Reciclagem de elastómeros

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

Polímeros

problema ambiental

Termoplásticos Termorrígidos

Reciclagem com adição

de material virgem

Ligação cruzada, estabilizantes

e outros aditivos

Degradação natural é lenta

Pneus < 1% é perdido na rodagem

Aterros

1977 – 70% aterro (elevado custo)

Obras de Aterramento

Fonte de Energia

Pneus – 90% material orgânico = 32,6 mJ/kg

Carvão – 18,6 a 27,9 mJ/kg

Fonte de Energia

Emissão de gases e o valor agregado ao resíduo é baixo

Quadras de Esporte e Playground

Regeneração

Conversão da rede tridimensional, insolúvel e infusível

rede bidimensional, plástica, baixo módulo, processável e

vulcanizavel, essencialmente um termoplástico similar à

borracha virgem.

Física Química

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

Termo-Mecânica

Pó ~ 20 m;

Solvente NaOH;

Revulcanizado propriedades inferiores ao material

original.

Crio-Mecânica

Moagem na presença de N2 líquido;

Pó = 40 – 100 mesh (388 – 140 m);

Crio-Mecânica: Efeito da granulometria

Extrusão = 80 – 100 mesh (5 phr);

Calandragem = 80 – 100 mesh (10 phr);

Moldagem = qualquer tamanho.

Crio-Mecânica: BR 60 mesh

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;

400 – 500 mesh

H2O

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

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%

Regeneração Química: compostos orgânicos

(dissulfetos e mercaptanas).

processo mais utilizado pelas empresas que produzem

borracha regenerada.

Regeneração Química

Iodeto de metila catalisada por iodeto de mercúrio

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

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

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)

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

T = 60oC

t = 25 min

sol = fração que está sendo desvulcanizada

Regeneração utilizando-se materiais de fontes renováveis (RRM)

Regeneração utilizando-se materiais de fontes renováveis:

misturas com elastômeros virgem





Preparação de TPV

modified = LLDPE com etileno glicidil metacrilato

Custo elevado

Incorporação ao Asfalto

Asfalto + pó de borracha (2 mm) = 175 – 220 C, 1 -2 h.

2 toneladas de pó de borracha por km

Bibliografia

B. Adhikari, D. De e S. Maiti, Reclamation and recycling

of waste rubber, Progress in Polymer Science, 25, 909-948,

2000.

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