Efeitos do uso de compatibilizante comercial nas propriedades mecânicas e morfológicas de blendas de PE reciclado/ PE virgem visando uma economia circular
Data
2024-06
Autores
Teixeira, Mario Oliveira 
Orientadores
Martins, Cristiane Reis
Tipo
Trabalho de conclusão de curso
Título da Revista
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Resumo
Economia circular é um sistema econômico que visa reverter danos causados por modelos lineares de produção-consumo reinserindo materiais novamente ao ciclo produtivo, por meio da reciclagem mecânica de plásticos, por exemplo. Visto o baixo índice de reciclagem de plásticos, a dificuldade de separar PE e PP de resíduos pós-consumo e visando a circularidade destes materiais, o presente trabalho realizou o reprocessamento de resíduo pós-consumo (PCR) em extrusora com resina virgem de polietileno de alta densidade (PEAD), por se tratar da mesma matriz polimérica, variando a %/m de PCR de 0 a 100 % sem e com a adição de 5 %/m e 10 %/m de compatibilizante comercial, um copolímero composto por unidades repetidas de propileno com distribuição randômica de etileno (PEC). As blendas PEAD/PCR apresentaram uma morfologia contínua, indicando miscibilidade entre os materiais, enquanto as blendas PEAD/PEC/PCR com 5 %/m de PEC apresentaram uma perda da adesão interfacial devido a imiscibilidade dos componentes, resultando na diminuição das resistências à tração e flexão, bem como a diminuição dos módulos de tração e flexão devido a menor rigidez das formulações compatibilizadas e aumento da deformação na ruptura devido a capacidade de deformação oriunda da alta tenacidade do copolímero. Calorimetria Diferencial de Varredura mostrou que compatibilização não apresentou mudanças significativas nas temperaturas de cristalização e fusão, porém diminuiu o grau de cristalinidade das blendas. Por Análise Termogravimétrica observou-se que a inserção do PEC não influencia na estabilidade térmica das blendas processadas. Espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) indicou que não há contaminação por PP no resíduo pós-consumo comercial em quantidades evidentes caso haja, corroborando com a morfologia e propriedades mecânicas observadas. O uso do compatibilizante comercial não se mostrou eficiente nas proporções utilizadas neste trabalho.
Circular economy is an economic system that aims to reverse the damage caused by linear production-consumption models by reinserting materials back into the production cycle, through the mechanical recycling of plastics, for example. Given the low recycling rate of plastics, the difficulty of separating PE and PP from post-consumer waste and the circularity of these materials, this study reprocessed post-consumer waste (PCR) in an extruder with virgin high-density polyethylene (HDPE) resin, since it is the same polymer matrix, varying the %wt of PCR from 0 to 100 % without and with the addition of 5 %wt and 10 %wt of commercial compatibilizer, a copolymer composed of repeated propylene units with random distribution of ethylene (PEC). The HDPE/PCR blends showed a continuous morphology, indicating miscibility between the materials, while the HDPE/PEC/PCR blends with 5 %wt of PEC showed a loss of interfacial adhesion due to the immiscibility of the components, resulting in a decrease in tensile and flexural strengths, as well as a decrease in tensile and flexural modulus due to the lower stiffness of the compatibilized formulations and an increase in deformation at break due to the deformation capacity resulting from the high toughness of the copolymer. Differential Scanning Calorimetry showed that compatibilization did not lead to significant changes in crystallization and melting temperatures, but did reduce the degree of crystallinity of the blends. Thermogravimetric analysis showed that the insertion of PEC did not influence the thermal stability of the processed blends. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) indicated that there is no PP contamination in the commercial post-consumer waste in obvious quantities, if any, corroborating the morphology and mechanical properties observed. The use of the commercial compatibilizer did not prove to be efficient in the proportions used in this work.
Circular economy is an economic system that aims to reverse the damage caused by linear production-consumption models by reinserting materials back into the production cycle, through the mechanical recycling of plastics, for example. Given the low recycling rate of plastics, the difficulty of separating PE and PP from post-consumer waste and the circularity of these materials, this study reprocessed post-consumer waste (PCR) in an extruder with virgin high-density polyethylene (HDPE) resin, since it is the same polymer matrix, varying the %wt of PCR from 0 to 100 % without and with the addition of 5 %wt and 10 %wt of commercial compatibilizer, a copolymer composed of repeated propylene units with random distribution of ethylene (PEC). The HDPE/PCR blends showed a continuous morphology, indicating miscibility between the materials, while the HDPE/PEC/PCR blends with 5 %wt of PEC showed a loss of interfacial adhesion due to the immiscibility of the components, resulting in a decrease in tensile and flexural strengths, as well as a decrease in tensile and flexural modulus due to the lower stiffness of the compatibilized formulations and an increase in deformation at break due to the deformation capacity resulting from the high toughness of the copolymer. Differential Scanning Calorimetry showed that compatibilization did not lead to significant changes in crystallization and melting temperatures, but did reduce the degree of crystallinity of the blends. Thermogravimetric analysis showed that the insertion of PEC did not influence the thermal stability of the processed blends. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) indicated that there is no PP contamination in the commercial post-consumer waste in obvious quantities, if any, corroborating the morphology and mechanical properties observed. The use of the commercial compatibilizer did not prove to be efficient in the proportions used in this work.
Descrição
Citação
TEIXEIRA, Mario Oliveira. Efeitos do uso de compatibilizante comercial nas propriedades mecânicas e morfológicas de blendas de PE reciclado/ PE virgem visando uma economia circular. 2024. 46 f. Trabalho de conclusão de curso (Bacharelado em Química Industrial) - Universidade Federal de São Paulo, Diadema, 2024.