Avaliação da despolimerização do poliestireno expandido por micro-ondas utilizando óxido de grafeno e carvão ativado
Resumo
Os polímeros estão cada vez mais presentes no cotidiano para substituir outros materiais. Por serem baratos e terem propriedades mecânicas atraentes, foram e ainda são produzidos em larga escala e, consequentemente, seus grandes volumes em aterros apresentam um desafio para sua reciclagem. Com isso, o objetivo deste estudo foi avaliar a despolimerização do poliestireno expandido (EPS) através do uso de micro-ondas e, com o auxílio de dois agentes que possuem carbono em sua constituição para auxiliar na despolimerização: o óxido de grafeno (OG) e o carvão ativado (CA). Foram utilizadas diferentes quantidades de OG e CA (0,125, 0,250, 0,5 g), mantendo sempre a massa da amostra de EPS constante de 1 g. Os testes no forno micro-ondas foram realizados em 3 ciclos de 4 minutos cada, com tempo total de 12 minutos por batelada. Dentro do forno, a amostra foi acondicionada no interior de um balão de fundo redondo envolto com lã de rocha. Para caracterizar o material obtido da despolimerização, realizou-se o balanço de massa para avaliar os rendimentos da despolimerização, a Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e a análise termogravimétrica (TGA). Para a amostra contendo 0,125 g de OG observou-se a formação de uma maior fração sólida, pouca fração gasosa e nenhuma fração líquida. A amostra com 0,25 g de OG apresentou o melhor rendimento de voláteis, com 22,58 % de voláteis, e foi possível observar tanto a fração líquida quanto a gasosa. Os testes com 0,5 g de OG foram insatisfatórios pois trincavam o balão no início do experimento. As amostras com CA não apresentaram grandes indícios visuais de despolimerização, contudo, as amostras com 0,125 g, as com 0,250 g e as com 0,5 g renderam frações gasosas de 5,13; 9,16; e 3,06, respectivamente. A análise de FTIR para as amostras contendo OG apresentaram novas bandas de absorção quando comparada a uma amostra neutra de EPS, enquanto que para as amostras com CA não foi possível observar. Alguns picos de degradação no TGA da amostra contendo OG podem estar correlacionados a formação de compostos mais voláteis após a despolimerização. A amostra com CA não apresentou picos significativos. Este estudo sugere que a transferência de calor da partícula escura para a amostra de EPS é mais efetiva com a utilização de OG, podendo contribuir para a despolimerização do EPS. [resumo fornecido pelo autor]