Obtenção de material compósito a partir de resíduos plásticos e areia de fundição

Abstract

Compósitos são materiais multifásicos que apresentam características dos materiais que os constituem. Neste sentido, o uso de resíduos para produção de novos materiais na forma de compósitos é uma prática que tem ganhado destaque nos últimos anos pela possibilidade de reutilização destes materiais, que de forma individual possuem baixo valor agregado. Os resíduos de filmes poliméricos laminados são compostos por diferentes camadas de materiais termoplásticos que após o processo de laminação, são de difícil reciclabilidade. Já a areia descartada do processo de fundição (ADF) de metais é um resíduo gerado em grande quantidade e seu descarte geralmente é realizado em aterros sanitários, mediante pagamento. Neste sentido, esse trabalho tem por objetivo desenvolver compósitos com estes resíduos e a caracterização das propriedades mecânicas, térmicas, morfológicas e ambientais destes materiais. Foram utilizados dois rejeitos de filmes termoplásticos: polietileno laminado com polietileno (PE//PE) e polietileno laminado com tereftalato de polietileno metalizado laminado com tereftalato de polietileno (PE//PET Met//PET), sendo estes reforçados com areia descartada de fundição com teores de 30%, 50% e 70% em massa. Os filmes laminados foram processados em extrusora planetária múltipla rosca para serem transformados em pellets e posteriormente transformados em compósitos utilizando um misturador tipo Alawiq (Banbury) e termoprensagem. A ADF foi caracterizada por difração de Raio X, termogravimetria e microscopia eletrônica de varredura. Os resíduos poliméricos foram caracterizados via reologia capilar. Também foi realizada caracterização térmica, física, química, morfológica, mecânica e ecotoxicidade dos compósitos e polímeros sem carga. A densidade dos compósitos e teor de vazios aumentaram com a inclusão de ADF. As análises térmicas evidenciaram que a adição dos reforços não altera as temperaturas de transição dos materiais, porém aumenta o grau de cristalização, módulo de armazenamento e de perda para todos os compósitos analisados. Pela análise morfológica, a superfície fraturada mostrou que existe adesão intermediária entre as fases presentes e arrancamento da carga. As propriedades mecânicas de tração e resistência ao impacto foram prejudicadas com os teores de ADF utilizados, contudo foi observado um aumento na rigidez com o aumento do teor de ADF. As análises de ecotoxicidade demonstraram que a presença em maior percentual de ADF inibe o crescimento das raízes e aumenta a mortalidade das Artemias Salinas. A absorção de água tende a aumentar com o aumento do teor de carga nos compósitos, decorrente do aumento do teor de vazios com o aumento do teor de ADF. O ensaio de envelhecimento acelerado foi realizado no PE//PET Met//PET sem carga e respectivos compósitos e, foi evidenciada degradação superficial em todas as amostras analisadas, porém as propriedades mecânicas de tração e resistência ao impacto não foram significativamente prejudicadas.