Influência da incorporação de aditivos na performance de filmes multicamadas pós-consumo reciclados mecanicamente

Abstract

O uso de polímeros tem crescido rapidamente nas últimas décadas, sendo este fenômeno atribuído tanto ao aumento da população global quanto à mudança na forma de consumo da mesma. Apesar de inúmeras características desejáveis que estes materiais apresentam, inúmeras são as embalagens poliméricas comercializadas que carecem de meios econômica e/ou tecnologicamente viáveis de reciclagem, seja devido à sua composição, forma ou quantidade presente nos resíduos. O objetivo deste trabalho foi desenvolver materiais reciclados de filmes multicamadas pós-consumo a partir de sua estabilização à degradação termomecânica e fotooxidativa, e tenacificação, tendo em vista a sua valorização econômica, bem como a busca por alternativas à sua destinação final. Resíduos de filmes multicamadas pós-consumo metalizados e laminados foram coletados em uma cooperativa de reciclagem de Porto Alegre, e após beneficiados a partir de sua lavagem, secagem e moagem em aglutinador de filmes. Os resíduos foram aditivados com antioxidantes primário, secundário e absorvedor de UV. Melhores propriedades mecânicas foram buscadas a partir da incorporação tanto de compatibilizantes como polietileno graftizado com anidrido maléico (PE-gAM) e polipropileno graftizado com anidrido maléico (PP-gAM) quanto de copolímero de propileno-etileno (EPR) como tenacificante. A partir de análise de calorimetria diferencial por varredura, verificou-se a composição polimérica aproximada de polipropileno (44,61%), polietilenos de baixa densidade e linear de baixa densidade (21,17%) e poli(tereftalato de etileno) (19,31%) do material reciclado obtido. Análises térmicas, físicas e morfológicas indicaram o efeito compatibilizante tanto dos compostos grafitizados, quanto do co-polímero EPR no resíduo, resultando em morfologias mais homogêneas e suaves, e propriedades mecânicas melhoradas. A adição de 5/5 %m de PE-gAM/PP-gAM resultou em um aumento de até 70% na resistência ao impacto do material (26,13 kJ/m²), enquanto que a incorporação de 30% de EPR aumentou em até 172% esta propriedade (41,93 kJ/m²). Em termos gerais, a adição em conjunto de compatibilizantes e copolímero nas proporções de 3/3 %m e 20%, respectivamente, apresentou a melhor performance.

The use of polymers has grown rapidly in recent decades due to the increase in the global population and the change in the form of consumption thereof. Despite of numerous desirable characteristics these materials present, countless commercial polymeric packages lacks of economical and/or technologically viable means of recycling, either due to their composition, shape or quantity present in the waste. The aim of this work was to develop recycled materials from post-consumer multilayer films with stabilization to thermomechanical and photooxidative degradation, and tenacification, in view of their economic valorization, as well as the search for alternatives to their final destination. Metallized and laminated post-consumer multilayer film residues were collected at a recycling cooperative in Porto Alegre, and then washed, dried and grinded in a film agglutinator. Primary and secondary antioxidants and UV-absorbing additive were added to the residues. Better mechanical properties were sought through the incorporation of both compatibilizers and polyethylene graftized with maleic anhydride (PE-gAM) and polypropylene graftized with maleic anhydride (PP-gAM) as well as propylene-ethylene copolymer (EPR) as tenacifier. From differential scanning calorimetry analysis, the approximate polymeric composition of the recycled material was identified of polypropylene (44.61%), low density linear and low density polyethylene (21.17%) and poly (ethylene terephthalate) (19%). Thermal, physical and morphological analyzes indicated the compatibilizing effect of both graphitized compounds and EPR copolymer in the residue, resulting in more homogeneous and smooth morphologies, and improved mechanical properties. The addition of 5/5% m PE-gAM / PP-gAM resulted in an increase of up to 70% in the material's impact resistance (26.13 kJ / m²), while the incorporation of 30% EPR increased by up to 172% this property (41.93 kJ / m²). In general terms, the addition of compatibilizers and copolymer in the proportions of 3/3% m and 20%, respectively, presented the best performance.