Avaliação da despolimerização do poliestireno expandido através do uso de micro-ondas
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2020-12-01
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Os materiais poliméricos estão cada vez mais presentes no cotidiano e são descartados em larga escala constituindo um desafio para sua reciclagem. Com isso, o objetivo do estudo foi avaliar a despolimerização do poliestireno expandido (EPS) através do uso de micro-ondas. Para tal, utilizaram-se diferentes teores de negro de fumo (0,0125, 0,125, 0,250, 0,5 e 1 g), mantendo a massa da amostra do EPS fixa em 1 g. Todos os testes ocorreram em 3 ciclos, com tempo total de 12 minutos e, o balão de fundo redondo que continha a amostra, foi isolado com lã de rocha. Para caracterizar o material obtido da despolimerização, realizou-se a Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e a análise termogravimétrica (TGA). O balanço de massa foi realizado para avaliar o rendimento da despolimerização. Os testes com teores de negro de fumo mais elevados (0,5 e 1 g) não foram satisfatórios, pois degradaram a amostra de EPS no início do primeiro ciclo. Para a amostra com razão em massa de EPS e negro de fumo de 1:0,0125, observou-se a formação de uma maior fração sólida, pouca fração gasosa e nenhuma fração de líquido. A amostra com razão 1:0,125 apresentou frações gasosas e líquidas a partir do segundo ciclo, com menor teor de sólido formado. Com o maior teor de negro de fumo (0,250 g) foi possível notar maiores quantidades formadas de fração gasosa e líquida, gerando menor fração sólida. Notou-se um rendimento de mais de 40% em fração gasosa com a amostra 1:0,250 e menos de 1% com o menor teor de negro de fumo. A análise de FTIR para a amostra 1:0,250 apresentou novas bandas de absorção quando comparada a uma amostra neutra de EPS. Observaram-se picos de degradação no TGA que podem estar correlacionados a formação de compostos mais voláteis após a despolimerização. Este estudo demonstrou a possibilidade de despolimerização do EPS via micro-ondas utilizando estruturas carbonosas, o que pode contribuir para a reciclagem do EPS. [resumo fornecido pelo autor]
Resumo
Polymeric materials are increasingly present in everyday life and are discarded on a large scale, constituting a challenge for their recycling. Thus, the objective of the study was to evaluate the depolymerization of expanded polystyrene (EPS) through the use of microwave. For this, different levels of carbon black (0,0125, 0,125, 0,250, 0,5 and 1g) were used, keeping the EPS sample mass fixed at 1g. All tests took place in 3 cycles, with a total time of 12 minutes, and the flat-bottomed flask containing the sample was isolated with rock wool. In order to characterize the material obtained from depolymerization, Fourier Transformed Infrared Spectroscopy (FTIR) and thermogravimetric analysis (TGA) were performed. The mass balance was performed to evaluate the depolymerization yield. The tests with higher levels of carbon black (0,5 and 1g) were not satisfactory, as they degraded the EPS sample at the beginning of the first cycle. For the sample with mass ratio of EPS and carbon black of 1:0,0125, the formation of a larger solid fraction, little gas fraction and no liquid fraction was observed. The sample with a 1:0,125 ratio showed gaseous and liquid fractions from the second cycle onwards, with a lower content of solid formed. With the highest content of carbon black (0,250 g) it was possible to notice greater amounts formed of gas and liquid fraction, generating less solid fraction. It was noted a yield of more than 40% in gas fraction with the sample 1:0,250 and less than 1% with the lowest carbon black content. FTIR analysis for sample 1:0,250 showed new absorption bands when compared to a neutral sample of EPS. Peaks of degradation were observed in the TGA that may be correlated with the formation of more volatile compounds after depolymerization. This study demonstrated the possibility of depolymerizing EPS by microwave using carbonaceous structures, which can contribute to the recycling of EPS. [resumo fornecido pelo autor]