adesivos hot melt .......................................................................................... 16
1.7 ADESIVOS HOT MELT PSA ............................................................................... 17
1.7.1 Composição de adesivos hot melt PSA ....................................................... 18
1.8 CONCEITOS DE REOLOGIA ............................................................................. 33
1.8.1 Comportamento dos fluidos .......................................................................... 33
1.8.2 Comportamento elástico de fluidos viscoelásticos .................................... 37
1.8.3 Comportamento viscoelástico de fluidos .................................................... 38
1.8.4 Comportamento viscoelástico de fluidos em função da temperatura ....... 38
1.9 ANÁLISES UTILIZADAS PARA CARACTERIZAÇÃO DE ADESIVOS HOT MELT
PSA ..................................................................................................................... 39
1.9.1 Viscosidade .................................................................................................... 39
1.9.2 Ponto de amolecimento ................................................................................. 39
1.9.3 Rolling Ball ...................................................................................................... 40
1.9.4 Prob Tack adaptado para dinamômetro ....................................................... 41
1.9.5 Saft Tack– Resistência do adesivo à temperatura ...................................... 45
1.9.6 Holding Power – Resistência do adesivo à temperatura ambiente............ 45
1.10 UTILIZAÇÃO NO MERCADO ............................................................................ 46
2 METODOLOGIA .................................................................................................... 49
2.1 OBJETIVO ........................................................................................................... 49
2.2 MATERIAIS ......................................................................................................... 49
2.2.1 Matérias - primas utilizadas para as formulações ....................................... 49
2.2.2 Materiais utilizados para realização dos testes e análises ......................... 49
2.3 EXPERIMENTAL ................................................................................................. 50
2.3.1 Preparação das amostras e ensaios............................................................. 52
3 RESULTADOS E DISCUSSÕES ........................................................................... 53
3.1 ANÁLISE DE VISCOSIDADE .............................................................................. 53
3.2 CURVAS DE VISCOSIDADE .............................................................................. 54
3.3 ANÁLISE DE PONTO DE AMOLECIMENTO ...................................................... 56
3.4 ANÁLISE DE ROLLING BALL ............................................................................. 56
3.5 PROBE TACK ..................................................................................................... 57
3.6 SAFT TACK – RESISTÊNCIA DO ADESIVO À TEMPERATURA ...................... 58
3.7 HOLDING POWER – RESISTÊNCIA DO ADESIVO À TEMPERATURA
AMBIENTE .......................................................................................................... 58

3.8 COLAGEM .......................................................................................................... 59
CONCLUSÕES ......................................................................................................... 60
REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 62

11
INTRODUÇÃO
Adesivos são conceituados como substâncias sintéticas, normalmente
poliméricas, capazes de manter dois materiais unidos, colados entre si. Existem três
tecnologias utilizadas para a produção de adesivos: aquosos, sintéticos e adesivos
sólidos, mais comumente conhecidos como adesivos termofusíveis ou hot melt.
Adesivos aquosos são dispersos em água, adesivos sintéticos são produzidos à
base de solventes orgânicos e os adesivos hot melt ou termoplásticos são adesivos
100 % sólidos, que não possuem qualquer tipo de solvente, o que facilita o processo
de colagem, que é extremamente rápido, bastando fundir o adesivo e resfriá-lo, para
que a colagem esteja efetivada.
Adesivos hot melt constituem uma tecnologia em ascensão pelos ganhos
econômicos e ambientais no seu uso, e dentro desta classe de adesivos existem os
adesivos do tipo hot melt PSA (Pressure Sensitive Adhesive), que também vêm
crescendo significativamente no mercado brasileiro, principalmente nos setores de
produtos descartáveis, higiênicos e gráficos.
Adesivos hot melt PSA são adesivos sensíveis à pressão, também
conhecidos como adesivos de tack permanente, ou seja, apresentam pegajosidade
à temperatura ambiente. Por esta característica, aderem firmemente a uma
variedade de superfícies diferentes após um breve contato, utilizando-se uma
pressão manual.
Estes adesivos são utilizados principalmente na fabricação de fitas adesivas,
esparadrapos, produtos higiênicos como fraldas e absorventes descartáveis,
rotulagem de garrafas PET, colagem de envelopes plásticos invioláveis, aplicações
eletrônicas, domésticas, industriais e médicas.
Adesivos hot melt PSA são produzidos a partir de copolímeros em bloco de
poliestireno com polibutadieno ou poliisopreno, do tipo estireno – butadieno –
estireno (SBS) e estireno – isopreno – estireno (SIS). Juntamente com este
copolímero são utilizadas resinas taquificantes, aditivos antioxidantes e óleos
plastificantes.
O polímero base e as resinas são responsáveis pela flexibilidade e tack do
adesivo, os óleos plastificantes facilitam o processamento, a flexibilidade e

12
influenciam a viscosidade, por sua vez os aditivos antioxidantes tem o objetivo de
reduzir a oxidação do adesivo.
Cada formulação é desenvolvida de acordo com a necessidade da aplicação
final e caso um determinado adesivo seja mal utilizado, pode comprometer ou alterar
o resultado final dos produtos onde serão aplicados. Para evitar que tais problemas
ocorram, vários testes são realizados pelos próprios fabricantes para não
comprometer o resultado final.
Nos últimos anos, muitos estudos vêm sendo realizados com o intuito de
conhecer e explicar as propriedades mecânicas e o comportamento reológico,
buscando relacionar estas características com suas composições, visando uma
melhor associação com a aplicação final.
Neste trabalho, foram desenvolvidas e estudadas formulações de adesivos
hot melt PSA, através de variações dos óleos plastificantes (parafínicos e naftênicos)
e dos elastômeros termoplásticos (SIS Linear, SIS Radial e SBS Linear), utilizados
em uma formulação já conhecida comercialmente.
Para avaliar cada formulação, testes de Probe tack, Saft Tack, Holding
Power, viscosidade, ponto de amolecimento e colagem foram realizados,
caracterizando os adesivos quanto à coesão, tack, resistência à temperatura, ponto
de amolecimento e viscosidade.

13
1 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
1.1 ADESIVOS
Adesivos são conceituados como substâncias sintéticas, normalmente
poliméricas, capazes de manter dois materiais unidos, colados por forças de
superfície (devido às forças de atração entre as superfícies) ou por ancoragem
mecânica (relacionada com a penetração do adesivo no substrato), no qual as
superfícies a serem unidas denominam-se substratos. Podem ser tanto rígidos
quanto flexíveis. As forças de superfície podem ser classificadas em força de adesão
e força de coesão.
1.2 ANCORAGEM MECÂNICA
Na ancoragem mecânica, as forças de ligação entre o adesivo e o substrato
são originadas pela difusão das cadeias poliméricas ou de seus segmentos
individuais, através de espaços formados por irregularidades na superfície do
substrato. É baseada nas características essenciais dos polímeros, estrutura da
cadeia e flexibilidade das moléculas. Este fenômeno ocorre em substratos que
apresentam rugosidade macroscópica, nos quais este mecanismo de adesão é
chamado de ancoragem mecânica e em substratos com superfície lisa, porém, em
escala microscópica.
1.3 ADESÃO
Adesão é a aderência do adesivo ao substrato. A aderência depende
principalmente do material e acabamento superficial do substrato, bem como da
"pegajosidade" do adesivo. Colas mais pegajosas possuem normalmente melhor
aderência ou adesão. Os dois principais tipos de adesão são a química ou

14
específica, que depende da afinidade química entre adesivo e substrato, relacionada
com a força da ligação química existente entre ambos; e a adesão mecânica, que
ocorre de acordo com a penetração do adesivo nos poros do substrato. As figuras 1
e 2 representam estes dois tipos de adesão.
Figura 1: Adesão por ligação química
Fonte: SPECIALCHEM, 2010.
Figura 2: Adesão por ancoragem mecânica
Fonte: SPECIALCHEM, 2010.
1.4 COLAGEM
Colagem é o ato de unir dois ou mais tipos de substratos com a utilização de
um adesivo. Esta colagem será efetuada através das forças de adesão e coesão,
porém, alguns fatores podem afetar a adesão, como as condições de formação da
junta adesiva, a pressão aplicada no momento da colagem, a temperatura, a
rugosidade do substrato, a estrutura química do adesivo e do substrato e o tipo de

15
forças intermoleculares atrativas (SATAS, 1989). Para otimizar a resistência de uma
colagem, deve-se observar aspectos como a utilização de adesivos compatíveis às
superfícies a serem coladas, a limpeza dos substratos, uso de adesivos com
viscosidade coerente com a porosidade das superfícies, camadas de adesivos que
apesar de finas possuam aderência suficiente, entre outras.
1.5 COESÃO
Coesão pode ser definida como resistência interna do adesivo, e consiste na
capacidade do filme de adesivo de resistir a uma força de descolagem. Em outras
palavras, é a força que o filme de adesivo oferece à deformação mecânica. Com o
aumento da temperatura, o adesivo tende a ficar mais flexível e cede aos esforços
de deformação, portanto a sua coesão é menor. Está relacionada às forças
intermoleculares atuantes entre os materiais constituintes do adesivo. Os principais
fatores que afetam as propriedades de coesão dos adesivos são: o estado físico do
adesivo e a estrutura da cadeia. Materiais sólidos apresentam forças
intermoleculares mais fortes que materiais líquidos, devido ao menor movimento
molecular, que permite uma maior aproximação das cadeias, e com isso, forças
intermoleculares mais fortes. Já adesivos produzidos a partir de polímeros com
cadeia ramificada apresentam resistência ao deslizamento, o que confere maior
adesão ao adesivo, porém, os com cadeia linear possuem o deslizamento facilitado.
1.6 TECNOLOGIAS UTILIZADAS PARA ELABORAÇÃO DE ADESIVOS
Existem três tecnologias utilizadas para a produção de adesivos: adesivos
base aquosa, adesivo base solvente e adesivos sólidos, mais comumente
conhecidos como adesivos termofusíveis ou hot melt. Esta classificação está
relacionada com o polímero base e o meio em que está dissolvido.

16
1.6.1 Adesivos base aquosa
Este tipo de adesivo é disperso em água e normalmente são formulados a
partir de polímeros naturais como amido e caseína, PVA (poli-acetato de vinila),
poliacrilatos, dispersões de poliuretano, policloropreno, SBR e látex de borracha
natural. Como alguns destes polímeros não são solúveis em água, utilizam-se
agentes tensoativos específicos para que haja a estabilidade da dispersão do
polímero.
1.6.2 Adesivos base solvente
Este tipo de adesivo é dissolvido em solventes orgânicos, e o tipo de
solvente usado depende do polímero base da formulação. Os mais utilizados são
tolueno, hexano, misturas de frações alifáticas de seis a oito carbonos, acetona,
metiletilcetona e acetato de etila. Os principais tipos de polímeros utilizados nesta
tecnologia são policloropreno, poliuretano, borracha natural, copolímero estirenobutadieno
(SBR) e copolímeros em bloco de poliestireno e polibutadieno ou
poliisopreno.
1.6.3 Adesivos hot melt
Adesivos hot melt ou termoplásticos apresentam-se 100% sólidos, não
possuem qualquer tipo de solvente, o que elimina consideravelmente os riscos de
intoxicação por inalação, ao mesmo tempo que torna o processo de colagem
extremamente rápido, bastando fundir o adesivo e resfriá-lo, para que a colagem
esteja efetivada. Constituem uma tecnologia em ascensão pelos ganhos econômicos
e ambientais no seu uso.
Suas composições são baseadas em polímeros termoplásticos, os quais têm
a propriedade de fundir por aquecimento e de solidificar-se novamente por

17
resfriamento. Estes materiais podem ser várias vezes aquecidos e resfriados sem
que ocorra alteração significativa das suas propriedades (SMITH, 1988).
Os principais polímeros utilizados nas composições de adesivos sólidos são
poliamidas, poliésteres, polietileno e seus copolímeros, copolímeros em bloco de
poliestireno com polibutadieno ou poliisopreno (SBC – Styrene Block Copolymers),
poliolefinas, policarbonatos, derivados vinílicos e poliuretanos. São formados a partir
de blendas poliméricas destes polímeros com resinas taquificantes e alguns aditivos
como ceras, plastificantes e antioxidantes. Os adesivos hot melts são encontrados
na forma de bastão, fios, granulados (pellets ou esferas), entre outros.
1.7 ADESIVOS HOT MELT PSA
Adesivos hot melt PSA (Pressure Sensitive Adhesive) são adesivos
sensíveis à pressão, também conhecidos como adesivos de tack permanente, ou
seja, apresentam pegajosidade a temperatura ambiente. Por esta característica,
aderem firmemente a uma variedade de superfícies diferentes após um breve
contato, utilizando-se uma pressão manual.
Tack é uma das principais propriedades dos adesivos PSA e é definido
como a propriedade de um adesivo de formar uma ligação de força mensurável com
outro material sob condições de leve pressão e curto tempo de contato. De acordo
com a ASTM (American Society for Testing and Materials) o tack é a força requerida
para separar um substrato e um adesivo após estes serem unidos por uma leve
pressão.
As principais aplicações deste tipo de adesivo estão na fabricação de fitas
adesivas, esparadrapos, produtos higiênicos como fraldas e absorventes
descartáveis, rotulagem de garrafas PET, colagem de envelopes plásticos
invioláveis, aplicações eletrônicas, domésticas, industriais e médicas.
Adesivos hot melt PSA não requerem prensagem excessiva ou longo tempo
de secagem para que colem os materiais. Não apresentam solventes orgânicos em
sua composição, ou seja, não oferecem riscos à exposição do trabalhador. O
principal cuidado que se deve ter ao trabalhar com estes adesivos é sua alta
temperatura durante a aplicação, pois são fundidos acima de 100°C. São excelentes

18
para materiais que apresentam dificuldade de colagem, como PET e demais tipos de
plásticos.
Este tipo de adesivo é produzido a partir de copolímeros em bloco de
poliestireno com polibutadieno ou poliisopreno, cujo bloco intermediário elastomérico
das moléculas é uma borracha insaturada do tipo estireno – butadieno – estireno
(SBS) e estireno – isopreno – estireno (SIS). Este tipo de copolímero confere
propriedades diferenciadas de flexibilidade e tack, o que classifica este tipo de
adesivo como de tack permanente ou PSA (KRATON, 2004).
1.7.1 Composição de adesivos hot melt PSA
Adesivos hot melt PSA são formulados fundamentalmente a partir de um
polímero base, resinas taquificantes, aditivos antioxidantes e óleos plastificantes.
1.7.1.1 Polímero base
Polímero é uma macromolécula composta por unidades de repetição
denominadas meros, ligados entre si através de ligações covalentes. Dependendo
do tipo de monômero, do número de meros e da ligação, os polímeros se dividem
em plásticos, borrachas e fibras (CANEVAROLO, 2002). A reação que une estes
monômeros é denominada polimerização. A massa molar média e a distribuição de
massa molar interferem nas propriedades dos polímeros e através destas
propriedades é possível também produzir vários tipos de polímeros, de acordo com
as necessidades de aplicação ou processamento (FREITAG, 2005).
Existem três tipos básicos de reação pelos quais se pode produzir um
polímero: a poliadição, onde os monômeros geralmente apresentam duplas ligações
entre os átomos de carbono, não há formação de subprodutos e as massas molares
podem atingir valores bastante elevados; a policondensação, nos quais as massas
molares dos polímeros obtidos apresentam menores valores que os obtidos por
poliadição e há formação de subprodutos; e a modificação química de outro

19
polímero, que resulta de reações químicas de polímeros já existentes e permite uma
diversificação ampla de suas aplicações (MANO, 1991).
O polímero base é o responsável pelas principais propriedades mecânicas
de um adesivo. Adesivos sensíveis à pressão apresentam em sua composição, uma
borracha termoplástica ou elastômero termoplástico, sendo este polímero resultante
de uma reação de poliadição, e será caracterizado a seguir.
1.7.1.2 Elastômero
Elastômero é um polímero que à temperatura ambiente pode ser deformado
repetidamente a pelo menos duas vezes o seu comprimento. Retirado o esforço,
deve voltar rapidamente ao seu tamanho original (CANEVAROLO, 2002). Isso se
deve ao fato de os elastômeros serem polímeros amorfos e compostos de cadeias
moleculares altamente torcidas, dobradas e espiraladas (FREITAG, 2005).
Uma das principais vantagens de utilização do elastômero termoplástico é a
facilidade no processamento, já que associa vantagens da borracha convencional
(borracha natural) com as facilidades e vantagens do plástico (QUAIATTI, 2005). A
borracha natural é produzida a partir do látex de uma árvore chamada Hevea
brasiliensis, e sua cadeia polimérica é bastante longa, emaranhada e enrolada, e a
temperatura ambiente está em um estado de agitação contínua (SMITH, 1998).
1.7.1.3 Copolímero
Copolímeros são polímeros que apresentam em sua cadeia mais de um
mero diferente, e este pode apresentar propriedades diferentes de qualquer um de
seus componentes (VAN VLACK, 1984). Os monômeros utilizados na
copolimerização são denominados de co-monômeros e serão representados nas
figuras a seguir pelas seqüências AAAA e BBBB. Em razão da diferente distribuição
dos meros da cadeia polimérica, pode-se dividir os copolímeros em:
Copolímero Aleatório

20
Neste tipo de copolímero a sequência de disposição dos meros não é
definida, conforme mostra a figura 3. São exemplos de copolímeros aleatórios o
copolímero de etileno-acetato de vinila (EVA) e a borracha sintética de estireno e
butadieno (SBR) (CANEVAROLO, 2002).
------------A-A-B-A-B-B-B-A-B-A-B-----------
Figura 3: Representação de um copolímero aleatório
Fonte: CANEVAROLO, 2002.
Copolímero Alternado
Em copolímeros alternados, a disposição dos diferentes meros é feita de
maneira alternada. A figura 4 representa este tipo de disposição. Existem poucos
exemplos para este tipo de copolímero, como o anidrido maleico-estireno
(CANEVAROLO, 2002).
-------------A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A--------------
Figura 4: Representação de um copolímero alternado
Fonte: SPECIALCHEM, 2010.
Copolímero em Bloco
Neste tipo de copolímero há uma formação de grandes sequências ou
blocos, de determinados meros que se alternam com outras grandes sequências de
outro mero. Borrachas termoplásticas tribloco de estireno e butadieno (SBS) ou
isopreno (SIS) são exemplos deste tipo de copolímero como está representado na
figura 5 (CANEVAROLO, 2002).
AAAAAAABBBBBBBBBBBBAAAAAA
Figura 5: Representação de um copolímero em bloco
Fonte: SPECIALCHEM, 2010.
Copolímeros Enxertados
Copolímeros enxertados são copolímeros nos quais a cadeia de um
homopolímero liga-se covalentemente a outra cadeia polimérica. Um exemplo deste
tipo de copolímero é a acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS) e sua disposição pode
ser verificada na figura 6 (CANEVAROLO, 2002).
-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-Al
B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B-
Figura 6: Representação de um copolímero enxertado
Fonte: SPECIALCHEM, 2010.

21
1.7.1.4 Elastômeros Termoplásticos
Elastômero termoplástico é um copolímero tribloco constituído por um bloco
termoplástico (Poliestireno) em cada extremidade e um bloco intermediário
elastomérico (Poliisopreno ou Polibutadieno). Estes materiais apresentam na cadeia
polimérica, uma fase contínua de borracha (butadieno, isopreno, etileno), fornecendo
características de resistência e resiliência, e a fase descontínua plástica (estireno),
que oferece solubilidade e termoplasticidade (PIZZI; MITTAL, 2003).
A fase mais importante para copolímeros tribloco é a intermediária, que
apresenta temperatura de transição vítrea (T g ) bem abaixo da temperatura ambiente,
aproximadamente -85°C, para o bloco butadieno e -60°C para o bloco isopreno, já
que os extremos apresentam temperatura de transição vítrea (T g ) bem acima da
temperatura ambiente, em torno de 92°C. Pode-se observar nas figuras 7 e 8, a
representação de uma molécula de borracha termoplástica, dos monômeros e seus
respectivos polímeros (KRATON, 2004).
Figura 7: Representação da molécula da borracha termoplástica
Fonte: SATAS, 1989.

22
Figura 8: Representação dos monômeros e seus respectivos polímeros
Fonte: SATAS, 1989.
Copolímeros em bloco são obtidos por polimerização aniônica em solução,
utilizando iniciadores do tipo alquil-lítio, onde muitas variações podem ser feitas na
sua estrutura e estas são relacionadas à sua massa molar, teor de estireno,
monômeros usados na polimerização e ao número de blocos na cadeia polimérica,
podendo estes, apresentar cadeia do tipo linear ou radial (SATAS, 1989).
Para utilização em adesivos PSA, uma propriedade importante é o teor de
estireno do composto, que deve ser de 15 a 30% e a massa molar do bloco
estirênico deve estar acima de 11.000 g/mol, para se manter imiscível com a fase
elastomérica (SILVA, 2008).
Elastômeros do tipo SBS são comumente utilizados em adesivos de contato,
devido ao seu alto teor de estireno e à sua composição química, que proporciona
uma grande força coesiva ao adesivo, já a borracha termoplástica do tipo SIS possui
um menor teor de estireno e uma maior facilidade em taquificar, sendo portanto,
utilizados em adesivos sensíveis à pressão, com tack permanente (QUAIATTI,
2005).

23
1.7.1.5 Resinas
Resina é uma secreção extraída de diversos tipos de plantas, a mais
conhecida é a derivada da colofônia, também chamada de resina de breu, uma
resina termoplástica extraída do pinheiro, que consiste em uma mistura de ácidos
orgânicos como abiético, pimárico e seus derivados. Há também as que podem ser
obtidas sinteticamente, como as derivadas de petróleo. As resinas geralmente são
solúveis em etanol, tetracloreto de carbono, óleos e éter e extremamente apolares
devido às grandes cadeias dos ácidos e dos terpenos, por isso são muito insolúveis
em água (LORENA, 2010).
1.7.1.6 Resinas taquificantes
A determinação da resina a ser utilizada em uma formulação de adesivos hot
melt PSA é de extrema importância. Neste tipo de adesivo são adicionadas resinas
taquificantes com o princípio de conferir adesão e tack. Uma formulação
desenvolvida para um uso específico deve conter a combinação de vários
ingredientes, uma vez que suas propriedades dependem das concentrações e da
interação mútua entre os mesmos (KRATON, 2004). O elastômero termoplástico é
compatível com diversos tipos de resinas, e como os polímeros base utilizados
possuem sistema bifásico, as resinas devem ser compatíveis com apenas uma das
fases.
A maneira como a resina interage com os polímeros depende do seu
parâmetro de solubilidade, que é função de sua natureza (QUAIATTI, 2005).
Resinas de natureza aromática, com parâmetros de solubilidade mais elevados
tendem a se associar com domínios de poliestireno. Já resinas de natureza alifática,
terpênica, derivada de breu e hidrogenadas, com baixos parâmetros de solubilidade,
tendem a se associar com a fase elastomérica devido a seus pontos de
amolecimento e massas moleculares serem relativamente baixos. Resinas
compatíveis com as fases terminais de poliestireno formam um material mole,
pegajoso e flexível. Por outro lado, resinas incompatíveis com ambas as fases,

24
formarão um composto duro e sem tack e não devem ser utilizadas em adesivos hot
melt PSA (SATAS, 1989).
Dentre as resinas taquificantes utilizadas na produção de adesivos hot melt
PSA estão as resinas derivadas de breu, que compreendem o breu, o breu
modificado e seus ésteres e as derivadas de petróleo, que compreendem as
hidrocarbônicas.
1.7.1.6.1 Resinas de Breu e seus derivados
O breu é uma resina termoplástica obtida através dos pinheiros. Existem três
principais métodos para obtenção do breu, e estes produtos resultantes variam de
acordo com o processo utilizado. O primeiro é conhecido como goma de breu, e é
obtido através de um corte direto na árvore viva, onde se retira o óleo-resina, que é
destilado com ácido sulfúrico e tem-se a goma de breu. O segundo método consiste
em obter a resina através de tocos de pinheiros velhos, que são lavados, picados e
passam também por um processo de destilação, a fim de se retirar a resina da
madeira. No terceiro método, utiliza-se um produto secundário da indústria do papel
chamado tall oil, que é originado do processo de polpação da madeira, através de
aquecimento e sob pressão em meio alcalino médio no qual a polpa é removida e a
parte líquida é concentrada e acidificada, resultando no tall oil, que consiste de
ácidos gordurosos e ácidos de breu, que são destilados e separados (SATAS, 1989,
tradução nossa).
O breu de qualquer uma destas fontes é uma mistura de ácidos orgânicos
chamados ácidos de breu. Alguns componentes secundários são formados por
ésteres de breu, anidridos, materiais não saponificados e ácidos gordurosos
(SATAS, 1989, tradução nossa).
Resinas de breu são geralmente inadequadas para uso em formulações
modernas de adesivos, devido a sua fácil oxidação e outras possíveis reações como
cristalização por exemplo. Devido a isto, são utilizadas resinas de breu modificadas
ou derivadas de breu. Entre as mais importantes modificações para uso em
adesivos, está a polimerização, a hidrogenação e a esterificação. Através destas
modificações, as resinas de breu oferecem propriedades taquificantes ao adesivo,

25
associando-se a fase elastomérica da borracha termoplástica, oferecendo
pegajosidade e tack, ao adesivo (SATAS, 1989, tradução nossa).
1.7.1.6.2 Resinas Hidrocarbônicas taquificantes
As resinas hidrocarbônicas taquificantes são polímeros de baixa massa
molar derivados de monômeros obtidos do petróleo, carvão e madeira. O
desempenho das resinas hidrocarbônicas é determinado pela composição
monomérica, método de polimerização e massa molar do produto final (SATAS,
1989, tradução nossa).
Quimicamente, a cadeia da resina hidrocarbônica pode ser classificada
como contendo monômeros primários alifáticos, aromáticos e dienos, sendo também
chamados de C9, C5 e (C5) 2 , respectivamente, correspondendo a um número médio
de átomos de carbono por moléculas de monômero. A polimerização destas cadeias
é realizada com auxílio de um ácido de Lewis como catalisador ou pelo processo
radical livre, usando calor e pressão. Essas cadeias, métodos de polimerizações e
indicações gerais das resinas produzidas são mostradas na figura 9 (SATAS, 1989,
tradução nossa).
Devido à variedade de fluxo de alimentação disponível e às varias técnicas
de polimerização que são utilizadas, uma grande variedade de resinas
hidrocarbônicas estão disponíveis com uma ampla extensão de propriedades. Além
disso, é esta diversidade que fez com que a resina se tornasse útil em muitas
aplicações taquificantes, especialmente àquelas envolvendo adesivos sensíveis à
pressão (SATAS, 1989, tradução nossa).

26
Alifático
Aromático
Dieno
Peróleo
Petróleo de Alcatrão
de Carvão
Petróleo
Terenbitina
Alifática Mista Aromática Reativa com
calor
Terpeno
Figura 9: Resinas Hidrocarbônicas
Fonte: SATAS, 1989.
1.7.1.6.3 Resina aromática hidrocarbônica
O grupo de resinas aromáticas consiste basicamente de resinas de petróleo
e resinas de alcatrão. Estas resinas são produzidas pela polimerização de soluções
catiônicas de cadeias aromáticas brutas, contendo indeno como principal monômero
polimerizável juntamente com uma pequena porcentagem de estireno, metil indeno e
metil estireno. Coumarone e diciclopentadieno podem também estar presentes,
dependendo da fonte de matéria prima. As resinas aromáticas podem ser obtidas
em vários pontos de amolecimento, que vai de 10°C até mais de 150°C, e em cores
variando de palha a âmbar escuro. O número de iodo, que é geralmente tirado como
uma medida de reatividade ou insaturação, é relativamente baixo, na faixa de 30 a
60. A densidade encontra-se normalmente na faixa de 1,05 a 1,15. Finalmente, o
número médio da massa molar geralmente varia com o ponto de amolecimento e
encontram-se na faixa de 290 a 1150 (SATAS, 1989, tradução nossa).
Resinas aromáticas possuem uma ampla utilização devido a sua excelente
compatibilidade com elastômeros sintéticos e podem ser usadas em uma grande

27
variedade de formulações adesivas, que não necessitem a presença de tack, por
sua facilidade de associação com o bloco final de estireno. Em adesivos hot melt
PSA, a utilização deve ser em conjunto com uma resina hidrocarbônica alifática, que
oferece tack ao adesivo (SATAS, 1989, tradução nossa).
1.7.1.6.4 Resina alifática hidrocarbônica
As resinas alifáticas são produzidas através da fração C5 do petróleo. Os
monômeros principais são cis e trans-piperleno. Também são encontradas nessa
cadeia uma quantidade variável de isopreno, 2-metilbuteno-2 e alguns casos
diciclopentadieno. Estas cadeias são polimerizadas com uso de cloreto de alumínio
e o ponto de amolecimento é controlado pela alteração nas condições de reação ou
pela adição de óleos plastificantes (SATAS, 1989, tradução nossa).
As resinas alifáticas são geralmente disponíveis com ponto de amolecimento
na faixa de 80°C a 115°C, devido a sua produção e demanda serem bastante
limitadas. A massa específica destas resinas fica em torno de 1,0, normalmente
variando de 0,93 a 0,98, e seu peso molecular varia de 1000 a1500, que é bastante
alto quando comparado aos outros tipos de resinas de ponto de amolecimento
equivalentes (SATAS, 1989, tradução nossa).
O alto nível de qualidade deste tipo de resina é relativamente recente. A
nova classe de resinas alifáticas hidrocarbônicas possui excelente compatibilidade
com ceras parafínicas, polietilenos, polipropilenos e borrachas de um modo geral,
funcionando como ótimo taquificante. Essas propriedades se combinam e as tornam
úteis na formulação de uma ampla variedade de adesivos hot melt PSA e em
solução. Elas podem ser usadas como taquificantes de cores claras e plastificantes
na composição de vários tipos de elastômeros (SATAS, 1989, tradução nossa).
1.7.1.6.5 Resina modificada
As resinas C5/C9 mistas são resinas híbridas produzidas pela combinação
das cadeias C5 e C9 em proporções variadas e polimerizadas com cloreto de

28
alumínio ou fluoreto de bromo. Essas resinas são produzidas geralmente em um ou
dois níveis de ponto de amolecimento, e as propriedades obtidas são geralmente
intermediárias, provenientes da resina aromática direta ou da resina alifática. Essas
resinas são resultados de pesquisas realizadas por vários fabricantes, que
minuciosamente estudaram a compatibilidade e as características taquificantes de
suas resinas C5 para a obtenção de produtos com desempenho elevado para hot
melt e adesivos sensíveis a pressão (SATAS, 1989, tradução nossa).
O comportamento deste tipo de resina vai depender da sua proporção dentro
de uma formulação, podendo ter características de uma resina alifática ou aromática
(SATAS, 1989, tradução nossa).
1.7.1.6.6 Resina Terpênica
As resinas terpênicas podem ser classificadas como dienos ou resinas nas
quais o monômero usado em sua produção pode ser considerado como sendo
isopreno. As resinas terpênicas são produzidas através de soluções catiônicas que
são polimerizadas da matéria prima obtida da terpentina e outros recursos naturais,
incluindo cascas cítricas. Resinas terpênicas normalmente apresentam coloração
clara e podem ser obtidas com ponto de amolecimento que ficam entre 10°C e
140°C. Sua massa específica varia de 0,97 a 1,00 e sua massa molar vai de 300 a
2000 g/mol (SATAS, 1989, tradução nossa).
Essas resinas foram utilizadas durante muitos anos em adesivos sensíveis a
pressão, pois oferecem propriedades taquificantes elevadas quando usadas em
formulações juntamente com borracha natural. Porém, nos últimos dez anos uma
grande variedade de resinas hidrocarbônicas sintéticas vem surgindo especialmente
para estas aplicações e substituindo o uso das resinas terpênicas (SATAS, 1989,
tradução nossa).

29
1.7.1.7 Óleos plastificantes
Plastificantes são aditivos empregados em alguns tipos de materiais
poliméricos, com o objetivo de melhorar a processabilidade e aumentar a
flexibilidade, alterando a viscosidade do sistema e aumentando a mobilidade das
macromoléculas (RABELLO, 2000).
Os primeiros registros de utilização de óleos plastificantes em polímeros
sintéticos datam de 1865, quando houve, sem grandes sucessos, a tentativa de
adicionar óleo de caroço de algodão e de mamona ao nitrato de celulose. Um pouco
mais recente, em 1910, usou-se o trifenilfosfato, também no nitrato de celulose; já
em 1930 surgiu o DOP (di-octil-ftalato), um dos mais utilizados atualmente; em 1934
já eram conhecidos 56 plastificantes, em 1943 passaram a ser 150 e na década de
60 já eram 300. No final dos anos 70 existiam mais de 600. Porém, hoje apenas
aproximadamente 35 tipos de óleos representam a maior parte consumida e outros
100 uma menor parte (RABELLO, 2000).
Os plastificantes possuem o objetivo de facilitar a aplicação dos adesivos,
bem como evitar a cristalização dos polímeros e resinas existentes nas formulações
dos mesmos, mantendo a pegajosidade superficial. Podem ser sólidos ou líquidos
de alto ponto de ebulição. Os plastificantes utilizados em adesivos hot melt PSA são
misturas de oligômeros derivados de petróleo. Podem ser classificados em
aromáticos, parafínicos e naftênicos (RABELLO, 2000).
1.7.1.7.1 Óleos plastificantes aromáticos
Os óleos aromáticos são formados por uma estrutura hidrocarbônica
primária que apresenta seis átomos de carbono dispostos em forma de anel, unidos
por ligações simples e ligações duplas alternadas. A existência das duplas ligações
na estrutura molecular dos óleos aromáticos torna-os muito compatíveis com a
maioria das borrachas que possuem cadeias poliméricas insaturadas. Os óleos
aromáticos são também muito empregados como extensores na produção de
borracha. Porém, este tipo de plastificante é menos estável às altas temperaturas,
volatilizando-se com maior facilidade. Por isso, normalmente não são indicados para

30
compostos que estarão sujeitos às altas temperaturas de processamento de mistura
ou conformação, ou ainda, quando o artefato vulcanizado irá trabalhar na presença
de muito calor.
Os óleos aromáticos também são mais facilmente extraídos em testes de
imersão em solventes, principalmente solventes da mesma família química. A
coloração dos óleos aromáticos é bastante escura. Eles são considerados como
plastificantes manchantes em artigos de borracha. A viscosidade dos óleos
aromáticos é mais elevada que a dos óleos parafínicos e naftênicos (GARBIM,
2010). A figura 10 representa a estrutura molecular de um óleo parafínico.
Figura 10: Estrutura molecular do óleo aromático
Fonte: GARBIM, 2010.
1.7.1.7.2 Óleos plastificantes parafínicos
Óleos plastificantes parafínicos são hidrocarbonetos que apresentam átomos
de carbono combinado com hidrogênio por meio de ligações simples, oferecendo
cadeias moleculares lineares ou ramificadas. Os óleos plastificantes, altamente
parafínicos (os que possuem predominância de moléculas parafínicas), apresentamse
como um fluido quase transparente. São considerados como não manchantes,
têm baixa polaridade e são menos voláteis (mais estáveis) em altas temperaturas,
em torno de 150°C. Os plastificantes parafínicos são mais compatíveis com as
borrachas butílicas e EPDM (Etileno – Propileno – Dieno), apresentando maior
dificuldade de incorporação em outros tipos de elastômeros. Conforme a quantidade
de átomos de carbono na cadeia molecular dos plastificantes aumenta, estes
tornam-se mais viscosos, pesados e opacos, ou seja, o comprimento da cadeia
molecular aumenta e, consequentemente, a massa molar também aumenta
(GARBIM, 2010). A figura 11 demonstra a estrutura molecular de um óleo
plastificante parafínico.

31
ou
Figura 11: Estrutura molecular do óleo parafínico
Fonte: GARBIM, 2010.
1.7.1.7.3 Óleos plastificantes naftênicos
Os óleos naftênicos apresentam uma estrutura molecular bastante parecida
com a dos óleos parafínicos, sendo que também neste caso, os átomos de carbono
têm simples ligações. Porém, a disposição na cadeia tende a formar anéis cíclicos.
Os óleos naftênicos têm uma boa compatibilidade com a grande maioria dos
elastômeros comuns. Assim sendo, podemos acrescentar teores mais elevados
(comparativamente aos parafínicos) às composições de borracha. Os plastificantes
naftênicos apresentam uma coloração mais opaca. A viscosidade é um pouco maior
que a dos óleos parafínicos e também são considerados como não manchantes em
artefatos de borracha (GARBIM, 2010). A estrutura molecular de um óleo naftênico
está representada na figura 12.
Figura 12: Estrutura molecular do óleo naftênico
Fonte: GARBIM, 2010.

32
1.7.1.7.4 Compatibilidade plastificante – polímero
É de estrema importância a escolha do tipo de plastificante que seja
perfeitamente compatível quimicamente com o polímero e demais ingredientes da
composição, pois estes atuam como solventes, e provocam a separação entre as
macromoléculas, fazendo com que ocorra a dissolução, e haja a diminuição da
energia necessária para os movimentos moleculares, conferindo ao material uma
maior flexibilidade. Uma escolha inadequada poderá comprometer as propriedades
do produto final (normalmente um plastificante incompatível com o polímero tende a
migrar para a superfície do material, sendo lentamente extraído). Como orientação,
é aconselhável a escolha de plastificantes com polaridade similar a do polímero
utilizado na composição (GARBIM, 2010).
1.7.1.8 Aditivos Antioxidantes
Aditivos antioxidantes são produtos orgânicos, que quando presentes em um
sistema inibem ou retardam o processo oxidativo, protegendo e impedindo sua
degradação pela ação de agentes como oxigênio, ozônio, calor e luz, mantendo as
características originais do produto por longo tempo (RABELLO, 2000).
Adesivos hot melt PSA sofrem ação de calor em seu processo de fabricação
e aplicação, e podem se degradar, perdendo propriedades mecânicas como adesão,
coesão, tack e até alterações na viscosidade. Desta forma, é muito importante a
utilização de um antioxidante nas formulações, a fim de se evitar esta degradação.
Os antioxidantes podem ser classificados como primários ou secundários.
Os primários atuam como doadores de hidrogênio para as terminações de cadeia
que podem ter radicais livres, estes pertencem a classe dos fenóis e aminas; já os
secundários são constituídos por peróxidos e hidroperóxidos com enxofre e fósforo.
Os primários têm a função de proteger o produto durante o seu processamento e os
secundários têm a função de protegê-lo durante o seu armazenamento (SATAS,
1989).

33
1.8 CONCEITOS DE REOLOGIA
Reologia é a ciência que estuda o comportamento de fluidez, ou seja, a
deformação de um material submetido à aplicação de uma tensão. A matéria pode
estar no estado líquido, sólido ou gasoso. Existem três tipos ideais de materiais
poliméricos: materiais viscosos, os quais durante a deformação dissipam todo o
trabalho externo aplicado; materiais elásticos, os quais armazenam todo o trabalho
aplicado e os materiais viscoelásticos, os quais dissipam e armazenam todo o
trabalho externo aplicado. (BRETAS, D’AVILA, 2005).
Os componentes dos fluidos também podem apresentar diferentes formas
geométricas, ligações e tamanhos que lhe conferem comportamentos distintos. Isso
faz com que alguns produtos possuam uma única viscosidade a uma dada
temperatura independentemente da força de cisalhamento que é a quantidade de
tensão aplicada em uma determinada área de fluido, e são denominados de fluidos
Newtonianos, enquanto que a maioria dos fluidos apresenta comportamento
reológico mais complexo, e bastante variados, dependentes do tempo ou viscoelásticos
(BRASEQ, 2010).
1.8.1 Comportamento dos fluidos
1.8.1.1 Fluidos Newtonianos
Materiais classificados como Newtonianos são aqueles em que a
viscosidade é igual, independente da taxa de cisalhamento, sendo medida em uma
determinada temperatura. É possível para um mesmo material ter ambos
comportamentos, Newtonianos e não-Newtonianos, sendo este medido em uma
larga faixa de taxa de cisalhamento (BRASEQ, 2010).

34
1.8.1.2 Fluidos Não-Newtonianos
Todos os outros fluidos que não exibem o comportamento de fluxo “ideal”
são chamados de líquidos não-Newtonianos. Em quantidade eles excedem muito
aos líquidos ideais (SCHRAMM, 2006). Os materiais não-Newtonianos podem ser
classificados em dependentes do tempo e independentes do tempo.
1.8.1.2.1 Fluidos não-Newtonianos dependentes do tempo
Alguns fluidos apresentam mudança na viscosidade em função do tempo
sob condições constantes de cisalhamento. Estes podem ser divididos em duas
categorias (BRASEQ, 2010).
1.8.1.2.1.1 Reopexia
A reopexia caracteriza os fluidos que aumentam a viscosidade com o tempo
a um cisalhamento constante conforme demonstrado na figura 13 (BRASEQ, 2010).
Figura 13: Caracterização de Reopexia
Fonte: BRASEQ, 2010.

35
1.8.1.2.1.2 Tixotropia
Os fluidos tixotrópicos decrescem a viscosidade com o tempo enquanto são
submetidos a um constante cisalhamento, conforme representado na figura 14
(BRASEQ, 2010).
Figura 14: Comportamento Tixotrópico
Fonte: BRASEQ, 2010.
1.8.1.2.2 Fluidos não-Newtonianos independentes do tempo
Fluidos não-Newtonianos independentes do tempo não apresentam variação
na viscosidade em função do tempo, mas sim em função das condições de
cisalhamento (BRASEQ, 2010).
1.8.1.2.2.1 Pseudoplásticos
Em fluidos pseudoplásticos a viscosidade decresce com o aumento da taxa
de cisalhamento, porém, ao se retornar a taxa inicial de cisalhamento, a viscosidade
mantém-se a mesma. A figura 15 representa o comportamento pseudoplástico
(BRASEQ, 2010).

36
Figura 15: Comportamento pseudoplástico
Fonte: BRASEQ, 2010.
1.8.1.2.2.2 Dilatantes
Neste tipo de fluido a viscosidade aumenta com o aumento da taxa de
cisalhamento. Este tipo de comportamento é mais raro que o pseudoplástico e
observado em fluidos com altos níveis de defloculantes como argilas, lama e amido
de milho em água. A figura 16 caracteriza o comportamento dilatante de um material
(BRASEQ, 2010).
Figura 16: Comportamento dilatante
Fonte: BRASEQ, 2010.
1.8.1.2.2.3 Plásticos
Este tipo de fluido comporta-se como sólido em condições estáticas ou de
repouso e após aplicação de uma certa força ele começa a fluir. Esta força aplicada

37
chama-se tensão de deformação. Após começar a fluir, o comportamento pode ser
Newtoniano, pseudoplástico ou dilatante. O comportamento plástico é demonstrado
na figura 17 (BRASEQ, 2010).
Figura 17: Comportamento plástico
Fonte: BRASEQ, 2010.
1.8.2 Comportamento elástico de fluidos viscoelásticos
Alguns materiais podem apresentar tanto comportamento de sólido como de
líquido, dependendo de suas características relacionadas ao fator tempo natural de
relaxação e o tempo relacionado à duração do experimento. Viscosidade e
elasticidade são, portanto, duas possibilidades de resposta dos materiais à tensão a
que são submetidos. Em alguns casos o comportamento elástico é fator
determinante, pois dificulta altas taxas de produção, já em outros casos, a alta
viscosidade contínua a cisalhamento zero é o fator mais importante (SCHRAMM,
2006).
Muitas pesquisas em polímeros utilizam os resultados de testes reológicos
para deduzir a estrutura molecular específica de polímeros fundidos em diferentes
condições. Esse conhecimento permite que sejam feitas modificações na sua
estrutura a fim de adequá-los às exigências de uso (SCHRAMM, 2006).

38
1.8.3 Comportamento viscoelástico de fluidos
Alguns polímeros possuem moléculas de cadeias muito longas. Estas
moléculas apresentam-se num estado de energia (entropia) mínima. Uma
deformação alonga a molécula na direção da força aplicada. Quando a força de
deformação é removida, a molécula tenta relaxar, ou seja, voltar a sua forma inicial
(SCHRAMM, 2006).
Para as blendas poliméricas, assim como para os adesivos hot melt PSA,
que são misturas de compostos com características físicas e químicas diferentes, as
quais nunca são misturas homogêneas, elas apresentam elementos do polímero de
maior massa molar dispersos em uma fase contínua formada pelos componentes
menos viscosos. Portanto, a homogeneidade de uma mistura ou blenda polimérica
afeta as características do produto final, além de influenciar na qualidade e na
processabilidade (SCHRAMM, 2006).
Através de medições de viscosidade e elasticidade sob determinadas
temperaturas, taxas e tempos de cisalhamento, semelhantes aos do processo de
produção, é possível caracterizar por meio de reologia a homogeneidade do material
e aperfeiçoar as condições de processamento. Além disso, através de uma curva de
viscosidade em função da temperatura, é possível obter-se informações que
subsidiam a previsão do comportamento do material em diferentes temperaturas de
trabalho (SCHRAMM, 2006).
1.8.4 Comportamento viscoelástico de fluidos em função da temperatura
As funções viscoelásticas para alguns fluidos, inclusive para adesivos hot
melt PSA, podem ser relacionadas diretamente com a estrutura molecular e o seu
comportamento pode ser caracterizado em função da temperatura. Um aumento na
temperatura acelera o movimento molecular e as cadeias poliméricas deslizam mais
facilmente umas sobre as outras, favorecendo o escoamento, mas diminuindo sua
capacidade elástica. Já em temperaturas mais baixas, este deslizamento é mais
difícil e as cadeias tendem a permanecer enoveladas, o que dificulta o escoamento e
favorece a resposta elástica. Quedas bruscas na viscosidade em função de um

39
pequeno aumento na temperatura (em torno de 10°C) representam a máxima
temperatura de utilização de um adesivo devido ao fato do adesivo ter suas
propriedades mecânicas reduzidas a partir desta temperatura (PETRIE, 2005).
1.9 ANÁLISES UTILIZADAS PARA CARACTERIZAÇÃO DE ADESIVOS HOT MELT
PSA
Em adesivos hot melt PSA são realizadas análises de viscosidade, ponto de
amolecimento, Rolling Ball, Prob Tack, Holding Power, Saft Tack e colagem. Estes
testes visam caracterizar os adesivos e verificar qual o melhor tipo de aplicação.
1.9.1 Viscosidade
É o termo comumente conhecido que descreve as propriedades de
escoamento de um fluido, ou seja, o atrito das camadas internas dentro do fluido que
impõe resistência a fluir (BRASEQ, 2010). Também pode ser definida como a força
de atração intermolecular existente em um líquido. É a força com a qual as
moléculas de um líquido se atraem mutuamente. Em outras palavras, pode-se
afirmar que viscosidade é a resistência que um determinado fluido oferece ao
escoamento. Em hot melt PSA, a viscosidade é medida a quente em um sistema de
viscosímetro e forno com temperatura controlada, cuja unidade de medida é cP
(centipoise), equivalente a mPa.s (milipascais vezes segundos) e está baseada na
norma ABNT NBR 9393.
1.9.2 Ponto de amolecimento
Uma determinada quantidade de adesivo é inserida em um anel e sobre o
qual se coloca uma esfera de aço inox. Este conjunto de bola e anel é aquecido em
um banho de glicerina (5°C/min) até que a bola atravesse a camada de adesivo e

40
caia na glicerina. Neste momento é lida a temperatura. Esta faixa de temperatura
lida é a faixa ou ponto de amolecimento para o adesivo hot melt.
O ponto de amolecimento é uma característica avaliada somente em
adesivos termofusíveis, pois a partir da temperatura que os mesmos fundem, eles
possibilitam sua aplicação no processo. O ponto de amolecimento pode ser definido
como a temperatura onde se inicia o amolecimento de determinado adesivo e está
baseado na norma ABNT NBR 9424. A figura 18 representa um equipamento de
Bola e Anel.
Figura 18: Equipamento de Bola e Anel
Fonte: ABNT NBR 9424
1.9.3 Rolling Ball
Este teste á baseado na norma ASTM D-3121-73 e tem como objetivo medir
o tack de um adesivo com tack permanente. Para realização deste teste utiliza-se
um filme do adesivo feito em papel siliconado que dever ser colocado em uma
superfície plana apropriada, com o lado adesivado para cima. Coloca-se uma rampa
inclinada padronizada para este teste em uma das pontas do filme e solta-se uma
esfera de aço da parte superior da rampa que vai de encontro ao filme. A esfera de
aço vai parar de acordo com a agressividade do tack, ou seja, quanto mais perto da
rampa a esfera parar, e menor o valor encontrado (distância medida em

41
centímetros), mais tack terá o adesivo. As figura 19, 20 e 21 representam o teste de
Rolling Ball.
Figura 19: Teste de Rolling Ball
Fonte: Elaborado pela autora.
Figura 20: Rampa para teste de Rolling Ball
Fonte: Elaborado pela autora.
Figura 21: Esferas para teste de Rolling Ball
Fonte: Elaborado pela autora.
1.9.4 Prob Tack adaptado para dinamômetro
Este teste também possui o objetivo de mensurar o tack de adesivos PSA,
porém, isso é verificado através da pressão de um pino metálico sobre um filme de
adesivo. Este pino é pressionado sobre o filme de adesivo e, ao ser aderido sobre
este, sua direção é invertida e ele é forçado a se descolar. Este teste é realizado em

42
um equipamento de Probe Tack adaptado para dinamômetro com suporte inferior e
pino superior. Também são utilizadas placas de metal nas dimensões 6 cm de
diâmetro e 0,5 cm de altura. O dinamômetro utilizado tem capacidade de 20 kN. As
células de carga para dinamômetro possuem capacidade de 100 N, 5000 N ou
10000 N, conforme solicitação do ensaio.
Um computador com software específico está ligado ao dinamômetro para
efetuar as leituras de valores obtidos. Para realizar este ensaio, devem-se medir 10g
de amostra de adesivo que deve ser colocado sobre a placa de metal específica que
será encaixada no equipamento de Probe Tack. O adesivo sobre a placa deve ser
colocado dentro de um recipiente de metal e este conjunto é colocado sobre uma
chapa de aquecimento, na temperatura de aplicação usual do adesivo. A fusão
ocorre, em média, após 10 minutos. Em seguida, deve-se aguardar o resfriamento
do adesivo e já pode-se encaixar a chapa de metal no suporte inferior do
equipamento para que se inicie o ensaio.
A força aplicada sobre o adesivo será de 10 N e a força necessária para
separar o adesivo do pino será fornecida em Newtons (N). Este equipamento atende
os padrões da norma ASTM D2979. As figuras 22, 23, 24, 25, 26 e 27 representam
a preparação da amostra para o teste de Probe Tack.
Figura 22: Placa de metal contendo 10g de adesivo
Fonte: Elaborado pela autora.

43
Figura 23: Placa de adesivo dentro do recipiente de metal. Conjunto colocado na chapa
aquecedora para a fusão do adesivo
Fonte: Elaborado pela autora.
Figura 24: Adesivo já fundido e solidificado sobre a placa de metal
Fonte: Elaborado pela autora.
Figura 25: Placa de metal encaixada sobre o suporte inferior
Fonte: Elaborado pela autora.

44
Figura 26: Pino superior sendo pressionado com uma força de 10N sobre o adesivo
Fonte: Elaborado pela autora.
Figura 27: Descolagem do pino sobre o adesivo, determinação da força máxima em Newton (N)
Fonte: Elaborado pela autora.

45
1.9.5 Saft Tack– Resistência do adesivo à temperatura
Este teste tem como objetivo determinar a resistência à temperatura de um
adesivo com tack permanente submetido a uma força constante e a uma taxa de
aumento de temperatura também constante.
O teste consiste em unir duas tiras de filme de BOPP (polipropileno
biorientado), de 30 mm de largura por 130 mm de comprimento com o adesivo a ser
testado. As duas tiras de BOPP estarão unidas entre si por 100 mm de cada tira, nos
quais ficarão de fora 30 mm de cada tira, uma para a parte de cima e outra para a
parte de baixo. Uma parte onde não há adesivo servirá para ser fixada no suporte da
estufa e a outra para se fixar uma massa que pode variar de 0,1 a 1,0 Kg.
As amostras devem ser colocadas dentro de uma estufa onde ocorrerá
aumento de temperatura constante. No momento em que as tiras não resistem mais
a uma determinada temperatura, a massa cai e o tempo e a temperatura serão
registrados. A seguir a figura 28 apresenta o teste Saft Tack sendo realizado.
Figura 28: Representação de teste Saft Tack em adesivos PSA
Fonte: Elaborado pela autora.
1.9.6 Holding Power – Resistência do adesivo à temperatura ambiente
Este teste está baseado na norma ASTM D-3654-82 e tem como objetivo
medir a resistência ao cisalhamento, ou seja, a coesão de uma fita adesiva com tack

46
permanente em uma determinada superfície quando aplicada uma carga estática
paralelamente à superfície.
Este teste é bastante semelhante ao Saft tack e consiste em unir duas tiras
de filme de BOPP, de 30 mm de largura por 130 mm de comprimento com o adesivo
a ser testado. As duas tiras de BOPP estarão unidas entre si por 100 mm de cada
tira, onde ficarão de fora 30 mm de cada tira, uma para a parte de cima e outra para
a parte de baixo. Uma parte onde não há adesivo servirá para ser fixada no suporte
da estufa e a outra para se fixar uma massa que pode variar de 0,1 a 1,0 Kg.
As amostras devem ser colocadas em um ambiente com temperatura e
umidade controladas (25°C +/- 1°C e 50% +/- 1% respectivamente). No momento em
que as tiras não resistem mais, elas soltam-se, a massa cai e o tempo deve ser
registrado. Abaixo a figura 29 apresenta o teste Holding Power sendo realizado.
Figura 29: Representação de teste Holding Power em adesivos PSA
Fonte: Elaborado pela autora.
1.10 UTILIZAÇÃO NO MERCADO
Atualmente os principais consumidores de adesivos PSA são as indústrias
de produtos descartáveis, higiênicos e gráficos, porém este tipo de adesivo também
é utilizado em aplicações médicas, alimentícias, automobilística, calçadista, nas
áreas de comunicação visual, vestuário, entre outras. O uso de adesivos sensíveis à
pressão está crescendo significativamente no mercado brasileiro. A própria evolução
tecnológica da indústria gráfica e o respeitável aumento no consumo de produtos
descartáveis higiênicos contribuem vigorosamente para o sucesso dos adesivos

47
PSA. Os maiores consumos de adesivos PSA no Brasil são relacionados à
tecnologia base água e base solvente, estando esta última em declínio, visando a
substituição por adesivos hot melt (SABBAG, 2010).
Mesmo estando com crescimento elevado, a utilização de adesivos PSA
está muito abaixo se comparada com níveis de consumo estabelecidos na Europa,
Ásia e Estados Unidos. A taxa de crescimento prevista para o Brasil para os PSA
está por volta de 11% chegando a US$ 130 milhões/ano, sendo que deste valor US$
30 milhões/ano é para adesivos hot melt PSA(SABBAG, 2010).
Adesivos com tack como os hot melt PSA podem comprometer ou alterar o
resultado final dos produtos onde serão aplicados se em uma linha de produção com
máquinas e equipamentos bastante rápidos, determinado adesivo for mal aplicado.
Para evitar que tais falhas ocorram, testes como Probe tack, Saft Tack, Holding
Power, viscosidade e ponto de amolecimento são realizados pelos próprios
fabricantes para não comprometer o resultado final. Adesivos com viscosidades
mais baixas, como por exemplo os utilizados para rotulagem de garrafas PET, são
aplicados por Spray, já adesivos com viscosidades mais elevadas, são geralmente
aplicados por bico ou rolete. Esses parâmetros direcionam o desenvolvimento de
uma nova formulação ou a indicação de um adesivo PSA para determinada
aplicação. Isso determinará o sucesso do produto adesivado, independente do tipo
de substrato e das condições a que estarão submetidos (SABBAG, 2010).
Para a indicação de um adesivo, alguns fatores como a quantidade aplicada,
o tratamento e qualidade do substrato, as condições de secagem do adesivo,
umidade e temperatura, condições e modo de aplicação do adesivo, entre outros
devem ser observados de acordo com a necessidade da indústria, bem como para
qual finalidade o adesivo será aplicado e o equipamento de aplicação ideal
(SABBAG, 2010).
Algumas características físico-químicas, tack e temperatura de aplicação
também não podem ser esquecidas. A viscosidade, por exemplo, afeta a quantidade
de adesivo aplicada e na adesão final do produto. Se houver excesso de tack,
haverá o comprometimento dos insumos que compõem o substrato. Outro fator é a
temperatura que, em alguns casos, pode afetar o material em que está sendo
aplicado (SABBAG, 2010).
A indústria brasileira de embalagens é um segmento que cresce
vigorosamente. E quando este setor cresce, a necessidade de utilização de adesivos

48
também aumenta. Buscando inovações de materiais, criatividade e sofisticação, a
indústria de embalagens encara a competitividade de seu mercado passando a
utilizar adesivos PSA, que estão em constante desenvolvimento tecnológico, mesmo
que alguns tipos de embalagens não necessitem diretamente deste tipo de adesivo
(SABBAG, 2010).

49
2 METODOLOGIA
2.1 OBJETIVO
O objetivo deste trabalho foi estudar e desenvolver formulações de adesivos
hot melt PSA, através de variações dos óleos plastificantes e elastômeros, avaliando
desta forma, as propriedades mecânicas e reológicas (viscosidade), comparando-os
com uma formulação utilizada comercialmente, buscando relacionar os resultados
obtidos com o referencial teórico.
2.2 MATERIAIS
2.2.1 Matérias - primas utilizadas para as formulações
Borracha termoplástica SIS radial;
Borracha termoplástica SIS linear;
Borracha termoplástica SBS linear;
Óleo plastificante parafínico;
Óleo plastificante naftênico;
Resina derivada de breu;
Antioxidante fenólico.
2.2.2 Materiais utilizados para realização dos testes e análises
Estufa com controle de temperatura;
Massas de 0,1 Kg para testes de Holding Power e Saft Tack;
Suporte para teste Holding Power e Saft Tack;
Fitas de BOPP para teste de Holding Power e Saft Tack;

50
altura;
Rampa inclinada para teste de Rolling Ball;
Esferas de aço para teste de Rolling Ball;
Papel siliconado;
Viscosímetro Brookfield;
Forno com controlador de temperatura;
Equipamento de Bola e Anel;
Dinamômetro DL 2000 Emic (NS482, NO 8150, capacidade 20 kN);
Placas de metal com dimensões de 6 cm de diâmetro e 0,5 cm de
Recipiente de metal para fusão do adesivo;
Chapa aquecedora;
Balança semi-analítica;
Panelas com aquecimento;
Controlador de temperatura;
Agitador mecânico;
Caixa siliconada;
Soprador térmico;
Garrafas PET para teste de colagem.
2.3 EXPERIMENTAL
Para realização dos experimentos, foram elaboradas dez amostras. A
produção das mesmas foi dividida em duas etapas. Primeiramente, optou-se pela
produção de uma amostra que será denominada Padrão, com desempenho
mecânico já conhecido e propriedades de colagem consideradas aceitáveis no
mercado de rotulagem de garrafas PET. Sua formulação é composta por borrachas
do tipo SIS Radial, óleo parafínico, resina derivada de breu e antioxidante.
Juntamente com a amostra padrão, foram produzidas mais três amostras
com variação do óleo plastificante. Dois óleos plastificantes do tipo naftênico que
serão denominados A e B foram selecionados em função das suas viscosidades,
140 e 600 cP, respectivamente, e por serem compatíveis com a grande maioria dos

51
elastômeros. Para cada amostra, foi dividido o percentual da quantidade total do
óleo plastificante (Amostra 1: 50% de cada óleo naftênico; Amostra 2: 25% do óleo
naftênico A e 75% do óleo naftênico B; Amostra 3: 25% do óleo naftênico B e 75%
do óleo naftênico A). Estas amostras foram comparadas com a mostra Padrão,
produzida com óleo parafínico (Tabela 1). Inicialmente tinha-se a ideia de formular
também amostras com óleo plastificante aromático para fins comparativos, porém,
devido à sua cor escura e alta viscosidade (em torno de 1.000 cP), verificou-se que
não seria viável a sua elaboração, já que óleos plastificantes são também utilizados
para baixar a viscosidade dos adesivos e neste caso seria obtido um efeito contrário.
A partir dos resultados obtidos com estas amostras, seguiu-se para a
segunda etapa, na qual foram desenvolvidas outras seis formulações. Nesta fase, os
óleos plastificantes (naftênico e parafínico) e suas quantidades continuaram sendo
variadas, mantendo-se os mesmos percentuais das amostras produzidas na fase
anterior, e passou-se a variar também o tipo de elastômero. Os elastômeros
utilizados foram: borracha termoplástica SIS Linear, borracha termoplástica SIS
Radial e borracha termoplástica SBS Linear; para completar as formulações foram
utilizados o mesmo tipo de resina derivada de breu e o mesmo antioxidante das
amostras da primeira etapa (Tabela 2).
Borrachas do tipo SIS Linear foram selecionadas devido a sua maior
facilidade de serem processadas, se comparadas às borrachas SIS Radiais que
devido a sua cadeia polimérica, oferecem uma dificuldade de cisalhamento. Isso
reduz o tempo em máquina para um adesivo ser produzido e acaba reduzindo o
custo final do produto. Já as borrachas termoplásticas do tipo SBS Linear foram
escolhidas pelo seu baixo custo. As formulações foram calculadas em quantidades
percentuais de cada componente somando um total de 100%.
Tabela 1: Primeira etapa dos experimentos somente com variação dos óleos
plastificantes
Total (100%) Padrão Amostra 1 Amostra 2 Amostra 3
Borracha SIS Radial 12,00 12,00 12,00 12,00
Óleo Parafínico 25,90 - - -
Óleo Naftênico A - 12,95 6,47 19,43
Óleo Naftênico B - 12,95 19,43 6,47
Resina 61,90 61,90 61,90 61,90
Antioxidante 0,20 0,20 0,20 0,20
Fonte: Elaborado pela autora.

52
Tabela 2: Segunda etapa dos experimentos com variação dos óleos plastificantes e
das borrachas termoplásticas
Total (100%) Amostra 4 Amostra 5 Amostra 6 Amostra 7 Amostra 8 Amostra 9
Borracha SIS Linear 12,00 12,00 - - - 12,00
Borracha SBS Linear - - 12,00 12,00 12,00 -
Óleo Parafínico - - 25,90 25,90
Óleo Naftênico A 6,47 19,43 6,47 19,43 - -
Óleo Naftênico B 19,43 6,47 19,43 6,47 - -
Resina 61,90 61,90 61,90 61,90 61,90 61,90
Antioxidante 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20
Fonte: Elaborado pela autora.
2.3.1 Preparação das amostras e ensaios
Para a elaboração das amostras, foram medidas as massas dos
componentes de cada formulação em balança semi-analítica. Estes foram colocados
em recipiente metálico sob aquecimento e agitação controlados. Todas as amostras
foram feitas em condições semelhantes e, após estarem prontas, foram colocadas
em caixas siliconadas para facilitar o resfriamento e manuseio das mesmas.
Para cada amostra foram realizados os ensaios de Viscosidade, Ponto de
Amolecimento, Rolling Ball, Saft Tack, Holding Power e colagem. Juntamente com a
análise de viscosidade também foram realizadas as curvas de viscosidade, para
observação do comportamento reológico dos adesivos. Os ensaios de viscosidade e
ponto de amolecimento foram realizados apenas com uma amostra de cada
formulação; já os ensaios de Rolling Ball, Saft Tack, Holding Power e colagem foram
feitos sempre em triplicata

53
3 RESULTADOS E DISCUSSÕES
As tabelas a seguir mostram os resultados dos testes realizados com as
referidas formulações.
Para facilitar a compreensão dos resultados, é importante ressaltar que os
testes de Rolling Ball e Probe Tack estão relacionados com a parte adesiva (tack) do
material. O teste Holding Power está associado com a parte coesiva do adesivo e o
teste de Saft tack relaciona-se com a resistência à temperatura do adesivo.
3.1 ANÁLISE DE VISCOSIDADE
As análises de viscosidade foram realizadas em seis temperaturas diferentes
em condições iguais para todas as amostras para obtenção das curvas de
viscosidade.
Tabela 3: Resultados das análises de viscosidade das amostras confeccionadas nas
duas etapas de produção.
Viscosidades (cP)
T (°C) A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 P
130 962,5 1050,0 907,5 902,5 1122,0 9540,0 7320,0 7430,0 3250,0 837,5
140 675,0 720,0 652,5 637,5 690,0 6760,0 5100,0 5190,0 2230,0 600,0
150 485,0 505,0 447,5 447,5 480,0 4570,0 3690,0 3370,0 1730,0 402,5
160 357,5 370,0 335,0 315,0 317,5 3250,0 2710,0 2510,0 1170,0 290,0
170 260,0 270,0 250,0 235,0 252,5 2440,0 1990,0 1940,0 890,0 205,0
180 195,0 205,0 187,5 177,5 195,0 1680,0 1550,0 1350,0 670,0 177,5
Fonte: Elaborado pela autora.
De um modo geral, todas as amostras apresentaram resultados coerentes
com suas formulações. A amostra A1, composta por borracha SIS Radial e os dois
óleos naftênicos (50% de cada óleo), apresentou viscosidade intermediária, se
comparada à amostra A2 formulada com 25% do óleo naftênico A e 75% do óleo
naftênico B e com a amostra A3 composta de 25% do óleo naftênico B e 75% do
óleo naftênico A.
A amostra padrão apresentou a menor viscosidade em quase todas as
temperaturas. A 150°C, que é sua temperatura de aplicação, a viscosidade ficou em
402,5 cPs. As amostras A6, A7 e A8 formuladas com borracha SBS Linear,

54
independentes do óleo utilizado apresentaram as viscosidades mais altas, o que
pode dificultar o processamento devido a viscosidades mais elevadas não serem
adequadas para este tipo de aplicação. Estes resultados também condizem com
suas formulações, pois borrachas do tipo SBS possuem a viscosidade mais elevada
do que as do tipo SIS (KRATON, 2004). As viscosidades das amostras A4 e A5
ficaram bastante semelhantes em todas as temperaturas. Somente a amostra A9
apresentou viscosidade bastante diferente de todas as outras, mais alta que a
amostra Padrão e mais baixa que as amostras produzidas com borracha SBS
Linear.
3.2 CURVAS DE VISCOSIDADE
A figura a seguir representa as curvas de viscosidade das amostras feitas
nas duas etapas do desenvolvimento. Todas as amostras apresentaram
comportamento semelhante, com diminuição da viscosidade em função do aumento
de temperatura e em nenhuma delas ocorreu uma queda brusca da viscosidade, o
que evidencia que sua utilização é viável até 180°C. Em temperaturas abaixo de
130°C, as viscosidades tendem a aumentar consideravelmente, o que dificulta a
aplicação do adesivo para este tipo de utilização. A aplicação de adesivos para
rotulagem de garrafas PET é feita por aplicadores do tipo Spray, o que exige uma
viscosidade mais baixa, de aproximadamente 500 cP para facilitar o escoamento do
adesivo e diminuir a quantidade de produto aplicado sobre o substrato. Adesivos
com viscosidades mais elevadas, como no caso das amostras A6, A7 e A8, tendem
a ter este escoamento dificultado, o que impede a passagem pelo aplicador Spray.
Nestes casos, um aplicador de bico ou rolete é o mais indicado.

55
a) b)
c) d)
e) f)
g) h)
i) j)
Figura 30: Caracterização das curvas de viscosidade das amostras A1 (a), A2 (b), A3(c), A4 (d),
A5 (e), A6 (f), A7 (g), A8 (h), 9 (i) e Padrão (j).
Fonte: Elaborado pela autora.

56
3.3 ANÁLISE DE PONTO DE AMOLECIMENTO
A tabela 4 apresenta os resultados das análises de pontos de amolecimento.
Tabela 4: Resultados do teste de ponto de amolecimento.
A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 P
Ponto de Amolecimento (°C) 66,7 65,6 67,1 59,7 60,3 64,4 65,2 63,0 66,5 75,8
Fonte: Elaborado pela autora.
Em geral, todas as amostras apresentaram pontos de amolecimento
bastante parecidos, diferenciando-se apenas da amostra Padrão. As amostras que
mais se distanciaram da amostra Padrão foram as amostras A4 e A5 que ficaram
com seus pontos de amolecimento em 59,7 e 60,3°C respectivamente. Estas duas
amostras foram produzidas com borracha SIS Linear juntamente com os dois tipos
de óleos naftênicos A e B, o que pode explicar o baixo ponto de amolecimento. A
amostra padrão foi produzida com borracha SIS Radial e com óleo parafínico.
3.4 ANÁLISE DE ROLLING BALL
Abaixo a tabela 5 demonstra os resultados encontrados nos testes de
Rolling Ball. Todos os testes foram realizados sob mesmas condições, em
temperatura ambiente em torno de 25°C +/- 1°C e umidade relativa do ar em torno
de 50% +/- 1%. A temperatura da chapa em que foi feito o filme do adesivo para
realização deste teste foi de 160°C.
Tabela 5: Resultados de teste de Rolling Ball.
A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 P
Rolling Ball (cm) > 30 > 30 > 30 > 30 17 13 13 1 3,5 13
Fonte: Elaborado pela autora.
As amostras A1, A2, A3 e A4 apresentaram valores de Rolling Ball acima de
30 cm. Resultados acima de 15 cm indicam que o adesivo apresenta um baixo tack
(GARY, 2010). As amostras A6, A7 e Padrão apresentaram resultados que indicam
que o adesivo possui um bom tack, todas ficaram em 13 cm. A amostra A5 pode ser
considerada com um médio tack, pois seu resultado ficou pouco acima de 15 cm. As
amostras A8 e A9 obtiveram resultados que indicam um tack excelente, 1 e 3,5 cm
respectivamente.

57
3.5 PROBE TACK
O teste de Probe Tack foi realizado em sala com temperatura controlada de
25°C +/- 1°C. Neste teste os resultados são obtidos em Newtons (N) e quanto maior
o valor, maior a força necessária para soltar o adesivo do pino metálico, portanto,
maior o tack do adesivo. A tabela 6 apresenta os valores encontrados no teste de
Probe Tack.
Tabela 6: Resultados do teste de Probe Tack.
Probe Tack A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 P
N 44,73 52,19 35,61 64,7 47,49 126,65 82,93 50,2 23,17 46,65
Fonte: Elaborado pela autora.
Para as amostras Padrão, A1, A2, A3, A4, A5 e A8 foi necessária uma força
semelhante para soltar o adesivo do pino metálico. A amostra A7 necessitou de uma
força levemente maior que as amostras citadas anteriormente. Já as amostras A6 e
A9 representam os extremos de força utilizada, onde foram necessários 126,65 e
23,17 N respectivamente, para fazer a descolagem do adesivo do pino metálico.
Com base nestes resultados, verificou-se que todas as amostras produzidas
com o elastômero SIS Radial ou o elastômero SIS Linear, com exceção da amostra
formulada com SIS Linear e óleo parafínico, apresentaram valores de tack
semelhantes e considerados bons, em torno de 50 N (GARY, 2010). Já as amostras
produzidas com a borracha SBS Linear juntamente com os óleos naftênicos,
apresentaram um excelente tack. De acordo com a literatura, elastômeros do tipo
SBS oferecem ao adesivo uma excelente força coesiva e elastômeros do tipo SIS
oferecem tack (KRATON, 2004). Borrachas SBS associam-se melhor a óleos
naftênicos, se comparados aos óleos parafínicos, e por isso apresentam um melhor
tack, como o demonstrado (GARBIM, 2010).
Comparando os resultados do teste de Probe Tack com o teste de Rolling
Ball, verificou-se que algumas amostras apresentam resultados que estão em
contradição, já que os dois testes estão relacionados com o tack que o adesivo
apresenta. O teste de Rolling Ball, que apesar de ser amplamente utilizado na
indústria de adesivos, principalmente por seu baixo custo e simplicidade, é bastante
empírico e não oferece resultados precisos em sua avaliação (SILVA, 2010),
portanto somente os resultados do teste de Probe Tack serão considerados para fins
de discussão e comparação.

58
3.6 SAFT TACK – RESISTÊNCIA DO ADESIVO À TEMPERATURA
Através da realização do teste de Saft Tack verificou-se que todas as
amostras, com exceção da amostra Padrão, resistiram apenas 5 minutos à
temperatura de 50°C. A amostra Padrão resistiu cerca de 30 minutos em
temperatura de 70°C. O teste de Saft Tack está diretamente relacionado com o teste
de Ponto de Amolecimento, no qual todas as amostras, com exceção da amostra
padrão, apresentaram valores em torno de 60°C. O teste de Saft Tack teve seu
início em temperatura de 50°C, que é relativamente próxima a 60°C. Considerando
que as amostras são submetidas a uma massa constante de 0,1 kg, pode-se
verificar que este resultado é totalmente coerente com os resultados de Ponto de
Amolecimento. Abaixo a tabela 7 apresenta os resultados do teste de Saft Tack.
Tabela 7: Resultados de teste de Saft Tack.
Saft Tack A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9
50°C 5 min 5 min 5 min 5 min 5 min 5 min 5 min 5 min 5 min
Amostra Padrão resistiu aproximadamente 30 min em temperatura de 70°C
Fonte: Elaborado pela autora.
3.7 HOLDING POWER – RESISTÊNCIA DO ADESIVO À TEMPERATURA
AMBIENTE
O teste de Holding Power foi realizado à temperatura de 25°C +/- 1°C e
umidade relativa do ar de 50% +/- 1%. A tabela 8 demonstra os resultados obtidos
no teste de Holding Power.
Tabela 8: Resultados de teste de Holding Power.
Holding Power A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 P
25°C 8h 8h 8h >72 h >72 h >72 h >72 h >72 h >72 h 12 h
Fonte: Elaborado pela autora.
A amostra padrão resistiu aproximadamente 12 horas e as amostras A1, A2
e A3 resistiram durante 8 horas, o que podem ser considerados bons resultados, ou
seja, apresentaram coesão moderada. O restante das amostras resistiu durante 72
horas, indicando que as mesmas possuem uma excelente coesão.

59
3.8 COLAGEM
Foram realizados testes de colagem com tiras de rótulo de BOPP em
garrafas PET submetidos a temperaturas de -10°C. Foi observado que na amostra
Padrão houve uma perda significativa de tack, porém sua resistência à colagem se
manteve boa. As amostras A1, A2, A3, A4, A5, A6 e A7 não tiveram perda de tack e
apresentaram uma boa colagem. A amostra A8 apresentou uma excelente colagem,
melhor que todas as amostras, inclusive a formulação padrão e não teve perda de
tack. Já a amostra A9 também não perdeu tack e ofereceu uma ótima colagem,
porém sua colagem foi inferior à amostra A8, mas melhor que todas as outras. As
amostras A8 e A9 apresentaram uma resistência maior na descolagem do rótulo da
garrafa PET.

60
CONCLUSÕES
Através do desenvolvimento das formulações de adesivos hot melt PSA com
variações dos óleos plastificantes e elastômeros, foi possível avaliar as propriedades
mecânicas e comportamento reológico relacionado à viscosidade.
Com base nos resultados obtidos, verificou-se que o uso da borracha SIS
Linear em substituição à borracha SIS Radial, utilizando o óleo parafínico, conferiu
ao adesivo uma diminuição significativa no tack, um aumento na coesão e um
aumento na viscosidade, o que dificulta a aplicação por spray.
Utilizando a borracha SIS Radial e variando-se as intensidades de óleos
naftênicos, observou-se que para quantidades iguais dos óleos A e B, as
características de tack e coesão se mantiveram semelhantes ao padrão, somente a
viscosidade apresentou um leve aumento. Utilizando o óleo A (óleo de menor
viscosidade) em maior quantidade, verificou-se que o adesivo apresentou uma leve
redução no tack e na viscosidade, porém a coesão se manteve boa; já utilizando o
óleo B (óleo de maior viscosidade) em maior quantidade, houve um pequeno
aumento no tack e na viscosidade, mantendo também uma boa coesão.
As amostras produzidas com borracha SIS Linear apresentaram um bom
tack e uma excelente coesão, demonstrando uma melhor associação entre a parte
polimérica e a parte plástica do óleo, independente das quantidades dos óleos de
menor ou maior viscosidades. Ambas também apresentaram viscosidade bastante
semelhante à viscosidade da amostra padrão.
O uso de borracha SBS Linear, juntamente com os óleos naftênicos, conferiu
ao adesivo um melhor tack e uma melhor coesão, apresentando um nível de
interação bastante elevado entre os componentes da formulação.
A utilização de borracha SBS Linear com óleo parafínico proporcionou ao
adesivo um aumento na coesão, tack considerado bom e um aumento na
viscosidade, quando comparado à amostra padrão. Este aumento na viscosidade
pode dificultar a aplicação por spray.
Com relação ao ponto de amolecimento das amostras, verificou-se que
somente a amostra Padrão apresentou um ponto de amolecimento mais elevado. O
restante das amostras teve ponto de amolecimento bastante parecido.

61
Em todas as formulações não foi verificado separação de fases, o que indica
que em menor ou maior intensidade, todas as amostras apresentam boa
compatibilidade e com isso é possível escolher a melhor associação de acordo com
a aplicação desejada, ou seja, para alguns tipos de colagem, é necessário um bom
tack, para outros tipos, apenas uma boa coesão, em alguns casos, há necessidade
de tack e coesão elevados. Em algumas colagens uma boa resistência à
temperatura é essencial e há também os casos em que a viscosidade deve ser
maior ou menor.
No trabalho executado, todas estas características foram encontradas nas
diversas formulações desenvolvidas, e com isso foi possível avaliar as diferentes
viscosidades, as fórmulas com maior ou menor tack e coesão e a resistência à
temperatura, visando assim, uma melhor indicação para a aplicação final.

62
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