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Reciclagem de elastómeros

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Arquivo complementar à apresentação "Recuperação de resíduos industriais de SBR".

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  • 1. UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL Programa de Pós-Graduação em Materiais (PGMAT) Ciência e Tecnologia de ElastômerosReciclagem de Elastômeros ___________________________________________ Janaina da Silva Crespo Grupo de Materiais Elastoméricos
  • 2. Polímeros problema ambiental Termoplásticos TermorrígidosReciclagem com adição Ligação cruzada, estabilizantes e outros aditivos de material virgem Degradação natural é lenta
  • 3. Pneus < 1% é perdido na rodagemAterros1977 – 70% aterro (elevado custo)
  • 4. Obras de Aterramento
  • 5. Fonte de EnergiaPneus – 90% material orgânico = 32,6 mJ/kgCarvão – 18,6 a 27,9 mJ/kg
  • 6. Fonte de EnergiaEmissão de gases e o valor agregado ao resíduo é baixoQuadras de Esporte e Playground
  • 7. Regeneração Física QuímicaConversão da rede tridimensional, insolúvel e infusívelrede bidimensional, plástica, baixo módulo, processável evulcanizavel, essencialmente um termoplástico similar àborracha virgem.
  • 8. Regeneração Física: mecânica, termo-mecânica, crio-mecânica, microondas e ultrassom.MecânicaCisalhamento em cilindro a altas temperaturas (diminuiçãodo PM)NR, T = 80oC (RR)Blendas NR/RR (25/75) carga de enchimento
  • 9. Termo-Mecânica Pó ~ 20 m; Solvente NaOH; Revulcanizado propriedades inferiores ao material original.
  • 10. Crio-Mecânica Moagem na presença de N2 líquido; Pó = 40 – 100 mesh (388 – 140 m);
  • 11. Crio-Mecânica: Efeito da granulometria Extrusão = 80 – 100 mesh (5 phr); Calandragem = 80 – 100 mesh (10 phr); Moldagem = qualquer tamanho.
  • 12. Crio-Mecânica: BR 60 mesh
  • 13. 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
  • 14. Microondas Energia e frequência específica para que ocorra adesvulcanização; Pó = 40 – 100 mesh (388 – 140 m).E = 915 – 2450 MHz; P = 41 – 177 W h
  • 15. 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%
  • 16. Regeneração Química: compostos orgânicos(dissulfetos e mercaptanas). processo mais utilizado pelas empresas que produzemborracha regenerada.
  • 17. Regeneração Química Iodeto de metila catalisada por iodeto de mercúrio
  • 18. 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
  • 19. 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
  • 20.  Regeneração utilizando-se o De-Link100 phr de pó 40 mesh cilindro temperatura ambiente2 – 6 phr de De-VulcNR-D e SBR-D (adição de 30% de material regenerado com De-Vulc)
  • 21.  Regeneração utilizando-se materiais de fontes renováveis (RRM)RRM = dialildissulfetos, monossulfetos, polissulfetos e tióisDADS = dialildissulfeto sintético10 phr de RRM ou 2 phr de DADS / 100 phr de borracha; T = 60oC
  • 22. T = 60oCt = 25 minsol = fração que está sendo desvulcanizada
  • 23.  Regeneração utilizando-se materiais de fontes renováveis (RRM)
  • 24.  Regeneração utilizando-se materiais de fontes renováveis: misturas com elastômeros virgem
  • 25.  Regeneração utilizando-se materiais de fontes renováveis: misturas com elastômeros virgem
  • 26.  Regeneração utilizando-se materiais de fontes renováveis: misturas com elastômeros virgem
  • 27.  Preparação de TPVmodified = LLDPE com etileno glicidil metacrilatoCusto elevado
  • 28.  Incorporação ao Asfalto
  • 29. Asfalto + pó de borracha (2 mm) = 175 – 220 C, 1 -2 h.2 toneladas de pó de borracha por km
  • 30. BibliografiaB. Adhikari, D. De e S. Maiti, Reclamation and recyclingof waste rubber, Progress in Polymer Science, 25, 909-948,2000.

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