INCT de Engenharia de Superfícies: divulgação, difusão e transferência de con...
Reciclagem de elastómeros
1. UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL
Programa de Pós-Graduação em Materiais (PGMAT)
Ciência e Tecnologia de Elastômeros
Reciclagem de Elastômeros
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Janaina da Silva Crespo
Grupo de Materiais Elastoméricos
2.
3. Polímeros
problema ambiental
Termoplásticos Termorrígidos
Reciclagem com adição Ligação cruzada, estabilizantes
e outros aditivos
de material virgem
Degradação natural é lenta
4. Pneus < 1% é perdido na rodagem
Aterros
1977 – 70% aterro (elevado custo)
7. Fonte de Energia
Emissão de gases e o valor agregado ao resíduo é baixo
Quadras de Esporte e Playground
8. Regeneração
Física Química
Conversão da rede tridimensional, insolúvel e infusível
rede bidimensional, plástica, baixo módulo, processável e
vulcanizavel, essencialmente um termoplástico similar à
borracha virgem.
9. Regeneração Física: mecânica, termo-mecânica, crio-
mecânica, microondas e ultrassom.
Mecânica
Cisalhamento em cilindro a altas temperaturas (diminuição
do PM)
NR, T = 80oC (RR)
Blendas NR/RR (25/75) carga de enchimento
10. Termo-Mecânica
Pó ~ 20 m;
Solvente NaOH;
Revulcanizado propriedades inferiores ao material
original.
11. Crio-Mecânica
Moagem na presença de N2 líquido;
Pó = 40 – 100 mesh (388 – 140 m);
14. Principal problema para pneu:
Propriedade de flexão;
Stress cíclico é propagado pelo pneu;
Caso encontre um grão vulcanizado pode ocasionar trincas.
Outros tipos de moagem:
Moagem em ambiente seco 10 – 30 mesh, 5 – 20 phr;
Moagem em solução pó 10 – 20 mesh;
H2O
400 – 500 mesh
15. Microondas
Energia e frequência específica para que ocorra a
desvulcanização;
Pó = 40 – 100 mesh (388 – 140 m).
E = 915 – 2450 MHz; P = 41 – 177 W h
16. Ultrassom
Ruptura da ligação C – S e S – S;
NR 50 kHz durante 20 min
desvulcanização revulcanização = propriedades
similares a NR virgem;
SBR gel 83%, d l.c. = 0,21 kg mol/cm3, desvulcanização
T = 121oC
Revulcanização d l.c. = 0,02 kg mol/cm3
Tração na ruptura: 1,5 10,5 MPa
Alongamento na ruptura: 130 250%
17. Regeneração Química: compostos orgânicos
(dissulfetos e mercaptanas).
processo mais utilizado pelas empresas que produzem
borracha regenerada.
19. Regeneração Química: compostos inorgânicos
LiAlH4 = hidreto de lítio e alumínio (LAH)
Na (pó 10 – 30 mesh)
Tolueno, benzeno, cicloexano T = 300oC sem O2 PMi = PMf
20. Desenvolvimentos recentes na
regeneração de borracha
Biotecnologia: dessulfuração microbiológica;
SBR 1,6% de S
Microorganismos: Thiobacillus i. e.
T. ferrooxidans
T. thiooxidans
T. thioparus
Melhor resultado: T. thioparus, pó = 100 – 200 m
4,7% do S SO42- 40 dias
oxidado
21. Regeneração utilizando-se o De-Link
100 phr de pó 40 mesh
cilindro temperatura ambiente
2 – 6 phr de De-Vulc
NR-D e SBR-D (adição de 30% de material regenerado com De-Vulc)
22. Regeneração utilizando-se materiais de fontes renováveis (RRM)
RRM = dialildissulfetos, monossulfetos, polissulfetos e tióis
DADS = dialildissulfeto sintético
10 phr de RRM ou 2 phr de DADS / 100 phr de borracha; T = 60oC
23. T = 60oC
t = 25 min
sol = fração que está sendo desvulcanizada
24. Regeneração utilizando-se materiais de fontes renováveis (RRM)
25.
26.
27. Regeneração utilizando-se materiais de fontes renováveis:
misturas com elastômeros virgem
28. Regeneração utilizando-se materiais de fontes renováveis:
misturas com elastômeros virgem
29. Regeneração utilizando-se materiais de fontes renováveis:
misturas com elastômeros virgem
30. Preparação de TPV
modified = LLDPE com etileno glicidil metacrilato
Custo elevado