BR112020004576B1 - Pneu para rodas de veículo, mistura padrão, e, processos para produzir um pneu para rodas de veículo, uma mistura padrão e uma carga de reforço compósita - Google Patents

Abstract

A invenção se refere a um pneu (100) para rodas de veículo compreendendo pelo menos um elemento estrutural compreendendo um material elastomérico vulcanizado obtido através da vulcanização de uma composição elastomérica vulcanizável compreendendo pelo menos um polímero elastomérico de dieno vulcanizável e pelo menos uma carga de reforço compósita, um processo para produzir um pneu (100) compreendendo a carga de reforço compósita, uma mistura padrão compreendendo a carga de reforço compósita e um processo para produção da mesma, bem como um processo para produção da carga de reforço compósita.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[1] A presente invenção se refere a novos pneus para rodas de veículos, compreendendo uma carga de reforço a partir de uma fonte compósita renovável, distinguida por boas propriedades de resistência mecânica e de rolamento, uma eficiência superior e um peso inferior.

[2] Em particular, a presente invenção se refere a um pneu para rodas de veículo compreendendo pelo menos um elemento estrutural compreendendo um material elastomérico vulcanizado obtido pela vulcanização de uma composição elastomérica vulcanizável compreendendo pelo menos um polímero elastomérico de dieno vulcanizável e pelo menos um material de reforço compósito. A presente invenção se refere adicionalmente a um processo para produção de um pneu compreendendo a carga de reforço compósita, uma mistura padrão compreendendo a carga de reforço compósita e um processo para produzir o mesmo, bem como um processo para produzir a carga de reforço compósita.

ESTADO DA TÉCNICA

[3] Na indústria de borracha, e mais especificamente na indústria de pneus, é conhecida a adição de cargas de reforço às composições elastoméricas, a fim de melhorar as propriedades mecânicas e a resistência à abrasão dos materiais elastoméricos obtidos a partir deles por vulcanização.

[4] Graças ao seu alto poder de reforço, o negro de fumo é o material de carga mais utilizado. No entanto, o negro de fumo confere aos produtos fabricados uma histerese notável, ou seja, aumenta o calor dissipado em condições dinâmicas. Nos pneus, isto traduz-se o aumento indesejado de resistência de rolamento, e em geral para um maior consumo de combustível e a produção de mais emissões de poluentes.

[5] Atualmente, a maioria dos fabricantes de veículos pede cada vez mais aos seus provedores para desenvolver pneus que tenham uma baixa resistência de rolamento para reduzir consumo de combustível.

[6] Uma melhoria nesse sentido foi alcançada pelo uso das chamadas cargas de reforço “brancas”, como gesso, talco, caulim, bentonita, dióxido de titânio e, principalmente, sílica, cargas que podem substituir parcial ou completamente o negro de fumo e materiais elastoméricos e que dão a eles menos histerese, enquanto mantém uma ação de reforço suficiente.

[7] No entanto, o uso de sílica como carga de reforço para composições elastoméricas tem várias limitações.

[8] Uma das desvantagens mais aparentes é a baixa trabalhabilidade de composições não reticuladas contendo sílica, principalmente devido à sua viscosidade excessiva.

[9] Além disso, as partículas de sílica têm uma forte tendência a coalescer e formar aglomerados quando dispersam finamente d na base polimérica elastomérica. Portanto, para obter uma boa dispersão de sílica na base polimérica elastomérica, é necessário um processamento termomecânico intenso e prolongado da composição.

[10] Além disso, as cargas de reforço à base de sílica têm valores de densidade substancialmente mais altos (cerca de 2 g/cm3) em relação à densidade média de elastômeros comuns (cerca de 1 g/cm3) e, portanto, seu uso leva a um aumento de as densidades das composições nas quais são usadas. O uso de composições elastoméricas de alta densidade leva à fabricação de pneus mais pesados e isso pode ter um impacto negativo em sua eficiência.

[11] Recentemente, para substituir parcial ou totalmente enchedores à base de sílica, tem sido proposto o uso de agentes de carga de reforço proveniente de uma fonte renovável com base em fibras de celulose, em particular, fibras de celulose nanocristalinas, igualmente superfície modificada.

[12] Por exemplo, SH Xu et al., EXPRESS Polymer Letters Vol. 6, N° 1 (2012) 14-25 descreve uma celulose nanocristalina que foi modificada com 3-aminopropil trietoxisilano (KH550). A celulose cristalina modificada foi testada como substituto parcial da sílica em compósitos de borracha natural via coagulação. Nanocompósitos de borracha natural/celulose cristalina modificada/sílica e borracha natural/celulose cristalina/sílica foram preparados.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[13] O Requerente observou que as soluções do estado da técnica que se propõem usar cargas de reforço à base de celulose nanocristalinas fibras em composições elastoméricas podem ter algumas limitações tecnológicas e funcionais.

[14] Em especial, o requerente observou que a elevada hidrofilicidade de celulose nanocristalinas fibras torna problemática a dispersão dos mesmos em uma elastomérico da matriz, mesmo usando agentes de acoplamento, tais como por exemplo silano com base nos agentes contendo enxofre acoplamento (tais como bis(3-etoxi-silil-propil)tetrasulfeto ou TESPT). Portanto, a fim de obter uma dispersão homogênea das fibras de celulose na base polimérica elastomérica, um processo termomecânico intenso e prolongado da própria composição aparece em qualquer caso necessário, o que pode degradar o desempenho do elastômero.

[15] O Requerente observou ainda que os materiais de carga com base no nanocristalino celulose fibras podem exibir um efeito de reforço, que é, como um todo, abaixe do que a de cargas de reforço baseadas em sílicas, mesmo se for sujeito a reações de funcionalização ou mesmo se assistido por agentes de acoplamento.

[16] O Requerente, portanto, estabeleceu o problema de identificar um novo tipo de cargas de reforço para composições elastoméricas capazes de reduzir e/ou superar as desvantagens acima mencionadas.

[17] Mais particularmente, a Requerente estabeleceu o problema de identificação de uma carga de reforço, que deriva a partir de matérias-primas de origem renovável, a qual é simples de fazer e usar e que é capaz de transmitir para um pneu para rodas de veículo de maior eficiência, juntamente com boa mecânica, propriedades de resistência de rolamento através da redução do peso do pneu e baixos custos de produção.

[18] De acordo com a presente invenção, a Requerente surpreendentemente descobriu que estas características desejadas podem ser conseguidas através do uso, em uma composição elastomérica vulcanizável para a produção de um elemento estrutural de um pneu para rodas de veículo, uma carga de reforço compósita que compreende um núcleo que compreende nanocristalino celulose e um revestimento pelo menos parcial compreendendo sílica, e da fabricação do dito compósito de carga de reforço, por meio de um novo processo que permite a criação de um pelo menos parcial de revestimento compreendendo sílica em torno de um núcleo compreendendo celulose nanocristalina.

[19] Portanto, a presente invenção se refere, em um primeiro aspecto, a um pneu para rodas de veículo compreendendo pelo menos um elemento estrutural compreendendo um material elastomérico vulcanizado obtido pela vulcanização de uma composição elastomérica vulcanizável compreendendo: (a) pelo menos um polímero elastomérico de dieno vulcanizável; (b) pelo menos um material de carga de reforço compósita que compreende um núcleo compreendendo celulose nanocristalina e um revestimento pelo menos parcial compreendendo sílica.

[20] O Requerente descobriu que, graças ao uso de uma carga de reforço compósita configurado desta maneira é possível para se obter um pneu que, no que se refere à técnica anterior, mostra uma serie de efeitos técnicos muito vantajosos, incluindo: - boas propriedades mecânicas e de resistência de rolamento, obtidas por meio do efeito de reforço do material de reforço compósito. Em particular, o Requerente constatou que a carga de reforço compósita de acordo com a presente invenção confere propriedades inesperadas aos materiais elastoméricos dos pneus nos quais é usada, reforçando os ditos materiais de uma maneira geral melhor em relação às cargas convencionais à base de sílica. Isso permite usar quantidades menores de carga de reforço para obter propriedades análogas às que podem ser obtidas usando cargas à base de sílica; - um peso mais baixo em relação aos pneus análogos obtidos utilizando uma carga de reforço à base de sílica. Em especial, o requerente descobriu que, graças à baixa densidade do material de carga de reforço compósita de acordo com a presente invenção em relação a sílica, a carga de reforço compósita permite a fabricação de materiais elastoméricos tendo uma densidade mais baixa e, assim, obtendo pneus mais leves, conferindo a este último uma maior eficiência; - um efeito de reforço maior da carga de reforço compósita de acordo com a presente invenção, que é maior do que o alcançado pelas cargas à base de sílica, cujo efeito de reforço permite usar quantidades mais limitadas de cargas de reforço para obter boas propriedades de resistência mecânica e de rolamento; - a compatibilidade do processo de fabricação de pneu de acordo com a presente invenção com os processos de produção de pneus da técnica anterior. O material de carga de reforço compósita de acordo com a presente invenção, de fato, mostrou-se mais fácil de dispersar em uma composição elastomérica em relação aos materiais de carga de fibras de celulose nanocristalina, de modo que sua incorporação no material elastomérico a ser reforçado possa ser vantajosamente implementada sem a necessidade de um processamento termomecânico excessivamente longo e intenso e/ou a adoção de etapas de processamento adicionais complicados; - uma maior produtividade da produção de pneus de processo graças às cinéticas de vulcanização mais elevada das composições que compreendem a carga de reforço compósita de acordo com a presente invenção no que se refere às composições que compreendem agentes de carga à base de sílica. As cinéticas de vulcanização mais elevadas, na verdade, são vantajosas para obtenção de uma alta produtividade nos processos para a fabricação de materiais elastoméricos vulcanizados, reduzindo assim os custos de produção do pneu; - a possibilidade de fabricar um pneu com boas propriedades mecânicas e de resistência de rolamento, constituído por uma carga de reforço originária de fonte renovável, que atenda ao requisito de usar matérias-primas que não comprometam os recursos naturais para as gerações futuras.

[21] Devido aos efeitos técnicos descritos acima, o pneu de acordo com a presente invenção é, por conseguinte, dotado de boas propriedades mecânicas e de resistência de rolamento, um menor peso, e maior eficiência em conjunto com baixos custos de produção.

[22] Dentro da estrutura da presente descrição e das reivindicações subsequentes, a expressão “celulose nanocristalina” é usada para indicar uma celulose altamente cristalina em forma de fibra com uma morfologia em forma de agulha com dimensões tipicamente variando de 5 a 30 nm de diâmetro e 100- 1000 nm de comprimento. A celulose nanocristalina é tipicamente obtida por meio de tratamentos de hidrólise ácida de fibras de celulose conhecidas pelos especialistas na técnica, cujos tratamentos visam remover a fração amorfa da celulose, deixando por outro lado a fração cristalina substancialmente inalterada, o que, portanto, em no final dos ditos tratamentos, está presente em maiores quantidades em relação à celulose inicial.

[23] Preferivelmente, a cristalinidade grau da celulose nanocristalinas é maior do que 40%, mais preferivelmente maior do que 50%, ainda mais preferivelmente maior do que 60%, e ainda mais preferivelmente variando de 70% a 95%.

[24] Para os fins da invenção, o grau de cristalinidade da celulose nanocristalina e do material de reforço compósito (b) pode ser medido vantajosamente por meio de difratometria de raios X usando, por exemplo, um difratômetro XPert Pro Panalytical, ajustado a uma radiação Cu Kα em 40 kV e 40 mA e calculando a cristalinidade por meio da equação onde: Cs é o grau de cristalinidade (%), I002 é a intensidade do pico de difração do plano (002), e Iam é a intensidade mínima próxima ao ângulo de difração em 18, 58 graus.

[25] Tendo em vista as características morfológicas indicadas acima da celulose nanocristalina que forma o núcleo do material de reforço de reforço de acordo com a presente invenção, este último é, portanto, um material de reforço compósito substancialmente anisotrópico.

[26] No âmbito da presente descrição e das reivindicações subsequentes, a expressão “polímero elastomérico” ou “elastômero” é usada para indicar um polímero natural ou sintético que, após a vulcanização, uma temperatura ambiente pode ser desenhada repetidamente para pelo menos o dobro seu comprimento original e que após a remoção da carga de tração retorne imediatamente e com força ao seu comprimento aproximadamente original (definição de acordo com ASTM, comitê E8, Filadélfia 1976).

[27] No âmbito da presente descrição e das reivindicações subsequentes, a expressão “polímero de dieno” é usado para indicar um polímero ou copolímero que deriva da polimerização de um ou mais monómeros diferentes, pelo menos um dos quais é um conjugado dieno (diolefina conjugada).

[28] Em um segundo aspecto da mesma, a presente invenção se refere a um processo para produção de um pneu para rodas de veículo, em que o processo compreende: - prover uma composição elastomérica vulcanizável compreendendo: (a) pelo menos um polímero elastomérico de dieno vulcanizável; (b) pelo menos uma carga de reforço compósita que compreende um núcleo que compreende celulose nanocristalina e um revestimento pelo menos parcial que compreende sílica; - prover um elemento estrutural de pneu compreendendo a composição elastomérica vulcanizável; - montar o elemento estrutural do pneu em um pneu cru; - vulcanizar o pneu cru.

[29] Graças aos dispersabilidade e de trabalhabilidade propriedades da carga de reforço compósita, o processo de produção de acordo com a invenção do pneu que incorpora o material de carga pode ser facilmente implementado em linhas de produção convencionais, contribuindo assim para manter baixos os custos de produção, tal como acima dito.

[30] Dentro da estrutura da presente descrição e das reivindicações subsequentes, o termo “verde” é usado para indicar um material, uma composição, um componente ou um pneu que ainda não está vulcanizado.

[31] Em um terceiro aspecto, a presente invenção se refere a uma mistura padrão compreendendo: (a) pelo menos um polímero elastomérico de dieno vulcanizável; (b) pelo menos uma carga de reforço compósita que compreende um núcleo que compreende celulose nanocristalina e um revestimento pelo menos parcial que compreende sílica.

[32] Graças aos dispersabilidade e de trabalhabilidade propriedades da carga de reforço compósita, o último pode ser vantajosamente usado para fazer uma mistura padrão, o que facilita o armazenamento, transporte e dosagem durante a seu uso, bem como ainda facilidade a dispersão do material de carga dentro da composição elastomérica, por conseguinte contribuindo para a improvisação de e o efeito de reforço dos mesmos.

[33] No âmbito da presente descrição e das reivindicações subsequentes, o termo “mistura padrão”, é usado para indicar um composto polimérico em que um aditivo, no presente caso, o composto de carga de reforço, é dispersado e diluiu-se com em uma matriz polimérica em ordem a ser mais facilmente doseado em sucessivas etapas de processamento.

[34] Em um quarto aspecto, a presente invenção se refere a um processo para produção de uma mistura padrão compreendendo: (a) pelo menos um polímero elastomérico de dieno vulcanizável; (b) pelo menos uma carga de reforço compósita que compreende um núcleo que compreende celulose nanocristalina e um revestimento pelo menos parcial que compreende sílica; em que o processo compreende: I. prover uma dispersão aquosa da carga de reforço compósita (b); II. adicionar, por mistura, a dispersão aquosa da etapa I. em um látex que compreende o polímero elastomérico de dieno vulcanizável (a); III. coagular o látex resultante da etapa II. de modo que se obtenha um produto coagulado que compreende a carga de reforço compósita (b); IV. purificar o produto coagulado resultante da etapa III.

[35] As propriedades de dispersabilidade e de trabalhabilidade da carga de reforço compósita permitem uma dispersão fácil e simples destes com um polímero de matriz para formar uma mistura padrão, o que facilita o armazenamento, transporte e doseamento da carga de reforço compósita si e facilita ainda mais a sua dispersão dentro da composição elastomérica há por contribuir para a improvisação de e o efeito de reforço dos mesmos.

[36] Em um quinto aspecto, a presente invenção se refere a um processo para produção de uma carga de reforço compósita, em que o processo compreende: (A) dispersar uma celulose nanocristalina em uma temperatura que está na faixa de 70 a 90° C em um meio de dispersão aquoso na presença de pelo menos um tensoativo selecionado dentre tensoativos catiônicos e tensoativos anfotéricos, de modo que se obtenha uma dispersão aquosa que compreende celulose nanocristalina; (B) . adicionar pelo menos um composto precursor de sílica à dispersão aquosa resultante da etapa (A); (C) . depor um revestimento pelo menos parcial de sílica sobre a celulose nanocristalina, através da hidrólise do composto precursor de sílica de modo que se obtenha uma carga de reforço compósita que compreende um núcleo compreendendo celulose nanocristalina e um revestimento pelo menos parcial compreendendo sílica; (D) . purificar a carga de reforço compósita resultante da etapa (C).

[37] O Requerente descobriu que, graças à adição de pelo menos uma catiônico e/ou anfotérico, é possível para prover uma dispersão aquosa que compreende a celulose nanocristalina que é particularmente estável e capaz de facilitar o depósito subsequente existe no de uma sílica revestimento de um composto precursor de sílica.

[38] Em esta forma, a celulose nanocristalina atua como “molde” para a sílica e facilita a obtenção do anisotrópica de carga de reforço compósita de acordo com a presente invenção.

[39] No âmbito da presente descrição e das reivindicações posteriores, todos as entidades numéricas que indicam quantidades, parâmetros, percentagens, e assim por diante deve, em todas as circunstâncias, ser considerado para ser precedido pelo termo “cerca de” salvo indicação em contrário. Além disso, todos os intervalos de entidades numéricas incluem todas as combinações possíveis de valores numéricos máximos e mínimos e todos os intervalos intermediários possíveis, além daqueles especificamente indicados a seguir.

[40] Dentro da estrutura da presente descrição e das reivindicações subsequentes, o termo “phr” (acrônimo de partes por cem partes de borracha) indica as partes em peso de um determinado componente do composto elastomérico por 100 partes em peso do polímero elastomérico considerado líquido de possíveis óleos de extensão plastificantes.

[41] Salvo indicação em contrário, todas as percentagens são expressas como porcentagens em peso.

[42] A presente invenção pode, em um ou mais dos aspectos acima mencionados, ter um ou mais dos recursos preferidos dados a seguir, que podem ser combinados conforme desejado, dependendo dos requisitos de aplicação.

[43] A composição elastomérica vulcanizável de acordo com a presente invenção compreende 100 phr de pelo menos um polímero elastomérico de dieno vulcanizável (a).

[44] Preferivelmente, o polímero elastomérico de dieno vulcanizável (a) que pode ser usado na presente invenção pode ser selecionado dentre aqueles comumente usados em materiais elastoméricos que podem ser reticulados com enxofre, que são particularmente adequados para a produção de pneus, ou seja, elastomérico polímeros ou copolímeros com uma cadeia insaturada tendo uma temperatura de transição vítrea (Tg) geralmente abaixo de 20 °C, preferivelmente compreendida no intervalo de 0°C a -110°C. Estes polímeros ou copolímeros pode ser de origem natural ou pode ser obtido por polimerização em solução, polimerização em emulsão ou de polimerização em fase gasosa de uma ou mais diolefinas conjugadas, possivelmente misturado com pelo menos um comonômero selecionado dentre monovinilarenos e/ou comonômero polares em uma quantidade não superior a 60% em peso.

[45] As diolefinas conjugadas geralmente contêm de 4 a 12, preferivelmente de 4 a 8 átomos de carbono e podem ser selecionadas, por exemplo, a partir do grupo que compreende: 1,3-butadieno, isopreno, 2,3- dimetil-1,3-butadieno, 1,3-pentadieno, 1,3-hexadieno, 3- butil-1,3-octadieno, 2-fenil-1,3-butadieno, ou misturas dos mesmos.

[46] 1,3-butadieno e isopreno são particularmente preferidos.

[47] Os monovinilarenos, que podem ser utilizados como comonômeros, geralmente contêm de 8 a 20, de preferência de 8 a 12 átomos de carbono e podem ser selecionados, por exemplo, de: estireno; 1- vinilnaftaleno; 2-vinilnaftaleno; vários derivados alquil, cicloalquil, aril, alquilaril ou aralquil de estireno, como, por exemplo, α-metilestireno, 3- metilestireno, 4-propilestireno, 4-ciclo-hexilestireno, 4-dodecilstireno, 2-etil- 4-benzilstireno, 4-p-tolilestireno, 4-(4-fenilbutil) estireno ou misturas dos mesmos. O estireno é particularmente preferido.

[48] Os comonômeros polares, que podem ser utilizados, podem ser selecionados, por exemplo, entre: vinilpiridina, vinilquinolina, ésteres de ácido acrílico e de alquilacrílico, nitrilos ou outras misturas dos mesmos, como, por exemplo, acrilato de metila, acrilato de etila, metila metacrilato, metacrilato de etilo, Acrilonitrila, ou misturas dos mesmos.

[49] Preferivelmente, o polímero elastomérico de dieno vulcanizável (a) que pode ser usado na presente invenção pode ser selecionado, por exemplo, entre: cis-1,4-poliisopreno (natural ou sintético, de preferência borracha natural), 3,4-poliisopreno, polibutadieno (em particular polibutadieno com alto teor de 1,4-cis), copolímeros de isopreno / isobuteno possivelmente halogenados, copolímeros de 1,3-butadieno / acrilonitrila, copolímeros de estireno / 1,3-butadieno, copolímeros de estireno / isopreno / 1,3-butadieno, copolímeros de estireno / 1,3-butadieno / acrilonitrila ou misturas dos mesmos.

[50] De acordo com uma modalidade preferida, a referida composição elastomérica vulcanizável compreende pelo menos 10% em peso, preferencialmente entre 20% em peso e 100% em peso, em relação ao peso total do referido pelo menos um polímero elastomérico dieno (a), de natural borracha.

[51] A composição elastomérica vulcanizável mencionada acima pode possivelmente compreender pelo menos um polímero elastomérico de uma ou mais monolefinas com um comonômero de olefina ou seus derivados (a’). As monolefinas podem ser selecionadas a partir de: etileno e α-olefina geralmente contendo de 3 a 12 átomos de carbono, como, por exemplo, propileno, 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 1-octeno ou misturas dos mesmos. São preferidos os seguintes: copolímeros de etileno e uma a-olefina, possivelmente com um dieno; homopolímeros de isobuteno ou copolímeros dos mesmos com pequenas quantidades de um dieno, que são possivelmente pelo menos parcialmente halogenados. O dieno possivelmente presente, geralmente contém de 4 a 20 átomos de carbono e é preferencialmente selecionado dentre: 1,3-butadieno, isopreno, 1,4-hexadieno, 1,4- ciclohexadieno, 5-etilideno-2-norborneno, 5-metileno -2-norborneno, vinilnorborneno ou misturas dos mesmos. Entre eles, são particularmente preferidos: copolímeros de etileno / propileno (EPR) ou copolímeros de etileno / propileno / dieno (EPDM); poli-isobuteno; borrachas de butilo; borrachas halobutil, em particular borrachas clorobutil ou bromobutil; ou misturas dos mesmos.

[52] Também é possível usar um polímero elastomérico de dieno vulcanizável (a) ou um polímero elastomérico (a’) funcionalizado por reação com agentes terminais ou agentes de acoplamento adequados. Em particular, os polímeros elastoméricos de dieno obtidos por polimerização aniônica na presença de um iniciador organometálico (em particular um iniciador organolítio) podem ser funcionalizados fazendo reagir os grupos organometálicos residuais derivados do iniciador com agentes terminais ou agentes de acoplamento adequados, como, por exemplo, iminas, carbodiimidas, halogenetos de alquil estanho, benzofenonas substituídas, alcoxisilanos ou ariloxisilanos.

[53] As composições vulcanizáveis elastoméricos compreende pelo menos uma carga de reforço compósita (b) que compreende um núcleo compreendendo, preferivelmente consistindo em, celulose nanocristalina e um pelo menos parcial do revestimento compreendendo, e preferivelmente consistindo em, sílica.

[54] A carga de reforço compósita (b) é, portanto, obtido por acoplamento conjunto de materiais diferentes, de modo que sinergicamente explorar as propriedades do mesmo e compreende uma parte interior, ou núcleo, que compreende celulose nanocristalina e uma parte externa, ou revestimento, que compreende sílica. O revestimento pode estar presente sobre uma parte ou vantajosamente sobre toda a superfície exterior do núcleo, no caso de uma tal formação de um invólucro em torno dele. Exemplos de compósitos com estrutura análoga na qual o revestimento cobre todo o núcleo são conhecidos como compósitos com uma estrutura núcleo - casca.

[55] Preferivelmente, a carga de reforço compósita (b) tem um núcleo - estrutura de cobertura que compreende um núcleo compreendendo celulose nanocristalina e uma concha que compreende sílica.

[56] Preferivelmente, o composto de carga de reforço (b) tem um diâmetro que varia de 10 nm a 60 nm e um comprimento que varia de 100 nm a 10 00 nm.

[57] Preferivelmente, o diâmetro e o comprimento do material de reforço de reforço compósito (b) são avaliados por meio de observação microscópica, vantajosamente por meio de um microscópio eletrônico de varredura eletrônica, preferivelmente realizado em pelo menos 100 partículas de material de reforço de reforço compósito (b).

[58] Preferivelmente, o material de reforço de reforço compósito (b) possui um grau de cristalinidade variando de 10% a 80%, mais preferivelmente variando de 25% a 80%, ainda mais preferivelmente variando de 35% a 75%, em função da razão de peso entre celulose nanocristalina e sílica.

[59] Tal como dito acima, enquanto o celulose nanocristalina tem de um modo geral alta cristalinidade grau, a sílica do revestimento do material de carga de reforço compósita é substancialmente amorfo.

[60] O grau de cristalinidade da carga de reforço compósita (b) pode ser vantajosamente medido por meio de difratometria de raios X, como indicado acima.

[61] Preferivelmente, o composto de carga de reforço (b) tem uma densidade que varia de 1 5 a 1, 9.

[62] Para os fins da invenção, a densidade do material de reforço de reforço compósito (b) pode ser vantajosamente medida a 25°C por meio de um picnômetro de hélio usando, por exemplo, o picnômetro modelo Accupyc 1330 (Micromeritics) configurando uma pressão de hélio durante a medição de 1344 hPa e depois de ter condicionado da amostra da carga de reforço composto (b) por 24 horas a 100°C.

[63] Em Desta forma, é vantajosamente possibilidade para reduzir o peso tanto da composição elastomérica que incorpora TES a carga de reforço, e do pneu final, no que se refere ao uso de cargas de reforço a base de sílica.

[64] Preferivelmente, o composto de carga de reforço (b) tem total de BET superfície área medida de acordo com a norma ISO 5794/1 variando de 20 a 400 m2/g, Preferivelmente a partir de 50 a 250 m2/g.

[65] Em uma modalidade preferida, os compostos de reforço de carga (b) compreende, no que se refere ao peso total da carga de reforço compósita (b), a partir de 20% a 80%, mais preferivelmente de 30% a 70% e ainda mais preferivelmente a partir de 40% a 60% em peso de sílica.

[66] A quantidade de sílica no material de reforço de reforço compósito (b) pode ser determinada de acordo com qualquer um dos métodos conhecidos para o propósito pelos especialistas na técnica, por exemplo, por meio de uma medição gravimétrica, isto é, pela determinação do peso da sílica em uma dada quantidade de carga de reforço depois de remover os outros componentes. Por exemplo, a celulose nanocristalina pode ser removido por calcinação da carga de reforço compósita (b) de acordo com qualquer metodologia conhecida para a finalidade pelos especialistas na técnica, preferivelmente por realização de dito calcinação a uma temperatura de pelo menos 600°C.

[67] Preferivelmente, a composição elastomérica vulcanizável compreende por 100 phr de polímero elastomérico de dieno vulcanizável (a), de 10 a 100 phr da carga de reforço compósita (b), mais preferivelmente de 15 a 50 phr da carga de reforço compósita (b).

[68] Em uma modalidade preferida e a fim de satisfazer as exigências de aplicação específicas, a composição elastomérica vulcanizável de acordo com a presente invenção compreende (c) um padrão de carga de reforço.

[69] Preferivelmente, o padrão de carga de reforço é selecionado dentre negro de fumo, sílica precipitada amorfa, sílica amorfa de origem natural, fibras de Silicato, ou misturas dos mesmos.

[70] Preferivelmente, o material de carga de reforço padrão (c) está presente na composição elastomérica vulcanizável em uma quantidade geralmente variando de 1 phr a 120 phr, preferivelmente de 20 phr a 90 phr.

[71] Preferivelmente, o padrão de carga de reforço (c) é o negro de fumo tendo uma área de superfície não menor do que 20 m2/g (determinado por STSA - área de superfície espessura estatística de acordo com a norma ISO 18852: 2005)

[72] Preferivelmente, o dito material de reforço de reforço de negro de fumo (c) está presente na composição elastomérica vulcanizável em uma quantidade que varia de 1 phr a 120 phr, preferivelmente de 20 phr a 90 phr.

[73] Preferivelmente, a carga de reforço padrão é a sílica, selecionada entre uma sílica pirogênica ou, preferivelmente, uma sílica precipitada.

[74] Preferivelmente, a sílica tem uma BET área superficial (medida de acordo com a norma ISO 5794/1) variando de 50 m2/g a 500 m2/g, mais preferivelmente de 70 m2/g a 200 m2/g.

[75] Preferivelmente, na composição elastomérica vulcanizável, a carga de reforço compósita (b) constitui pelo menos 75% em peso, mais preferivelmente pelo menos 80% em peso, em relação ao peso total das cargas de reforço brancas.

[76] No âmbito da presente descrição e das reivindicações subsequentes, a expressão “branca cargas de reforço” indicam s as cargas de reforço da composição elastomérica vulcanizável com a exclusão dos materiais de carga à base de negro de fumo. Exemplos típicos de cargas de reforço branca são de gesso, talco, caulim, bentonita, dióxido de titânio e sílica, na forma de sílica amorfa precipitada, sílica amorfa de origem natural, fibras de Silicato, ou misturas dos mesmos.

[77] A composição elastomérica vulcanizável de acordo com a presente invenção compreende pelo menos um agente de vulcanização (d).

[78] O agente de vulcanização mais vantajosamente usado enxofre, ou alternativamente moléculas contendo enxofre (dadores de enxofre), com aceleradores, ativadores e/ou retardadores conhecidos pelos peritos na técnica.

[79] O enxofre ou seus derivados podem ser vantajosamente selecionados, por exemplo, entre: (i) enxofre solúvel (enxofre cristalino); (ii) enxofre insolúvel (enxofre polimérico); (iii) enxofre disperso em óleo (por exemplo, 33% de enxofre conhecido pelo nome comercial de Crystex OT33 por Eastman); (iv) doadores de enxofre como, por exemplo, dissulfeto de caprolactama (CLD), bis[(trialcoxissilil)propil]polissulfetos, ditofosfatos; ou misturas dos mesmos.

[80] O agente de vulcanização (d) está presente na composição elastomérica vulcanizável da invenção em quantidades de 0,1 a 15 phr, preferivelmente de 1 a 10 phr, ainda mais preferivelmente de 2 a 7 phr.

[81] A composição elastomérica vulcanizável de acordo com a presente invenção compreende ainda pelo menos um agente de acoplamento de silano (e) capaz de interagir com a sílica possivelmente presente coma carga de reforço e/ou silicatos e de ligá-los ao polímero elastomérico de dieno durante a vulcanização.

[82] Preferivelmente, o agente de acoplamento de silano (e) usado na presente invenção é selecionado entre aqueles que têm pelo menos um grupo de substituição de silano hidrolisável, silano que pode ser identificado, por exemplo, pela seguinte fórmula geral (IV): (R)3Si-CnH2n-X (IV) onde os grupos R, que podem ser idênticos ou diferentes, são selecionados entre: grupos alquil, alcoxi ou arilóxi ou átomos de halogênio, desde que pelo menos um dos grupos R seja um grupo alcóxi ou arilóxi ou um halogênio; n é um número inteiro entre 1 e 6 inclusive; X é um grupo selecionado entre: nitrose, mercapto, amino, epóxi, vinil, imida, cloro, - (S)mCnH2n-Si-(R)3 e -S-COR, em que m e n são números inteiros entre 1 e 6 inclusive e os grupos R são definidos como acima.

[83] Entre os agentes de acoplamento de silano (e), os particularmente preferidos são o bis (3-tretoxissililpropil)tetrassulfeto e o bis (3-tretoxissililpropil) dissulfeto. Os ditos agentes de acoplamento podem ser utilizados como tal ou misturados com um material de carga inerte (por exemplo, negro de fumo), de modo que facilitar a sua incorporação na composição elastomérica vulcanizável.

[84] Preferivelmente, o dito agente de acoplamento de silano (e) está presente na composição elastomérica vulcanizável em uma quantidade que varia de 0,1 phr a 15 phr, preferivelmente desde 0, 5 phr a 10 phr.

[85] Preferivelmente, o agente de acoplamento de silano (e) e o agente de vulcanização (d) são utilizados em combinação com os aceleradores (f) e/ou ativadores (g) conhecidos pelos especialistas na técnica.

[86] Os aceleradores (f) que são comumente usados podem ser selecionados entre: ditiocarbamatos, guanidina, tioureia, tiazóis, sulfenamidas, nomes de nomes, aminas, xantatos ou misturas dos mesmos.

[87] Preferivelmente, os aceleradores de vulcanização (f) estiverem presentes na composição elastomérica vulcanizável da invenção em quantidades compreendidas entre 0, 1 para 8 phr, preferivelmente de 0,3 para 6 phr.

[88] Os ativadores de (g) que são particularmente eficazes são compostos de zinco e, em particular, ZnO, ZnCO3, sais de zinco de ácidos graxos saturados ou ácidos graxos insaturados contendo de 8 a 18 átomos de carbono, tais como, por exemplo, estearato de zinco, os quais são preferivelmente formados in situ na composição elastomérica vulcanizável a partir de ZnO e um ácido graxo, ou misturas dos mesmos.

[89] Preferivelmente, os ativadores de vulcanização (g) estão presentes na composição elastomérica vulcanizável do presente invento em quantidades de 0, 2 para 15 phr, preferivelmente desde 0, 5 para 10 phr.

[90] Finalmente, os materiais elastoméricos vulcanizáveis de acordo com a invenção pode compreender outros vulgarmente utilizados aditivos, selecionados com base na aplicação específica que a composição é destinada para. Por exemplo, o dito material pode ser adicionado com: anti- oxidantes, agentes antienvelhecimento, plastificantes, adesivos, agentes antiozônio, resinas modificadoras, ou misturas dos mesmos.

[91] Em especial, a fim de melhorar ainda mais a capacidade de trabalho, o dito composição elastomérica vulcanizável pode ser adicionado com plastificantes geralmente selecionados entre óleos minerais, óleos vegetais, óleos sintéticos, Li libras polímeros, ou misturas dos mesmos, tais como, por exemplo, óleo aromático, óleo nafténico, ftalatos, óleos de soja, ou misturas dos mesmos. A quantidade de plastificante é geralmente variando de 0 phr a 70 phr, preferivelmente de 5 phr a 30 phr.

[92] A composição elastomérica vulcanizável ilustrada acima é vantajosamente vulcanizada para obter pelo menos um elemento estrutural do pneu para rodas de veículo de acordo com a invenção.

[93] Preferivelmente, o elemento estrutural é selecionado no grupo compreendendo a banda de rodagem, a estrutura de carcaça, estrutura de cinta, camada inferior, tira antiabrasiva, parede lateral, inserção de parede lateral, miniparede lateral, aleta, tela antiatrito, revestimento interno inferior, camadas de borracha, carga do talão e lâminas de borracha.

[94] Preferivelmente, no pneu de acordo com a invenção, pelo menos, a banda de rodagem de banda e pelo menos um componente selecionado entre a camada inferior, tira antiabrasiva, parede lateral, inserção de parede lateral, miniparede lateral, aleta, tela antiatrito, revestimento interno inferior, camadas de borracha, carga do talão ou borracha lâmina compreendem o dito material elastomérico vulcanizado obtido pela vulcanização de uma composição elastomérica vulcanizável compreendendo o material de reforço de acordo com a invenção.

[95] Uma modalidade de acordo com a presente invenção se refere a um pneu para veículos compreendendo pelo menos: - uma estrutura de carcaça compreendendo pelo menos uma camada de carcaça tendo oposto borda lateral s associadas a respectivas estruturas do talão; - uma estrutura de cinta aplicada em uma posição radialmente externa em relação à estrutura de carcaça, - uma banda de rodagem aplicada em uma posição radialmente externa em relação à dita estrutura de cinta e, possivelmente, pelo menos - uma camada inferior e/ou uma tira antiabrasiva e/ou uma parede lateral e/ou uma inserção de parede lateral e/ou um miniparede lateral e/ou um revestimento interno inferior e/ou uma camada de borracha e/ou de aleta e/ou tela antiatrito e/ou um carga de talões e/ou uma lâmina de borracha,

[96] em que pelo menos uma dentre a dita estrutura de carcaça e/ou banda de rodagem e/ou estrutura de cinta e/ou camada inferior e/ou tira antiabrasiva e/ou parede lateral e/ou inserção da parede lateral e/ou uma miniparede lateral e/ou revestimento interno inferior e/ou camada de borracha e/ou aleta e/ou tela antiatrito e/ou carga de talões e/ou lâmina de borracha, compreende um material elastomérico vulcanizado obtido pela vulcanização de uma composição elastomérica vulcanizável compreendendo o material de reforço de acordo com a invenção.

[97] Preferivelmente, o pneu de acordo com a invenção compreende um material elastomérico vulcanizado obtido pela vulcanização de uma composição elastomérica vulcanizável compreendendo a carga de reforço de acordo com a invenção, pelo menos na banda de rodagem.

[98] Preferivelmente, o pneu de acordo com a invenção compreende um material elastomérico vulcanizado obtido pela vulcanização de uma composição elastomérica vulcanizável compreendendo a carga de reforço de acordo com a invenção, pelo menos na camada inferior.

[99] Preferivelmente, o pneu de acordo com a invenção compreende um material elastomérico vulcanizado obtido pela vulcanização de uma composição elastomérica vulcanizável compreendendo a carga de reforço de acordo com a invenção, pelo menos na inserção da parede lateral.

[100] Preferivelmente, o pneu de acordo com a invenção compreende um material elastomérico vulcanizado obtido pela vulcanização de uma composição elastomérica vulcanizável compreendendo o material de reforço de acordo com a invenção na banda de rodagem e em um ou mais componentes selecionados entre camada inferior, tira antiabrasiva, parede lateral, inserção de parede lateral, miniparede lateral, revestimento interno inferior, camadas de borracha, carga de talões e lâmina de borracha.

[101] Preferivelmente, o pneu de acordo com a invenção compreende um material elastomérico vulcanizado obtido pela vulcanização de uma composição elastomérica vulcanizável compreendendo o material de reforço de acordo com a invenção na banda de rodagem e na camada inferior.

[102] Preferivelmente, o pneu de acordo com a invenção compreende um material elastomérico vulcanizado obtido pela vulcanização de uma composição elastomérica vulcanizável compreendendo o material de reforço de acordo com a invenção na banda de rodagem e na parede lateral.

[103] Em uma modalidade do mesmo, o pneu de acordo com a presente invenção é um pneu para veículos de alta e ultra alta performance HP e UHP, o desempenho do qual benefício nomeadamente de alto reforço poder ser acoplado com a leveza do material de carga de reforço compósita (b) de acordo com a presente invenção.

[104] O pneu de acordo com a invenção pode ser utilizado em veículos de duas ou quatro rodas, em veículos pesados ou em veículos de transporte leve.

[105] O pneu de acordo com a invenção pode ser para uso no verão ou inverno ou para todas as estações.

[106] Em uma modalidade preferida do processo para produção de um pneu para rodas de veículo de acordo com o invento, a etapa de fornecimento de uma composição elastomérica vulcanizável pode ser levada a cabo de acordo com qualquer um dos métodos conhecidos pelos especialistas na técnica e capazes de dispersar a carga de reforço compósita (b) no polímero elastomérico de dieno vulcanizável (a).

[107] Preferivelmente, a etapa de prover uma composição elastomérica vulcanizável compreende: - alimentar a pelo menos um aparelho de mistura compreendendo pelo menos um misturador descontinuado nos e/ou pelo menos um misturador continuo nos pelo menos os seguintes componentes: - o polímero elastomérico de dieno vulcanizável (a), - a carga de reforço compósita (b); - mistura e dispersão dos ditos componentes, de modo que obter a dita composição elastomérica vulcanizável; - descarregar a dita composição elastomérica vulcanizável do dito aparelho de mistura.

[108] No âmbito da presente descrição e das reivindicações subsequentes, o termo “misturador descontínuo (ou descontínuo) (ou dispositivo de mistura)” indica um dispositivo de mistura configurado para ser periodicamente alimentado com os vários ingredientes do material a ser preparado em condições predeterminadas. quantidades e misturá-las por um tempo predeterminado, de modo que obter um lote do dito material.

[109] No final da etapa de mistura, todo o lote de companheiro rial obtido é completamente descarregado a partir do dispositivo de mistura em uma única operação. E XEMPLOS de batch ou descontínuos são misturadores internos misturadores al do tipo com rotores tangenciais (Banbury®) ou com rotores interpenetrantes (Intermix®).

[110] No âmbito da presente descrição e das reivindicações subsequentes, o termo “misturador contínuo (ou dispositivo de mistura)”, indica TES um dispositivo de mistura configurado para ser alimentado continuamente com os ingredientes do material a ser preparado, tipicamente, por meio de dispositivos de dosagem de dose controlada, para misturar os ingredientes, a fim de produzir o material e para descarregar o mesmo em um contínuo nos fluxo (exceto quanto a possíveis paragens do dispositivo de mistura devido à manutenção, ou mudança de receita do material).

[111] Na linguagem de misturadores para compostos elastoméricos, a contínua dispositivo de mistura é por vezes indicada com o termo de: mistura da extrusora, que é considerado aqui em equivalente de ‘contínuo nos misturador’.

[112] O misturador contínuo (em particular, os elementos ativos dos mesmos, tais como os parafusos ou os satélites de mistura) é assim equipada com mistura porções capazes de transmitir para o material sob a mistura de uma alta tensão de corte, e, intercalada com as porções de mistura, com porções de transporte capaz de transmitir um impulso ao material que está sendo processado para avançar de uma extremidade longitudinal da câmara interna para a outra. O misturador contínuo pode ainda ser equipado com possíveis porções de redistribuição.

[113] Exemplos de dispositivos misturadores contínuos são misturadores de parafuso duplo ou múltiplo misturadores de parafuso (por exemplo, misturadores de anel), que se interpenetram e co-rotação, ou do tipo planetário.

[114] Tanto o misturador descontinuo quando o misturador contínuo, são capazes de conferir ao material a ser produzir d com eles com energia suficiente para misturar e homogeneamente dispersar os vários componentes, também no caso de alimentação frio dos ingredientes e, no caso de um material compreendendo um componente elastomérico, para mastigar o composto elastomérico elevando a temperatura do mesmo, de modo que torná-lo viável e plástico para facilitar a incorporação e/ou a distribuição dos ingredientes na matriz polimérica elastomérica.

[115] A composição elastomérica vulcanizável assim obtida pode assim ser armazenada ou enviada diretamente para as etapas subsequentes de produção do pneu de acordo com a presente invenção.

[116] A carga de reforço composto (b) pode ser alimentado para o dito, pelo menos um misturador descontinuo e/ou para, pelo menos, um misturador contínuo de acordo com qualquer maneira conhecida pelos peritos na técnica e apropriada para a finalidade.

[117] Por exemplo, a carga de reforço compósita (b) de acordo com a presente invenção pode ser alimentado sob a forma de um material em pó ou na forma de uma mistura padrão.

[118] Preferivelmente, o material de reforço de reforço compósito (b) de acordo com a presente invenção é alimentado ao dito pelo menos um misturador descontínuo e/ou ao dito pelo menos um misturador contínuo na forma de uma mistura padrão compreendendo: - pelo menos um polímero elastomérico de dieno vulcanizável (a) como descrito acima; - a carga de reforço compósita (b).

[119] Vantajosamente, a alimentação da mistura padrão de acordo com a presente invenção facilita e melhora a dispersão do material de reforço de reforço composto na composição elastomérica, melhorando assim o efeito de reforço realizado pelo próprio material de carga.

[120] Preferivelmente, o polímero elastomérico de dieno vulcanizável (a) da mistura padrão de acordo com a presente invenção é qualquer polímero elastomérico de dieno vulcanizável (a) como indicado acima.

[121] Preferivelmente, o material de reforço de reforço compósito (b) da mistura padrão de acordo com a presente invenção é qualquer material de reforço de reforço compósito (b) como indicado acima.

[122] Preferivelmente, a mistura padrão de acordo com a presente invenção compreende por 100 phr de polímero elastomérico de dieno vulcanizável (a), de 5 a 12 0 phr, preferivelmente de 5 a 80 phr da carga de reforço compósita (b) de acordo com a presente invenção.

[123] De acordo com esta modalidade preferida, a quantidade de carga de reforço compósita (b) é adequadamente variado, em relação à quantidade de dieno vulcanizável polímero elastomérico (a), como uma função de tipos específicos de uso doa mistura padrão.

[124] Assim, por exemplo, se o polímero elastomérico de dieno vulcanizável (a) da composição padrão é utilizado para constituir 100% do polímero a base sílica de um determinado pneu elemento estrutural, em seguida, a quantidade de composto de reforço de carga (b) na mistura padrão lata variam entre 5 e 100 phr por 100 phr do polímero elastomérico de dieno vulcanizável (a).

[125] Por outro lado, se o polímero elastomérico de dieno vulcanizável (a) da composição padrão é utilizado em mistura com outros polímeros, então a quantidade de carga de reforço compósita (b) na mistura padrão pode ter valores maiores do que 100 phr e variar entre 5 phr e 120 phr por 100 phr do polímero elastomérico de dieno vulcanizável (a).

[126] A mistura padrão de acordo com a presente invenção, além de ser vantajosamente utilizável no processo de produção de pneus para rodas de veículos, como indicado acima, é particularmente vantajoso também em termos de armazenamento e transporte do material de reforço de reforço compósito (b) e pode ser armazenado ou encaminhado diretamente para as etapas subsequentes de produção de pneus de acordo com a presente invenção imediatamente após sua produção.

[127] Como descrito acima, o processo para produzir a mistura padrão compreende I. prover uma dispersão aquosa do material de reforço de reforço compósito (b).

[128] Preferivelmente, a dispersão aquosa obtida a partir da etapa I. do processo para produção de uma mistura padrão de acordo com a invenção compreende entre 2 e 6% da carga de reforço compósita (b).

[129] A dispersão aquosa do material de reforço de reforço compósito (b) pode ser provida de acordo com qualquer um dos métodos conhecidos pelos especialistas na técnica e pode incluir o uso de diferentes meios, por exemplo, um agitador mecânico de pás, um misturador mecânico, por exemplo de o tipo usado para misturar tintas ou argamassas, um agitador magnético ou pode incluir sonicação.

[130] Preferivelmente, no processo de produção do mistura padrão, a etapa III acima mencionada. coagular o látex resultante da etapa II acima mencionada. compreende adicionar um ácido, de modo que trazer o pH abaixo de 4.

[131] Preferivelmente, o ácido é selecionado a partir do grupo que compreende ácido acético, ácido sulfúrico, ácido carbônico, ácido fórmico, ou uma mistura dos mesmos.

[132] Outros aspectos da etapa III. coagular o látex resultante da etapa II acima mencionada são conhecidos para os peritos na técnica e não são, por conseguinte, pormenorizada aqui adiante.

[133] Preferivelmente, a etapa IV acima mencionado. de purificar os produtos coagulados compreende pelo menos uma operação selecionada a partir do grupo que compreende a filtração, lavagem, centrifugação, secagem, liofilizado.

[134] Outros aspectos da etapa IV acima mencionada. de purificar o produto coagulado são conhecidos para os peritos na técnica e não são, por conseguinte, pormenorizada aqui adiante.

[135] Exemplos de celulose nanocristalina que pode ser utilizada de acordo com a presente invenção são os produtos comercializados por CelluloseLab (Canadá), por Melodea Ltd, Rohovot. Israel, por Processo americano Inc., Atlanta, Geórgia, EUA com a marca BioPlus®, por Celluforce Inc, Montreal, Quebec, Canadá, com a marca C elluforce NCC®.

[136] Preferivelmente, o nanocristalino celulose tem um diâmetro que varia de 5 nm a 30 nm e um comprimento que varia de 100 nm a 1000 nm, mais preferivelmente na gama de 100 nm a 500 nm.

[137] Preferivelmente, o diâmetro e o comprimento da celulose nanocristalina são avaliados por meio de observação microscópica, mais preferivelmente por meio de um microscópio eletrônico de varredura eletrônica, preferivelmente realizado em pelo menos 100 partículas de celulose nanocristalina.

[138] Preferivelmente, o nanocristalino celulose tem de um grau de cristalinidade superior a 40%, mais preferivelmente maior do que 50%, ainda mais preferivelmente maior do que 60%, e ainda mais preferivelmente variando de 70% a 95%, medido de acordo com o método para determinar a cristalinidade grau acima indicado para a carga de reforço compósita.

[139] Preferivelmente, o nanocristalino celulose tem uma densidade que varia de 1, 4 para 1, 6 g/cm3, como uma função do método de extração e o teor de humidade.

[140] Mais preferivelmente, o nanocristalino celulose tem uma densidade de cerca de 1 5 g/cm3, medido por meio de um picnómetro de hélio como indicado acima.

[141] Preferivelmente, o surfactante usado no processo para produzir a carga de reforço compósita da invenção é selecionado a partir do grupo que compreende cloreto de benzalcônio, cloreto de cetrimônio, brometo de hexadeciltrimetilamônio, metossulfato de undecilamido propil trimetilamônio, por exemplo comercializado com o nome de Servamina Q8040 por Elementis Specialty Products, Delden, Países Baixos, de coco alquilo de trimetilamônio metasulphate, por exemplo, comercializados com o nome de Servamine KAC 458 por Elementis Specialty Products, Delden, Países Baixos.

[142] Mais preferivelmente, o surfactante é o brometo de hexadeciltrimetilamônio.

[143] Preferivelmente, o surfactante é adicionado em uma quantidade que varia de 10 a 20% em peso em relação ao peso da celulose nanocristalina.

[144] Preferivelmente, o meio de dispersão aquosa utilizada no processo para produzir o material de carga de reforço compósita da invenção é utilizado em uma de volume/razão em peso em relação à celulose nanocristalina variando de 0, 05 para 0, 2 l/g.

[145] Dentro da estrutura do processo para produção de uma carga de reforço compósita de acordo com a invenção, o termo “composto precursor de sílica” é usado para indicar, na presente descrição e nas reivindicações subsequentes, um composto ou uma mistura de compostos capazes de gerar sílica por hidrólise in situ, por exemplo por aquecimento e/ou na presença de ácidos ou bases.

[146] Preferivelmente, o composto precursor de sílica mencionado acima é selecionado entre: I. silicatos alcalinos, da fórmula M2O^n SiO2(I) onde M = Na, K, Li e onde n está na faixa de 0,5 a 4, preferivelmente n = 0,5 ou 1 ou 3 e M = Na ou K, II. derivados de tetra-alquila de ácido silícico da fórmula (RO)4Si (II) em que os grupos R, iguais ou diferentes um do outro, representam alquilas C1-C6, III. halossilanos da fórmula SiX4 ou (RO)3SiX ou (RO)2SiX2 ou (RO)SiX3 (III) em que os grupos R, iguais ou diferentes um do outro, representam alquilas C1-C6, e X, iguais ou diferentes um do outro, são selecionados de cloro, bromo e iodo, preferivelmente cloro, que geram sílica na presença de água e, possivelmente, bases.

[147] Geralmente, a hidrólise do composto precursor de sílica requer a presença de água em uma quantidade em equivalentes pelo menos igual aos equivalentes de grupos hidrolisáveis presentes no composto precursor de sílica. Os especialistas na técnica são, portanto, capazes de determinar exatamente a quantidade de água necessária para a hidrólise do composto precursor, sabendo a quantidade do mesmo que é usada durante a etapa (B) do processo.

[148] Preferivelmente, o composto precursor é dissolvido ou suspenso em um meio líquido compreendendo água.

[149] Preferivelmente, em uma primeira variante do processo, o composto precursor de sílica é um Silicato alcalino (I).

[150] De acordo com a dita primeira variante, a adição do composto precursor de sílica é preferivelmente levada a cabo mantendo o dito dispersão aquosa em uma base médio a uma temperatura que varia de 70 a 90°C.

[151] Preferivelmente, o dito meio básico da etapa (B) possui um pH que varia de 7 a 9,5.

[152] De acordo com a dita primeira variante, o Silicato alcalino (I) é preferivelmente selecionado no grupo que compreende Silicato de sódio, Silicato de lítio, Silicato de potássio, mais preferivelmente ortosSilicato de sódio, metasSilicato de sódio e ortossilicato de potássio.

[153] Preferivelmente, um Silicato de sódio tendo uma relação de SiO 2/Na 2 O entre 2 e 4, mais preferivelmente entre 3 e 3, 7 é usado.

[154] Mais preferivelmente, o Silicato alcalino (I) está na forma de solução aquosa com um conteúdo sólido variando de 5% a 15% em peso.

[155] De acordo com o acima mencionado primeiro variante em que o composto precursor de sílica é um Silicato alcalino (I), a quantidade de Silicato alcalino (I) adicionada na etapa (B) é preferivelmente variando de 50 a 150% em peso em relação ao peso da celulose nanocristalina.

[156] De acordo com a primeira variante acima mencionada, a etapa (B) compreende, preferivelmente, a adição de pelo menos um ácido selecionado a partir do grupo que compreende ácido clorídrico, ácido fosfórico, ácido nítrico, ácido sulfúrico, ácido acético, ácido carbônico.

[157] Preferivelmente, a quantidade de ácido utilizada é pelo menos capaz de neutralizar todas as funcionalidades básicas dos Silicatos de partida.

[158] Preferivelmente, o ácido é utilizado em uma proporção em peso que varia de 1: 1 a 1:20 em relação ao peso do Silicato alcalino (I).

[159] De acordo com a primeira variante mencionada acima, na qual o composto precursor de sílica é um Silicato alcalino (I), na etapa (B) do processo de produção do material de reforço de reforço compósito de acordo com a presente invenção, a dispersão aquosa é preferivelmente agitada, após o término do Silicato alcalino adição, por um tempo que varia de 30 a 90 minutos a uma temperatura variando de 70 para 90°C.

[160] Em uma modalidade preferida, a etapa (B) do processo para produção do material de reforço de reforço compósito de acordo com a primeira variante do processo acima mencionada de acordo com a presente invenção compreende: (81) adicionar pelo menos uma primeira porção de Silicato alcalino (I) à dispersão aquosa resultante da etapa (A), em que a adição é realizada enquanto mantém-se a dispersão aquosa a um pH que está na faixa de 8,5 a 9,5; (82) agitar a dispersão aquosa resultante da etapa (B) por um tempo que está na faixa de 80 a 100 minutos; (83) adicionar pelo menos uma segunda porção de Silicato alcalino (I) à dispersão aquosa resultante da etapa (B2), em que a adição é realizada enquanto mantém-se a dispersão aquosa a um pH que está na faixa de 7 a 8.

[161] De acordo com a dita primeira variante do processo em que o composto precursor de sílica é um silicato alcalino (I), a etapa (C) de depósito de um revestimento pelo menos parcial de sílica sobre a celulose nanocristalina compreende preferivelmente trazer a dispersão aquosa resultante da etapa (B) em um meio ácido, de modo que hidrolise o silicato alcalino (I) e se obtenha um material de reforço compósito que compreende um núcleo compreendendo celulose nanocristalina e um revestimento pelo menos parcial compreendendo sílica.

[162] Preferivelmente, o meio ácido da etapa (C) de acordo com a dita primeira variante tem um pH que varia desde 3,5 a 4,5.

[163] De acordo com a primeira variante acima mencionada, na qual o composto precursor de sílica é um silicato alcalino (I), a etapa (C) do processo de produção de uma carga de reforço compreende, preferivelmente, a adição de pelo menos um ácido selecionado a partir do grupo que compreende ácido clorídrico, ácido fosfórico, ácido nítrico, ácido sulfúrico, ácido acético, ácido carbônico.

[164] Preferivelmente, em uma segunda variante do processo para produção de uma carga de reforço de acordo com a invenção, o composto precursor de sílica é um derivado de tetra-alquila do ácido silícico (II) selecionado, preferivelmente, entre ortossilicato de tetra-metila, ortossilicato de tetra-etila, silicato de tetra n-propila, silicato de tetra-n-butila.

[165] Neste caso, o precursor é vantajosamente hidrolisado na presença de ácidos ou bases, preferivelmente bases.

[166] No que se refere aos ácidos, na referida segunda variante é possível utilizar os ácidos descritos acima com referência à primeira variante do processo.

[167] No que se refere às bases, estas são preferivelmente selecionadas entre amônia, hidróxido de amônio, hidroxilamina, alquil primário, secundário ou terciário, aril ou aril-alquilaminas, hidróxido de sódio, hidróxido de potássio.

[168] Mais preferivelmente, o precursor é vantajosamente hidrolisado na presença de amônia ou hidróxido de amônio.

[169] De acordo com a segunda variante do processo acima mencionada para a produção de uma carga de reforço de acordo com a invenção, as bases são preferivelmente utilizadas em quantidades que variam de 1 a 40% em peso, mais preferivelmente entre 3 e 20% em peso, em relação ao peso do composto precursor de sílica.

[170] Em uma modalidade preferida do processo para produção de uma carga de reforço de acordo com a invenção, a etapa (D) de purificar o material de carga de reforço compósita preferivelmente compreende pelo menos uma operação selecionada a partir do grupo que compreende a filtração, lavagem, centrifugação, secagem, liofilização, ou qualquer combinação das mesmas.

[171] Preferivelmente, a etapa (D) de purificação da carga de reforço compósita compreende pelo menos uma operação de lavagem, mais preferivelmente realizada com um meio aquoso, de modo que permitir a remoção do surfactante usado na etapa (A) do processo para produzir a carga de reforço compósita (b) de acordo com a presente invenção.

[172] Preferivelmente, o material de reforço compósito resultante da etapa (C) do processo para produzir um material de reforço de acordo com a invenção é qualquer material de reforço compósito (b) como descrito acima.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[173] Características e vantagens adicionais da invenção se tornarão mais claras a partir da descrição a seguir de algumas modalidades preferidas da mesma, feitas a seguir, para fins ilustrativos e não limitativos, com referência aos desenhos anexos.

[174] Nos desenhos: - a figura 1 ilustra uma meia seção radial de um pneu para rodas de veículos de acordo com a invenção; - a figura 2 ilustra uma fotografia realizada com um microscópio eletrônico de varredura por emissão de campo (FESEM), obtido com um instrumento ULTRA PLUS com lente Gemini da ZEISS, pela qual é possível ver o material de reforço compósito (b) de acordo com o Exemplo 1. Na parte inferior, é mostrada uma escala de referência que permite apreciar as dimensões da carga de reforço composta (b).

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES ATUALMENTE PREFERIDAS

[175] Um pneu para rodas de veículo de acordo com uma modalidade preferida da invenção é geralmente indicado com o número de referência 1 00 na figura 1.

[176] A Figura 1 ilustra uma meia seção radial de um pneu para rodas de veículos.

[177] Na Figura 1 “a” indica uma direção axial e “X” indica uma direção radial, em particular XX indica a linha do plano equatorial. Por uma questão de simplicidade, a Figura 1 mostra apenas uma porção do pneu, a restante porção não representado sendo idêntica l e simetricamente arranjadas em relação ao plano equatorial “XX”.

[178] O pneu 100 para veículos compreende pelo menos uma estrutura de carcaça, compreendendo pelo menos uma camada de carcaça 101 tendo abas de extremidade opostas respectivamente engatadas com as respectivas estruturas de ancoragem anular 102, chamadas núcleos de talões, possivelmente associadas a uma carga de talões 104.

[179] A zona do pneu que compreende o talão de núcleo 102 e a carga 104 forma uma estrutura de talão 103 que se destina a ancorar o pneu em um correspondente aro de montagem, não ilustrado.

[180] A estrutura da carcaça é geralmente do tipo radial, isto é, os elementos de reforço da pelo menos uma camada de carcaça 101 estão em planos compreendendo o eixo geométrico de rotação do pneu e substancialmente perpendicular ao plano equatorial do pneu. Os ditos elementos de reforço geralmente consistem em cordoneis têxteis, por exemplo, rayon, nylon, poliéster (por exemplo naftalato de polietileno, PEN). Cada estrutura de talão está associada à estrutura de carcaça por dobragem para trás da frente bordas laterais da, pelo menos uma camada de carcaça 101 em torno da ancoragem anular estrutura 102 de modo que formar as assim chamadas abas da carcaça 101a tal como ilustrado na Figura 1.

[181] Em uma modalidade, o acoplamento entre a estrutura de carcaça e a estrutura do talão pode ser provido por uma segunda camada de carcaça (não mostrada na Figura 1) aplicada em uma posição axialmente exterior em relação à primeira camada de carcaça.

[182] Uma tira antiabrasiva 105 é arranjada na posição externa de cada estrutura de talão 103.

[183] A estrutura de carcaça é associada a uma estrutura de cinta 106 compreende uma ou mais camadas de cinta 106a, 106b radialmente sobrepostas sobre uma outra e em relação à camada de carcaça, tendo cordoneis tipicamente têxteis e/ou metálicos incorporados em uma camada de material elastomérico vulcanizado.

[184] Tais cordoneis podem ter uma orientação cruzada em relação a uma direção de desenvolvimento circunferencial do pneu 100. O termo direção “circunferencial” é usado para indicar uma direção geralmente de frente para o sentido de rotação do pneu.

[185] Em uma posição radialmente mais externa em relação às camadas de cinta 106a, 106b, pode ser aplicada pelo menos uma camada de reforço de zero grau 106c, comumente conhecida como “cinta 0°”, que geralmente incorpora uma pluralidade de elementos de reforço alongados, tipicamente metálicos. Cordoneis têxteis, orientados ao longo de um substancialmente direção periférica, formando assim um ângulo de alguns graus (por exemplo um ângulo de entre cerca de 0° e 6°) em relação a uma direção paralela ao plano equatorial do pneu, e revestido com um material elastomérico vulcanizado.

[186] Em uma posição radialmente externa em relação à estrutura da cinta 106, é aplicada uma banda de banda de rodagem 109 feita de material elastomérico vulcanizado.

[187] Nas superfícies laterais da estrutura da carcaça, cada uma se estendendo de uma das bordas laterais da banda de rodagem 109 até a respectiva estrutura de talão 103. as respectivas paredes laterais 108 feitas de material elastomérico vulcanizado também são aplicadas em uma posição axialmente externa.

[188] Em uma posição radialmente externa, a banda de rodagem 109 tem uma superfície rolante 109a destinada a entrar em contato com o solo. Sulcos circunferenciais, que são ligados por entalhes transversais (não mostrados na Figura 1) de modo que definam uma pluralidade de blocos de várias formas e tamanhos, distribuída sobre a superfície de rolamento 109a, são geralmente formadas em esta superfície 109a, que por uma questão de simplicidade na Figura 1 é representado suave.

[189] Uma camada inferior 111 feita de material elastomérico vulcanizado pode ser arranjada entre a estrutura da cinta 106 e a banda de rodagem 109.

[190] Uma tira 110 de material elastomérico vulcanizado, vulgarmente conhecida como “miniparede lateral”, pode, eventualmente, ser prese na zona de ligação entre as paredes laterais 108 e a banda de rodagem 109,

[191] Essa miniparede lateral 110 é geralmente obtida por co- extrusão com a banda de rodagem 109 e, com vantagem, permite uma melhoria da interação mecânica entre a banda de rodagem 109 e as paredes laterais 108.

[192] Preferivelmente, a porção de extremidade da parede lateral 108 (na modalidade preferida ilustrada na Fig. 1, da miniparede lateral 110) cobre diretamente a borda lateral da banda de rodagem 109.

[193] No caso de pneus sem câmara de ar, uma camada de borracha 112, geralmente conhecida como “revestimento interno”, que provê a estanqueidade necessária ao ar de carga do pneu, também pode ser provida em uma posição radialmente interna em relação à camada de carcaça 101).

[194] Entre a camada de borracha 112 e a camada de carcaça 1 01 também é possível providenciar uma nova borracha lâmina de material elastomérico vulcanizado, não ilustrado, também conhecidos com o nome de “revestimento interno inferior”.

[195] A rigidez da parede lateral do pneu 108 pode ser melhorada provendo a estrutura do talão 103 com uma camada de reforço 120 geralmente conhecida como “aleta” ou inserto em forma de faixa adicional.

[196] A aleta 120 é uma camada de reforço que é enrolada em torno do respectivo núcleo de talão 102 e a carga de talão 104 de modo que pelo menos parcialmente envolva-os, sendo a dita camada de reforço arranjada entre a pelo menos uma camada de carcaça 101 e a estrutura de talão 103.

[197] Preferivelmente, o aleta está em contato com a pelo menos uma camada de carcaça 101 acima mencionada e com a estrutura de esferas 103.

[198] A aleta 120 compreende tipicamente uma pluralidade de cordões têxteis incorporados d em uma camada de material elastomérico vulcanizado.

[199] O pneu estrutura talão 103 pode compreender uma adicional camada protetora 121, geralmente conhecida com o termo “tela antiatrito” ou tira de proteção, e que tem a função de aumentar a rigidez e a integridade da estrutura do talão 103.

[200] Preferivelmente, a camada protetora 121 o “tela antiatrito” compreende uma pluralidade de cabos incorporados em uma camada de material elastomérico vulcanizado. Tais cabos podem ser feitos de materiais têxteis (por exemplo de aramida ou rayon) ou de materiais metálicos (por exemplo cabos de aço).

[201] Uma camada ou lâmina de borracha de material elastomérico, não mostrado, pode ser arranjada entre a estrutura da cinta 106 e a estrutura da carcaça. A camada pode ter uma espessura uniforme.

[202] Em alternativa, a camada pode ter uma espessura variável ao longo da direção axial. Por exemplo, a camada pode ter uma espessura maior perto de suas arestas axialmente externas em relação à zona central (coroa).

[203] Vantajosamente, a camada ou lâmina de borracha pode se estender sobre uma superfície substancialmente correspondente à superfície de desenvolvimento da estrutura da cinta 106.

[204] Em uma modalidade preferida, uma camada ou borracha lâmina de material elastomérico, como descrito acima, não mostrado, pode ser providenciado - em alternativa ou adicionalmente à camada inferior 111 - entre a estrutura de cinta 106 e a banda de rodagem 109, dita camada adicional ou lâmina de borracha estendendo-se preferivelmente sobre uma superfície que corresponde substancialmente à superfície de desenvolvimento da estrutura de cinta 106.

[205] O material elastomérico vulcanizado obtido através da vulcanização da composição elastomérica vulcanizável que compreende o composto de carga de reforço (b) de acordo com a presente invenção pode ser vantajosamente incorporada em um ou mais dos elementos estruturais do pneu 100 descrito acima.

[206] Preferivelmente, o elemento estrutural do pneu 100 obtido através da vulcanização da composição elastomérica vulcanizável que compreende a carga de reforço compósita (b) de acordo com a presente invenção pode ser um ou mais entre a banda de rodagem 109, estrutura de carcaça, estrutura de cinta 106, camada inferior 111, tira antiabrasiva 105, paredes laterais 108, inserção de parede lateral, miniparede lateral 110, aleta 120, tela antiatrito 121, revestimento interno inferior, camadas de borracha, carga de talão 104 e borracha lâminas de material elastomérico vulcanizado.

[207] De acordo com uma modalidade que não é mostrada, o pneu pode ser um pneu para rodas de motocicleta que normalmente é um pneu que tem uma seção transversal diferenciada por uma alta curvatura transversal.

[208] De acordo com uma modalidade que não é mostrado, que o pneu pode ser um pneu para rodas de veículos de transporte pesado, tais como camiões, autocarros, reboques, van s, e em geral para os veículos em que o pneu é sujeito a uma carga elevada.

[209] Preferivelmente, um tal pneu é adequado para ser montado sobre bordas tendo um diâmetro igual ou superior a 17,5 polegadas de direção ou reboque rodas.

[210] A invenção é agora ilustrada por alguns exemplos destinados a fins ilustrativos e não limitativos.

Exemplo 1 Preparação de uma carga de reforço compósita Materiais

[211] Celulose nanocristalina (dispersão aquosa a 12% em peso - comercializado por CelluloseLab - Canadá) ter um diâmetro que varia de 5 para 20 nm e um comprimento que varia de 150 para 200 nm, densidade de 1 5 g/cm3, superfície de área de 1,45 m2/g, grau de cristalinidade de 70-90%); Brometo de hexadeciltrimetilamônio (CTAB) (Sigma- Aldrich); Sílica: Ultrasil VN3; NaOH a 98% (Sigma); Ácido sulfúrico (solução aquosa a 15% em peso) (obtido por diluição pelo produto de Sigma- Eldrich, 98%).

Procedimento

[212] Em um frasco de laboratório, 7 g de sílica e 2,8 g de NaOH foram misturados em 60 ml de água destilada e mantidos sob agitação a 300 rpm a t 80°C por 1 hora, obtendo-se uma solução clara de Silicato de sódio, que foi depois foi levado a um volume final de 90 ml adicionando mais água destilada.

[213] Posteriormente, em um frasco de laboratório de três tubulações, 42 g da dispersão aquosa de celulose nanocristalina (correspondente a 5 g de celulose nanocristalina) e 0,8 g de CTAB foram adicionados em 450 ml de água destilada e mantidos sob agitação por 30 minutos a t cerca de 80°C, de modo que formar uma dispersão aquosa de celulose nanocristalina.

[214] Sempre mantendo o sistema a uma temperatura de cerca de 80°C, a dispersão aquosa de celulose nanocristalina foi adicionada com uma primeira porção de 60 ml da solução de Silicato de sódio durante cerca de 90 minutos. Durante a adição da solução de Silicato de sódio, também foi adicionado ácido sulfúrico, de modo que manter o pH em um valor de cerca de 9,3,

[215] Uma vez que a adição da primeira porção de Silicato de sódio terminou, a mistura de reação foi mantida sob agitação durante 15 minutos adicionais a cerca de 80°C e, depois disso, sulfúrico ácido foi adicionado ao longo de 10 minutos, até que um pH de cerca de 7,5 foi atingido, mantendo sempre a temperatura a cerca de 80°C.

[216] Então, uma segunda porção de 30 ml do Silicato de sódio solução foi adicionada durante cerca de 45 minutos e a dispersão aquosa assim obtida, mantendo o sistema à temperatura de cerca de 80°C e a um pH de valor de cerca de 7, 4, pela adição de ácido sulfúrico.

[217] Uma vez que a adição de uma solução de Silicato de sódio terminou, o pH foi ajustado a um valor de 4 mais de 20 minutos por adição de ainda mais sulfúrico ácido e por manter a mistura de reação sempre em cerca de 80°C, de modo que depositar um revestimento de sílica sobre a celulose nanocristalina, obtendo assim cerca de 11 g de um carga de reforço compósita. O material de reforço compósito assim obtido foi então purificado por meio de centrifugação (1000-3000 g por 10-20 minutos), seguido de lavagem com água destilada e liofilização (24 horas) e posteriormente caracterizado. A tabela 1 mostra as características da carga de reforço compósita. A Figura 2 também mostra uma fotografia de microscópio eletrônico de varredura eletrônica do material de reforço compósito obtido.

Exemplo 2 Preparação de uma carga de reforço compósita Materiais

[218] Celulose nanocristalina (dispersão aquosa a 12% em peso - comercializado por CelluloseLab - Canadá) ter um diâmetro que varia de 5 para 20 nm e um comprimento que varia de 150 para 200 nm, densidade de 1 5 g/cm3, superfície de área de 1,45 m2/g, grau de cristalinidade de 70-90%); Brometo de hexadeciltrimetilamônio (CTAB) (Sigma- Aldrich); Sílica: Ultrasil VN3; NaOH a 98% (Sigma); Sulfúrico ácido: (solução aquosa a 15% em peso) (obtida por diluição pelo produto de Sigma-Aldrich, 98%).

Procedimento

[219] Em um frasco de laboratório, 7 g de sílica e 2,8 g de NaOH foram misturados em 60 ml de água destilada e mantidos sob agitação a 300 rpm a t 80°C por 1 hora, obtendo-se uma solução clara de Silicato de sódio, que foi depois foi levado a um volume final de 100 ml adicionando mais água destilada.

[220] Posteriormente, em um frasco de laboratório de três tubulações, 42 g da dispersão aquosa de celulose nanocristalina (correspondente a 5 g de celulose nanocristalina) e 0,8 g de CTAB foram adicionados em 450 ml de água destilada e mantidos sob agitação por 30 minutos a t cerca de 80°C, de modo que formar uma dispersão aquosa de celulose nanocristalina.

[221] Embora mantendo o sistema a uma temperatura de cerca de 80°C, a solução de Silicato de sódio foi então adicionada à dispersão aquosa de celulose nanocristalina sobre cerca de 80 minutos. Durante a adição da solução de Silicato de sódio, também foi adicionado ácido sulfúrico, de modo que manter o pH em um valor de cerca de 9,3.

[222] Uma vez que a adição de Silicato de sódio tinha terminado, a mistura de reação foi mantida sob agitação durante 15 minutos adicionais a cerca de 80°C e, posteriormente, o pH foi ajustado a um valor de 4 mais de 20 minutos por adição de ainda mais sulfúrico ácido e enquanto mantendo a mistura de reação a cerca de 80°C, de modo que hidrolisar o Silicato de sódio e depositar um revestimento de sílica sobre a celulose nanocristalina, obtendo assim cerca de 11 g de uma carga de reforço compósita. O material de reforço de reforço assim obtido foi então purificado por meio de centrifugação (20003000 g por 10-20 minutos), seguido de lavagem com água destilada e liofilização (24 horas) e posteriormente caracterizado. A tabela 1 mostra as características da carga de reforço compósita. TABELA 1

Exemplo 3 Preparação de misturas base de borracha natural compreendendo 20 phr, 30 phr e 40 phr de cargas de reforço compósitas de acordo com os Exemplos 1 e 2 Materiais

[223] Carga de reforço compósita de acordo com o Exemplo 1; Carga de reforço compósita de acordo com o Exemplo 2; Látex de borracha natural HA obtido por centrifugação e estabilizado com amoníaco (60% em peso - comercializado por Von Bundit Co. Ltd); Ácido acético (99% - Sigma).

Procedimento

[224] Para a preparação de todos as misturas bases, seguiu-se o mesmo procedimento, alterando exclusivamente a quantidade de carga de reforço compósita incorporada na mistura padrão.

[225] Para a preparação da composição padrão compreendendo 20 phr de carga de reforço compósita, cerca de 6, 6 gramas deste último foram suspensos em 250 ml de água destilada, formando-se assim uma dispersão aquosa da carga de reforço compósita.

[226] Os 250 ml de dispersão aquosa do material de carga de reforço compósita foram misturados em um recipiente provido com um agitador magnético, com 55 gramas de borracha natural de látex a 300 rpm durante cerca de 30 minutos a 25°C. Posteriormente, foi adicionado ácido acético para trazer o pH da mistura abaixo do valor de 4 e coagular o látex, de modo que obter um produto coagulado compreendendo o material de reforço de reforço compósito. O produto coagulado foi então purificado por meio de filtração a vácuo, lavado com água destilada para eliminar o excesso de ácido acético até um pH de cerca de 6 da água de lavagem e seco sob vácuo a 45°C até peso constante.

[227] Para a preparação dos concentrados a 30 phr e 40 phr o mesmo procedimento foi seguido, respectivamente, utilizando 9,9 e 13,2 gramas de carga de reforço compósita para a preparação da dispersão aquosa.

Exemplo 4 Preparação de materiais elastoméricos vulcanizáveis compreendendo os dois misturas base de acordo com o Exemplo 3 e de dois materiais elastoméricos vulcanizáveis compreendendo sílica (comparação)

[228] As misturas base compreendendo as cargas de reforço compósitas de acordo com os Exemplos 1 e 2 foram usados para produzir materiais elastoméricos vulcanizáveis para componentes de pneus em quantidades de 20 phr e 30 phr, materiais (C) e (D) e materiais (E) e (F), respectivamente. Estes materiais elastoméricos foram comparados com materiais elastoméricos convencionais compreendendo sílica convencional, materiais (A) e (B). Os materiais elastoméricos desses exemplos são baseados em composições elastoméricas modelo para elementos estruturais de pneus. Portanto, os resultados apresentados por esses materiais são preditivos daqueles que podem ser obtidos em um pneu.

[229] A Tabela 2 a seguir mostra as composições em phr dos materiais elastoméricos vulcanizáveis (A), (B), (C), (D), (E) e (F). Tabela 2

Materiais

[230] MISTURA PADRÃO 1: Mistura padrão de borracha natural preparada de acordo com o Exemplo 3, que compreende de 20 phr de carga de reforço compósita de acordo com o Exemplo 1; MISTURA PADRÃO 2: Mistura padrão de borracha natural preparada de acordo com o Exemplo 3, que compreende de 20 phr de carga de reforço compósita de acordo com o Exemplo 2; MISTURA PADRÃO 3: Mistura padrão de borracha natural preparada de acordo com o Exemplo 3, que compreende de 30 phr de carga de reforço compósita de acordo com o Exemplo 1; MISTURA PADRÃO 4: Mistura padrão de borracha natural preparada de acordo com o Exemplo 3, que compreende de 30 phr de carga de reforço compósita de acordo com o Exemplo 2; NR: borracha natural coagulada, obtida por coagulação do látex de borracha natural HA obtido por centrifugação e estabilizada com amônia (60% em peso - comercializada pela Von Bundit Co. Ltd); Sílica: Sílica Ultrasil VN3, Ege Kymia; TESPT: bis(3-trietoxisililpropil)tetrassulfureto), Si69®; CB: Negro de fumo N234, Cabot; Enxofre Solúvel: S8 (enxofre solúvel), Zolfo Industria; ZnO: Óxido de zinco, Zincol Ossidi; Ácido esteárico: Estearina TP8, Undesa; CBS: N-ciclo-hexil-2-benzotiazolesulfenamida (Vulkacit CZ/C), Lanxess; TMQ: 2,2,4-trimetil-1,2 hidroquinolina polimerizada, Kemai; 6PPD: N-(1,3-dimetilbutil)-N’fenil-p-fenilenodiamina, Solutia Eastman.

Procedimento

[231] Todos os componentes, com exceção do enxofre e do acelerador de vulcanização (CBS), foram misturados em um misturador interno (Brabender) por cerca de 10 minutos (1° etapa).

[232] Quando a temperatura de 135°C foi atingida, o material foi misturada durante mais um minuto e, em seguida, foi descarregada. O composto incompleto foi deixado em repouso por um dia e depois o enxofre e o acelerador (CBS) foram adicionados e a mistura foi realizada no mesmo misturador a cerca de 60°C por 9 minutos (segunda etapa).

Exemplo 5 Caracterização dos materiais elastoméricos vulcanizáveis (A), (B), (C), (D), (E) e (F) após vulcanização

[233] Os materiais elastoméricos vulcanizáveis (A), (B), (C), (D), (E) e (F) foram vulcanizados a 151°C por um tempo correspondente ao valor ótimo da curva de vulcanização cinética, a fim de medir as mecânicas estáticas e densidade propriedades dos mesmos.

[234] No que se refere as propriedades mecânicas estáticas são em causa, de testes de tração foram em particular, realizado de acordo com o padrão ISO 37-2011 a 23°C, em 5 espécimes (dumbbell specimen), que medem a resistência à tração (TS), o alongamento na ruptura (Eb) e o módulo de elasticidade nos alongamentos de 10%, 50%, 100%, 300% (M10, M50, M100 e M300 respectivamente) e relatando o valor mediano.

[235] No que se refere à medição da densidade, isso foi realizado nos compostos com o procedimento ISO 2781, Método A, usando água como líquido de referência.

[236] Além disso, as dinâmicas mecânicas propriedades e as vulcanização propriedades dos materiais elastoméricos vulcanizáveis (A), (B), (C), (D), (E) e (F) foram avaliados usando um reômetro Monsanto RPA 2000 de acordo com o método seguinte: as amostras de ensaio cilíndricas, com pesos no intervalo de 4,5 a 5, 5 g foram obtidos por perfurar a composição vulcanizável elastomérico de amostras (a), (B), (C), (D), (e) e (F). As amostras foram vulcanizadas no instrumento “RPA” a 170°C durante 10 minutos e foram submetidos a medição do elástico dinâmico módulo de cisalhamento com uma deformação de amplitude de 3% (G’(3%)) a 70°C/frequência de 10 Hz, e de Tan delta com uma deformação de amplitude de 3% (Tan Delta (3%)) uma temperatura de 70°C/frequência 10 Hz. Tanto quanto a vulcanização, propriedades estão em causa, o mínimo de binário (ML), o valor máximo do binário (MH), bem como a vulcanização tempo necessário para atingir 30% e 90% do máximo do torque (T30 e T90, respectivamente) foram medidas.

[237] A tabela 3 a seguir mostra os resultados obtidos a partir da caracterizações realizadas. Tabela 3

[238] A partir da análise dos dados apresentados na Tabela 3, mostra claramente como os materiais elastoméricos vulcanizáveis (C) e (D) de acordo com a presente invenção, embora compreendendo apenas 20 phr de carga de reforço de acordo com a presente invenção, mostram estática e dinâmica propriedades mecânicas significativamente maiores do que as do material elastomérico vulcanizável (A), que compreende a mesma quantidade de material de reforço de reforço e totalmente comparável às do material elastomérico vulcanizável (B), que por outro lado contém 30 phr de reforço à base de sílica carga, ou seja, uma quantidade superior a 50% da carga de reforço em relação aos materiais elastoméricos vulcanizáveis (C) e (D). Isto mostra as maiores propriedades de reforço da carga de reforço compósita de acordo com a presente invenção em relação à sílica.

[239] Além disso, na medida em que os materiais elastoméricos (E) e (F) estão em causa, compreendendo 30 phr de carga de reforço compósita, é possível notar que aumentando o teor de carga de reforço compósita é possível para obter valores de dinâmica módulo de elasticidade ao corte L’ e de tangente de delta, preditivo de uma melhoria da capacidade de manobra em alta velocidade e em condições de condução de limite, típicos dos pneus de elevado desempenho, por exemplo, pneus HP e UHP.

[240] Além disso, parece claramente que os materiais elastoméricos vulcanizáveis (C) e (D) têm uma densidade mais baixa em relação ao material elastomérico vulcanizável (A) e ainda mais baixo em relação ao material elastomérico vulcanizável (B). Portanto, os dados conferidos acima destacam- se como os materiais elastoméricos vulcanizáveis (C) e (D) permitir a produzir significativamente mais leves de materiais elastoméricos com o mesmo desempenho.

[241] Da mesma forma, os materiais elastoméricos vulcanizáveis (E) e (F) mostram uma densidade mais baixa em relação ao material elastomérico vulcanizável (B), que compreende a mesma quantidade de carga, também neste caso demonstrando um desempenho aprimorado da carga de reforço compósita de acordo com para o presente invento no que se refere a agentes de carga à base de sílica convencionais, um desempenho melhorado, que permite a produzir significativamente mais leves materiais elastoméricos.

[242] Finalmente, ela aparece como a vulcanização comportamento dos materiais elastoméricos vulcanizáveis (C), (D), (E) e (F) é análogo nós em termos de máximo do binário MH e melhor em termos de vulcanização cinética em relação aos materiais elastoméricos vulcanizáveis (A) e (B).

[243] Os dados de ML preditivos da viscosidade do composto também indicam que isso é mais baixo para a mesma quantidade de carga.

[244] A partir dos dados providos acima, resulta que os materiais elastoméricos vulcanizáveis (C), (D), (E) e (F) são substancialmente viáveis com custos de energia aprimorados em relação aos materiais elastoméricos vulcanizáveis (A) e (B) e mostram uma cinética de vulcanização significativamente mais alta em relação a esta última, para o benefício da produtividade dos processos em que são usadas.

Exemplo 6 Preparação de uma mistura padrão de SBR compreendendo 20 phr da carga de reforço compósita de acordo com o Exemplo 2 Materiais

[245] Carga de reforço compósita de acordo com o Exemplo 2; Látex SBR em emulsão (teor de sólidos 66% em peso, Europrene Latice E-5570, Versalis); Ácido acético (99% - Sigma).

Procedimento

[246] Para a preparação da mistura padrão, foi seguido o seguinte procedimento.

[247] Cerca de 6,6 gramas da carga de reforço compósita foram suspensos em 250 ml de água destilada, formando assim uma dispersão aquosa da carga de reforço compósita.

[248] Os 250 ml de dispersão aquosa do material de carga de reforço compósita foram misturados em um recipiente provido com um agitador magnético com 50 gramas de SBR látex a 300 rpm durante cerca de 30 minutos a 25°C. Depois disso, foi adicionado ácido acético de modo que trazer o pH da mistura para um valor abaixo de 4 e coagular o látex, de modo que obter um produto coagulado compreendendo o material de reforço de reforço compósito. O produto coagulado foi então purificado por meio de filtração a vácuo, lavado com água destilada para eliminar o excesso de ácido acético até que um valor de pH de cerca de 6 das águas de lavagem foi obtido e seco sob vácuo a 45°C até peso constante.

Exemplo 7 Preparação de um material elastomérico vulcanizável compreendendo a mistura padrão de acordo com o Exemplo 6 e de três materiais elastoméricos vulcanizáveis compreendendo sílica (comparação)

[249] A mistura padrão de acordo com o exemplo 6 foi usada para produzir um material elastomérico vulcanizável para componentes de pneus em uma quantidade de 20 phr, material (L). Este material elastomérico foi comparado com materiais elastoméricos convencionais compreendendo 20 phr, 30 phr e 40 phr de sílica, materiais (G), (H) e (I), respectivamente. Os materiais elastoméricos desses exemplos são baseados em composições elastoméricas modelo para elementos estruturais de pneus. Portanto, os resultados apresentados por estes materiais são preditivos daqueles que podem ser obtidos em um pneu.

[250] A tabela 4 a seguir mostra as composições em phr dos materiais. Tabela 4

[251] MISTURA PADRÃO 5: mistura padrão de SBR compreendendo 20 phr de carga de reforço compósita de acordo com o Exemplo 2; E-SBR: SBR coagulado, obtido por coagulação do látex SBR em emulsão com% de estireno de 26% (teor de sólidos de 66% em peso, Europrene Latice® E- 5570, Versalis); NR: borracha natural coagulada, obtida por coagulação do látex de borracha natural HA obtido por centrifugação e estabilizada com amônia (60% em peso - comercializada pela Von Bundit Co. Ltd); Sílica: Sílica Ultrasil VN3, Ege Kymia; TESPT: bis(3-trietoxisililpropil)tetrassulfureto, Si69®; CB: Negro de fumo N234, Cabot; Enxofre solúvel: S8 (enxofre solúvel), Zolfo Industria; ZnO: Óxido de zinco, Zincol Ossidi; Ácido esteárico: Estearina TP8, Undesa; CBS: N-ciclo-hexil-2-benzotiazolesulfenamida (Vulkacit CZ/C), Lanxess; TMQ: 2,2,4-trimetil-1,2 hidroquinolina polimerizada, Kemai; 6PPD: N-(1,3-dimetilbutil)-N’fenil-p-fenilenodiamina, Solutia Eastman.

Procedimento

[252] Todos os componentes, com exceção do enxofre e do acelerador de vulcanização (CBS), foram misturados em um misturador interno (Brabender) por cerca de 10 minutos (1° etapa).

[253] Quando a temperatura de 135°C foi atingida, o material foi misturado por mais um minuto e depois descarregado. O composto incompleto foi deixado em repouso por um dia. O enxofre e o acelerador (CBS) foram então adicionados e a mistura foi realizada no mesmo misturador a cerca de 60°C por 9 minutos (2a etapa).

Exemplo 8 Caracterização dos materiais elastoméricos vulcanizáveis (G), (H), (I) e (L) após vulcanização

[254] Os materiais elastoméricos vulcanizáveis (G), (H), (I) e (L) foram submetidos a testes de caracterização, como mostrado no Exemplo 5 anterior.

[255] A tabela 5 a seguir mostra os resultados obtidos pelas caracterizações realizadas. Tabela 5

[256] Da mesma forma que foi observado a partir dos dados providos na Tabela 3, também aparece claramente a partir dos dados relatados na Tabela 5 como o material elastomérico vulcanizável (L) de acordo com a presente invenção, embora compreendendo apenas 20 phr de carga de reforço compósita de acordo com o presente invenção, mostra propriedades mecânicas estáticas e dinâmicas significativamente maiores do que as do material elastomérico vulcanizável (G), que compreende a mesma quantidade de carga de reforço e intermediário entre as do material elastomérico vulcanizável (H), que contém 30 phr de sílica base de carga de reforço, e do material elastomérico vulcanizável (I), que contém de 40 phr de carga de reforço à base de sílica. Isto mostra as maiores propriedades de reforço da carga de reforço compósita de acordo com a presente invenção em relação à sílica.

[257] Além disso, parece claramente que o material elastomérico vulcanizável (L) tem uma densidade mais baixa em relação ao material elastomérico vulcanizável (G) e ainda mais baixo em relação aos materiais elastoméricos vulcanizáveis (H) e (I). Portanto, os dados acima dado realce como o material elastomérico vulcanizável (L) permite a produzir significativamente mais leves de materiais elastoméricos com o mesmo desempenho.

[258] Finalmente, parece que o comportamento vulcanização do material elastomérico vulcanizável (G) é análogo em termos de binário e é melhor em termos de vulcanização cinética no que se refere aos materiais com desempenho igual (H) e (I). A partir dos dados relatados acima, portanto, parece que o material elastomérico vulcanizável (L) é substancialmente viável com custos de energia análogos aos dos materiais elastoméricos vulcanizáveis (H) e (I), mas mostra uma cinética de vulcanização significativamente mais alta em relação à último, em benefício da produtividade dos processos em que são utilizados.

Exemplo 9 Preparação de materiais elastoméricos vulcanizáveis compreendendo as misturas base de borracha natural de acordo com o Exemplo 3 e de três materiais elastoméricos vulcanizáveis compreendendo sílica (comparação)

[259] Foram utilizadas três misturas base de borracha natural, respectivamente, compreendendo 20 phr, 30 phr e 40 phr de carga de reforço compósita de acordo com o Exemplo 2 para produzir materiais elastoméricos vulcanizáveis para componentes de pneus, (P), (Q) e (R), respectivamente. Estes materiais elastoméricos foram comparados com materiais elastoméricos convencionais compreendendo sílica convencional, materiais (M), (N) e (O). Os materiais elastoméricos desses exemplos são baseados em composições elastoméricas modelo para elementos estruturais de pneus. Portanto, os resultados apresentados por estes materiais são preditivos daqueles que podem ser obtidos em um pneu.

[260] A Tabela 6 a seguir mostra as composições em phr dos materiais elastoméricos vulcanizáveis (M), (N), (O), (P), (Q) e (R). Tabela 6

Materiais

[261] MISTURA PADRÃO 2: Mistura padrão de borracha natural preparada de acordo com o Exemplo 3, que compreende de 20 phr de carga de reforço compósita de acordo com o Exemplo 2; MISTURA PADRÃO 4: Mistura padrão de borracha natural preparada de acordo com o Exemplo 3, que compreende de 30 phr de carga de reforço compósita de acordo com o Exemplo 2; MISTURA PADRÃO 6: Mistura padrão de borracha natural preparada de acordo com o Exemplo 3, que compreende de 40 phr de carga de reforço compósita de acordo com o Exemplo 2; NR: borracha natural coagulada, obtida por coagulação do látex de borracha natural HA obtido por centrifugação e estabilizada com amônia (60% em peso comercializado por Von Bundit Co. Ltd); Sílica: Sílica Ultrasil VN3, Ege Kymia; TESPT: bis(3-trietoxisililpropil)tetrassulfureto, Si69®; CB: Negro de fumo N234, Cabot; Enxofre solúvel: S8 (enxofre solúvel), Sulfur Industria; ZnO: Óxido de zinco, Zincol Ossidi; Ácido esteárico: Estearina TP8, Undesa; CBS: N-ciclo-hexil-2-benzotiazolesulfenamida (Vulkacit CZ/C), Lanxess; TMQ: 2,2,4-trimetil-1,2 hidroquinolina polimerizada, Kemai; 6PPD: N-(1,3-dimetilbutil)-N’fenil-p-fenilenodiamina, Solutia Eastman.

Procedimento

[262] Todos os componentes, com exceção do enxofre e do acelerador de vulcanização (CBS), foram misturados em um misturador interno (Brabender) por cerca de 10 minutos no total (1a etapa).

[263] No final dos 9 minutos em que a temperatura de 135°C foi atingida, o material foi misturado por mais um minuto e depois descarregado. O composto incompleto foi deixado em repouso por um dia. O enxofre e o acelerador (CBS) foram então adicionados e a mistura foi realizada no mesmo misturador a cerca de 60°C por 9 minutos (2a etapa).

Exemplo 10 Caracterização dos materiais elastoméricos vulcanizáveis (M), (N), (O), (P), (Q) e (R) após vulcanização

[264] Os materiais elastoméricos vulcanizáveis (M), (N), (O), (P), (Q) e (R) foram submetidos a testes de caracterização, como mostrado no Exemplo 5 anterior.

[265] A tabela 7 a seguir mostra os resultados obtidos pelas caracterizações realizadas. Tabela 7

[266] A partir dos dados relatados na Tabela 7, é possível confirmar ainda mais o que emergiu dos exemplos anteriores, isto é, que a carga de reforço compósita de acordo com a presente invenção possui propriedades de reforço maiores do que as cargas de reforço à base de sílica, permitindo usar quantidades menores de carga para alcançar o mesmo desempenho.

[267] Além disso, também a partir dos dados da Tabela 7, parece que, usando quantidades maiores de carga de reforço de acordo com a presente invenção, por exemplo 30 ou 40 phr, é possível obter valores do módulo elástico de cisalhamento dinâmico G’ e de Tan Delta, preditivo de uma melhoria da manobrabilidade em alta velocidade e em condições de condução limitadas, típicas de pneus de alto desempenho, por exemplo, pneus HP e UHP.

[268] Além disso, o resultado é que os materiais elastoméricos vulcanizáveis (P) (Q) e (R) sempre apresentam valores de densidade mais baixos, para a mesma quantidade de material de enchimento, em relação aos materiais elastoméricos vulcanizáveis contendo materiais de reforço à base de sílica, materiais (M), (N) e (O), respectivamente, permitindo assim produzir materiais elastoméricos significativamente mais leves.

[269] Finalmente, parece que o comportamento de vulcanização dos materiais elastoméricos vulcanizáveis (P) (Q) e (R) é análogo em termos de torque e melhor em termos de cinética de vulcanização em relação aos materiais (M), (N) e (O).

[270] A partir dos dados acima, o resultado é que os materiais elastoméricos vulcanizáveis (P) (Q) e (R) são substancialmente viáveis em custos de energia análogos aos materiais elastoméricos vulcanizáveis (M), (N) e (O), mas mostram cinética de vulcanização significativamente mais alta em relação a esta última, para o benefício da produtividade dos processos em que são usadas.

[271] Os exemplos acima não devem ser considerados como exaustivos das vantagens da invenção, razão pela qual o negro de fumo também pode ser substituído por vantagens por uma carga de reforço compósita renovável de acordo com a invenção. Em relação a isso, o Requerente considera que o material de reforço de reforço compósito pode ser mais reforçado em relação ao negro de fumo devido à sua natureza de partículas fibrosas em vez de esféricas.

Claims (30)

1. Pneu (100) para rodas de veículo, compreendendo pelo menos um elemento estrutural compreendendo um material elastomérico vulcanizado caracterizado pelo fato de que o material elastomérico vulcanizado é obtido através da vulcanização de uma composição elastomérica vulcanizável compreendendo: (a) pelo menos um polímero elastomérico de dieno vulcanizável; (b) pelo menos uma carga de reforço compósita que compreende um núcleo que compreende celulose nanocristalina e um revestimento pelo menos parcial que compreende sílica.

2. Pneu (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a carga de reforço compósita (b) possui uma estrutura de núcleo-casca que compreende um núcleo que compreende celulose nanocristalina e uma casca que compreende sílica.

3. Pneu (100) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a carga de reforço compósita (b) tem um diâmetro que está na faixa de 10 nm a 60 nm e um comprimento que está na faixa de 100 nm a 1000 nm.

4. Pneu (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a carga de reforço compósita (b) tem um grau de cristalinidade que está na faixa de 10% a 80%.

5. Pneu (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a carga de reforço compósita (b) tem uma densidade que está na faixa de 1,5 a 1,9.

6. Pneu (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a carga de reforço compósita (b) tem uma área superficial total de BET que está na faixa de 20 a 400 m2/g.

7. Pneu (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a carga de reforço compósita (b) compreende, em relação ao peso total da carga de reforço compósita (b), de 20 a 80% em peso de sílica.

8. Pneu (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a composição elastomérica vulcanizável compreende, por 100 phr de polímero elastomérico de dieno vulcanizável (a), de 0,1 a 40 phr da carga de reforço compósita (b).

9. Pneu (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o elemento estrutural é selecionado a partir de um grupo que compreende banda de rodagem (109), estrutura de carcaça (106), estrutura de cinta (106), camada inferior (111), tira antiabrasiva (105), parede lateral (108), inserto de parede lateral, mini parede lateral (110)aleta (120), tela antiatrito (121), revestimento interno inferior, camadas de borracha, enchimento de talão (104) e lâminas de borracha.

10. Processo para produzir um pneu (100) para rodas de veículo como definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o processo compreende: - prover uma composição elastomérica vulcanizável compreendendo: (a) pelo menos um polímero elastomérico de dieno vulcanizável; (b) pelo menos uma carga de reforço compósita que compreende um núcleo que compreende celulose nanocristalina e um revestimento pelo menos parcial que compreende sílica; - prover um elemento estrutural de pneu compreendendo a composição elastomérica vulcanizável; - montar o elemento estrutural do pneu em um pneu cru; - vulcanizar o pneu cru.

11. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que prover uma composição elastomérica vulcanizável compreende: - alimentar pelo menos um aparelho de mistura compreendendo pelo menos um misturador descontínuo e/ou pelo menos um misturador contínuo com pelo menos os seguintes componentes: o o polímero elastomérico de dieno vulcanizável (a), o a carga de reforço compósita (b); - misturar e dispersar os ditos componentes de modo que se obtenha a dita composição elastomérica vulcanizável; - descarregar a dita composição elastomérica vulcanizável a partir do dito aparelho de mistura.

12. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a carga de reforço compósita (b) é alimentada a pelo menos um misturador descontínuo e/ou ao dito pelo menos um misturador contínuo na forma de mistura padrão compreendendo: - pelo menos um polímero elastomérico de dieno vulcanizável (a); - a carga de reforço compósita (b).

13. Mistura padrão, compreendendo: (a) pelo menos um polímero elastomérico de dieno vulcanizável; caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente (b) pelo menos uma carga de reforço compósita que compreende um núcleo que compreende celulose nanocristalina e um revestimento pelo menos parcial que compreende sílica.

14. Mistura padrão de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que a carga de reforço compósita (b) é como definida em qualquer uma das reivindicações 2 a 7.

15. Mistura padrão de acordo com a reivindicação 13 ou 14, caracterizada pelo fato de que compreende de 5 a 120 phr da carga de reforço compósita (b) por 100 phr do polímero elastomérico de dieno vulcanizável (a).

16. Processo para produzir uma mistura padrão como definida em qualquer uma das reivindicações 13 a 15, compreendendo: (a) pelo menos um polímero elastomérico de dieno vulcanizável; (b) pelo menos uma carga de reforço compósita que compreende um núcleo que compreende celulose nanocristalina e um revestimento pelo menos parcial que compreende sílica; caracterizado pelo fato de que o processo compreende: I. prover uma dispersão aquosa da carga de reforço compósita (b); II. adicionar, por mistura, a dispersão aquosa da etapa I. em um látex que compreende o polímero elastomérico de dieno vulcanizável (a); III. coagular o látex resultante da etapa II. de modo que se obtenha um produto coagulado que compreende a carga de reforço compósita (b); IV. purificar o produto coagulado resultante da etapa III para obter a referida mistura padrão.

17. Processo de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que purificar o produto coagulado compreende pelo menos uma operação selecionada a partir de um grupo que compreende filtragem, lavagem, centrifugação, secagem, liofilização.

18. Processo para produzir uma carga de reforço compósita, caracterizado pelo fato de que o processo compreende: (A) . dispersar uma celulose nanocristalina em uma temperatura que está na faixa de 70 a 90°C em um meio de dispersão aquoso na presença de pelo menos um tensoativo selecionado dentre tensoativos catiônicos e tensoativos anfotéricos, de modo que se obtenha uma dispersão aquosa que compreende celulose nanocristalina; (B) . adicionar pelo menos um composto precursor de sílica à dispersão aquosa resultante da etapa (A); (C) . depor um revestimento pelo menos parcial de sílica sobre a celulose nanocristalina, através da hidrólise do composto precursor de sílica de modo que se obtenha uma carga de reforço compósita que compreende um núcleo compreendendo celulose nanocristalina e um revestimento pelo menos parcial compreendendo sílica; (D) . purificar a carga de reforço compósita resultante da etapa (C).

19. Processo de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o tensoativo é selecionado a partir de um grupo que compreende cloreto de benzalcônio, cloreto de cetrimônio, brometo de hexadeciltrimetilamônio, metossulfato de undecilamida propil trimetilamônio, metossulfato de coco alquil trimetilamônio.

20. Processo de acordo com a reivindicação 18 ou 19, caracterizado pelo fato de que o tensoativo é adicionado em uma quantidade que está na faixa de 10 a 20% em peso em relação ao peso da celulose nanocristalina.

21. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 20, caracterizado pelo fato de que o composto precursor de sílica é selecionado de: I. silicatos alcalinos, da fórmula M2O^n SÍO2 (I) onde M = Na, K, Li e onde n está na faixa de 0,5 a 4, preferivelmente n = 0,5 ou 1 ou 3 e M = Na ou K, II. derivados de tetra-alquila de ácido silícico da fórmula (RO)4Si (II) em que os grupos R, iguais ou diferentes um do outro, representam alquilas C1-C6, III. halossilanos da fórmula SiX4 ou (RO)3SiX ou (RO)2SiX2 ou (RO)SiX3 (III) em que os grupos R, iguais ou diferentes um do outro, representam alquilas C1-C6, e X, iguais ou diferentes um do outro, são selecionados de cloro, bromo e iodo.

22. Processo de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que o dito composto precursor de sílica é um silicato alcalino (I).

23. Processo de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que a dita adição é realizada enquanto mantém-se a dita dispersão aquosa em um meio básico e em uma temperatura que está na faixa de 70 a 90°C.

24. Processo de acordo com a reivindicação 22 ou 23, caracterizado pelo fato de que a quantidade de silicato alcalino está na faixa de 50 a 150% em peso em relação ao peso da celulose nanocristalina.

25. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 24, caracterizado pelo fato de que a etapa (B) compreende adicionalmente a adição de pelo menos um ácido selecionado a partir de um grupo que compreende ácido clorídrico, ácido fosfórico, ácido nítrico, ácido sulfúrico, ácido acético, ácido carbônico.

26. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 25, caracterizado pelo fato de que a etapa (B) compreende: (B1) adicionar pelo menos uma primeira porção de silicato alcalino (I) à dispersão aquosa resultante da etapa (A), em que a adição é realizada enquanto mantém-se a dispersão aquosa a um pH que está na faixa de 8,5 a 9,5; (B2) agitar a dispersão aquosa resultante da etapa (B1) por um tempo que está na faixa de 80 a 100 minutos; (B3) adicionar pelo menos uma segunda porção de silicato alcalino (I) à dispersão aquosa resultante da etapa (B2), em que a adição é realizada enquanto mantém-se a dispersão aquosa a um pH que está na faixa de 7 a 8.

27. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 26, caracterizado pelo fato de que a etapa (C) de depor um revestimento pelo menos parcial de sílica sobre a celulose nanocristalina compreende trazer uma dispersão aquosa resultante da etapa (B) em um meio ácido de modo que hidrolise o silicato alcalino (I) e se obtenha uma carga de reforço compósita que compreende um núcleo compreendendo celulose nanocristalina e um revestimento pelo menos parcial compreendendo sílica.

28. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 27, caracterizado pelo fato de que a etapa (C) compreende adicionar pelo menos um ácido selecionado a partir de um grupo compreendendo ácido clorídrico, ácido fosfórico, ácido nítrico, ácido sulfúrico, ácido acético, ácido carbônico.

29. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 28, caracterizado pelo fato de que a purificação da carga de reforço compósita compreende pelo menos uma operação selecionada a partir de um grupo compreendendo a filtragem, a lavagem, a centrifugação, a secagem, a liofilização, ou qualquer combinação das mesmas.

30. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 29, caracterizado pelo fato de que a carga de reforço compósita resultante da etapa (C) é uma carga de reforço compósita (b) como definida em qualquer uma das reivindicações 2 a 7.