Obtenção e caracterização de artefatos produzidos com resíduos elastoméricos vulcanizados - Carli, Larissa Nardini (My University, 2014)
The aim of this study was to incorporate styrene-butadiene rubber (SBR) industrial scraps into a base formulation of identical composition used in the fabrication process of extruded profiles. Technical and environmental performance of the developed composites was evaluated. The scraps were collected and ground under ambient conditions. The powder obtained, SBR-r, was physically, thermally and chemically characterized. Nine composites with different proportions, varying from 10 to 90 phr (parts for hundred of rubber) of SBR-r were prepared and the results were compared with the control sample (base formulation with 0 phr of SBR-r). Thermal, rheometric, physical, mechanical, dynamic-mechanical and chemical properties of the SBR-r composites were evaluated before and after accelerated ageing. The environmental performance of the recycling process was determined by Life Cycle Assessment (LCA). The results indicated that the powder obtained was suitable for incorporation in new formulations. The thermal analysis of the compounds suggested that an interfacial particle-matrix interaction occurred. Rheometric properties were not significantly affected with the addition of SBR-r. The mechanical properties, such as tensile and tear strength, showed that up to 50 phr of SBR-r can be added without adversely affecting these properties. Dynamic-mechanical properties and the micrographs corroborated the mechanical results, indicating the homogeneity and a good adhesion between the scraps and the elastomeric matrix. The ageing effect led to a decrease in the mechanical properties, as a result of the increase in the stiffness of the material, related to the increase in the crosslink density. LCA results indicated a reduction in the life cycle impacts of the fabrication process with the recycling of scrap rubber, mainly due to the decrease in the consumption of raw materials from non-renewable resources.
O objetivo deste trabalho foi verificar a viabilidade técnica e ambiental da incorporação de resíduos elastoméricos vulcanizados de SBR (copolímero de butadieno e estireno) em uma formulação base de idêntica composição, visando o desenvolvimento de artefatos com aplicação tecnológica. Os resíduos, caracterizados por aparas de perfis expandidos, foram coletados e moídos através de moagem mecânica à temperatura ambiente. O pó obtido, denominado SBR-r, foi caracterizado quanto a suas propriedades físicas, térmicas e químicas. Nove compósitos com diferentes teores de SBR-r, variando de 10 a 90 phr (partes por cem de borracha), foram desenvolvidos. Para efeito comparativo, foi preparada e analisada uma amostra controle sem a adição de resíduos (formulação base com 0 phr). Os compósitos obtidos foram caracterizados quanto a suas características térmicas, reométricas, físicas, mecânicas, dinâmico-mecânicas e químicas, antes e após o envelhecimento acelerado em estufa. O desempenho ambiental do processo de recuperação de resíduos foi analisado através da técnica de Avaliação do Ciclo de Vida. Os resultados indicaram que o pó obtido possui distribuição de tamanho de partículas na faixa ideal para incorporação em novas formulações. As características térmicas das misturas sugeriram o aparecimento de ligações cruzadas na interface partícula-matriz, enquanto que as propriedades reométricas não foram significativamente alteradas pela presença de resíduos. As propriedades mecânicas, tais como tensão e alongamento na ruptura e resistência ao rasgamento indicaram que é possível incorporar até 50 phr de SBR-r sem afetar adversamente estas propriedades. As propriedades dinâmico-mecânicas e as micrografias dos compósitos corroboraram os resultados das propriedades mecânicas, indicando a homogeneidade dos compósitos e a boa adesão entre os resíduos e a matriz elastomérica até este teor. Quando submetidos ao envelhecimento, todos os compósitos apresentaram uma perda de propriedades, em função do aumento da rigidez molecular provocado pelo aumento da densidade de ligações cruzadas. A avaliação do desempenho ambiental do processo proposto indicou uma redução dos impactos ambientais totais, comparativamente ao processo produtivo convencional, principalmente em função da redução do consumo de matérias-primas provenientes de recursos não-renováveis.
Keywords: Engenharia; Resíduos elastoméricos vulcanizados; Copolímero de butadieno e estireno (SBR); Resíduos; Processo de vulcanização