Resíduos de papéis da indústria gráfica utilizados no desenvolvimento de materiais compósitos : uma possibilidade para o design

Abstract

Atualmente, a destinação correta de resíduos sólidos e seu reaproveitamento são preocupações para a indústria mundial. A reutilização desses resíduos permite transforma-los em novos materiais promovendo a preservação de recursos naturais. Nesse contexto, com o propósito de estudar novas possibilidades de reutilização do resíduo de aparas de papéis gerados na Gráfica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), esta pesquisa tem como objetivo sugerir o uso de dois tipos de resíduos gerados na gráfica, identificados como Papel Menor (PME) e Papel Maior (PMA), como cargas para compósitos de matrizes poliméricas. No caso, o Poliéster (PO) e o Amido (A). A adição dos resíduos de papéis à resina poliéster insaturada originou os compósitos Poliéster/Papel Menor (PO/PME) e o Poliéster/Papel Maior (PO/PMA); e a adição do papel menor ao amido termoplástico originou o compósito Amido/Papel Menor (A/PME). A metodologia adotada nesta pesquisa foi o desenvolvimento destas três famílias de compósitos para a análise das características tangíveis e intangíveis, a fim de compará-los a materiais similares já existentes no mercado e sugerir o seu uso em produtos. Para apurar as propriedades tangíveis, os materiais foram caracterizados pelos ensaios de absorção de água, condutividade térmica, dureza Shore D, flexão, impacto, tração. Para a análise das características intangíveis dos materiais, levou-se em consideração aspectos estéticos, práticos e simbólicos dos materiais. Além disso, os compósitos PO/PME e PO/PMA foram submetidos ao estudo de intemperismo natural, onde o material esteve sujeito às intempéries, para análise do seu comportamento em relação ao ambiente externo. Em relação ao compósito A/PME, optou-se por impermeabilizar um conjunto de amostras, pois se observou que este material era suscetível à água. Ainda, foi analisado o comportamento dos três compósitos em relação às técnicas para fabricação. Em relação aos resultados obtidos, pode-se afirmar que os compósitos PO/PME e PO/PMA, apresentaram propriedades mecânicas mais elevados do que a resina pura. O PO/ME absorve menos água que o PO/PMA. No estudo de intemperismo, as propriedades mecânicas não sofreram alterações significativas, mas identificou-se mudança na coloração dos compósitos. Em relação à condutividade térmica, tanto o PO/PME e PO/PMA quanto o A/PME são isolantes. Verificou-se ainda que os compósitos PO/PME e o PO/PMA podem ser submetidos a processos de fabricação utilizados na produção de móveis pois não foi observado danos aparentes quando em contato com os equipamentos utilizados em indústrias moveleiras. Quanto ao compósito A/PME, pode-se afirmar que, em geral, possui propriedades mecânicas superiores aos dos materiais utilizados como embalagens e a impermeabilização pode aumentar a sua vida útil. Em relação às características intangíveis, nos três compósitos foram identificadas características como forma, textura, identificação, usabilidade, conforto, sustentabilidade, confiabilidade, valor social, associação que os personalizam a um estilo próprio. Por fim, buscou-se fazer um comparativo destes novos materiais com materiais similares e produtos existentes no mercado. Com os resultados desta comparação, aliada aos resultados das características tangíveis e intangíveis, foi possível identificar atributos que permitem afirmar que estes três novos materiais compósitos têm propriedades particulares e relevantes, que os tornam uma nova opção de matéria-prima para uso no desenvolvimento de produtos.

Currently, the correct disposal of solid waste and its reuse are concerns for the global industry. The reuse of these wastes allows them to be transformed into new materials promoting the preservation of natural resources. In this context, with the purpose of studying new possibilities for the reuse of paper scrap residues generated in the printing industry of the Federal University of Rio Grande do Sul (UFRGS), this research aims to suggest the use of two types of waste generated in printing industry, identified as Small Paper (PME) and Large Paper (PMA), as filler for composites of polymeric matrices with different properties, in this case, Polyester (PO) and Starch (A). The addition of paper waste to unsaturated polyester resin originated Polyester/Small Paper (PO/PME) and Polyester/Large Paper (PO/PMA) composites; and the addition of the small paper to thermoplastic starch originated Starch/Small Paper (A/PME) composite. The methodology adopted in this research was the development of three families of composites for the analysis of tangible and intangible characteristics in order to compare them to similar materials already on the market and to suggest their use in products. In order to establish the tangible properties the materials were characterized by physical tests of water absorption and thermal conductivity; and by mechanical tests of Shore D hardness, flexure, impact, tensile. For an analysis of the intangible characteristics of the materials the physical, practical and symbolic aspects of the materials were considered. In addition, the PO/PME and PO/PMA composites were subjected to the study of natural weathering, where the material was subjected to bad weather, to analyze its behavior in relation to the external environment. Regarding to A/PME composite, it was decided to waterproof a group of samples, as it was observed that this material was susceptible to water. Also, the behavior of the three composites in relation to the techniques for fabrication was analyzed. Regarding the results obtained it can be stated that PO/PME and PO/PMA composites, in general, presented higher mechanical properties than pure resin. PO/PME absorbs less water than PO/PMA. In the bad weather study, the mechanical properties did not change significantly, but a change in the coloration of the composites was identified. Regarding thermal conductivity, both PO/PME and PO/PMA as well as A/PME are insulating. It was also verified that PO/PME and PO/PMA composites can be submitted to manufacturing processes used in furniture production because no apparent damage was observed when in contact with the equipment used in furniture industries. As for the A/PME composite, it can be said that, in general, it has superior mechanical properties than the materials used as packaging and waterproofing can increase its useful life. Regarding the intangible characteristics, in the three composites, characteristics such as shape, texture, identification, usability, comfort, sustainability, reliability, social value, and association that customize them to their own style were identified. Finally, we sought to make a comparison of these new materials with similar materials and existing products in the market. With the results of this comparison, combined with the results of tangible and intangible characteristics, it was possible to identify attributes that allow us to state that these three new composite materials have particular and relevant properties that make them a new raw material option for use in product development.