Estratégias de reciclagem mecânica de cápsulas de café pós-consumo para maior durabilidade

Abstract

Um produto que representa bem o avanço tecnológico do plástico e o desafio no âmbito de reciclagem são as cápsulas de café, que chegaram ao Brasil em 2006 e hoje dominam 2,5% do mercado de café no país. A cápsula é uma embalagem multicamada rígida, com matriz de polipropileno, e devido à complexidade desta embalagem, grande parte deste resíduo tem sido descartado em aterros. O estudo pretende comparar a eficácia de misturas de material reciclado de cápsulas de café NESCAFÉ® Dolce Gusto® com material virgem em relação a realização de aditivação direta de estabilizantes no material reciclado puro. Cápsulas pós-consumo deste tipo de café, após lavagem e secagem, foram moídas em moinho de facas e misturadas com polipropileno virgem (PPv), em câmara de mistura tipo Haake. Foram feitas misturas de PPv com 50, 60 e 70% de material reciclado (PPr), e uma mistura de material reciclado com aditivos (antioxidantes e absorvedor de UV), PPr-a. A partir das análises de DSC e FTIR verificou-se que diferentes tipos de cápsulas desta mesma marca apresentam matriz polimérica de polipropileno e pequenas quantidades de EVOH e PET. Análises térmicas, físicas, reológicas e ensaios mecânicos foram realizados em todas as amostras de misturas assim como na resina de PPv utilizada e no PPr. Os mesmos testes foram realizados após submeter as amostras a envelhecimento acelerado (UV). Para as análises termogravimétrica (TGA) e Tempo de Oxidação Induzida (OIT), a amostra PPr-a apresentou melhores resultados de estabilidade térmica e oxidativa. Os resultados de propriedades reológicas e colorimétricas indicaram menor indício de degradação para a amostra aditivada. Já os resultados de ensaios mecânicos apontaram que a amostras de blendas apresentam resultados mais satisfatórios ao serem comparadas com a amostra aditivada. Os resultados dos ensaios de tração e impacto Izod demonstraram que há uma boa compatibilidade entre as misturas de material reciclado e polipropileno virgem, e em geral, dentre as blendas, a que apresentou a melhor performance foi a amostra PPr/PPv 70/30. Em termos gerais, a aditivação e a mistura com polipropileno virgem trazem diferentes benefícios para o material, podendo ser escolhida a estratégia de reciclagem de acordo com a aplicação desejada para este material. Se a requisição for propriedades mecânicas poderíamos indicar o uso de blendas, já se a aplicação for com exposição ao ambiente poderíamos dar preferência a aditivação com estabilizantes.

A product that well represents the technological advance of plastic and the challenge in the field of recycling are coffee capsules, which arrived in Brazil in 2006 and today dominate 2.5% of the coffee market in the country. The capsule is a rigid multilayer package, with a polypropylene matrix, and due to the complexity of this package, much of this waste has been disposed of in landfills. The study intends to compare the effectiveness of mixtures of recycled material from NESCAFÉ® Dolce Gusto® coffee capsules with virgin material in relation to performing direct additives of stabilizers in pure recycled material. Post-consumer capsules of this type of coffee, after washing and drying, were ground in a knife mill and mixed with virgin polypropylene (PPv) in a Haake-type mixing chamber. PPv blends were made with 50, 60 and 70% recycled material (PPr), and a mixture of recycled material with additives (antioxidants and UV absorber), PPr-a. From the analysis of DSC and FTIR it was found that different types of capsules of the same brand have a polymer matrix of polypropylene and small amounts of EVOH and PET. Thermal, physical, rheological and mechanical tests were performed on all samples of mixtures as well as on the PPv resin used and on the PPr. The same tests were performed after subjecting the samples to accelerated aging (UV). For thermogravimetric (TGA) and Time of Induced Oxidation (OIT) analysis, the PPr-a sample showed better results in terms of thermal and oxidative stability. The results of rheological and colorimetric properties indicated less degradation evidence for the additive sample. The results of mechanical tests showed that the blend samples present more satisfactory results when compared with the additive sample. The results of the Izod tensile and impact tests showed that there is a good compatibility between the mixtures of recycled material and virgin polypropylene, and in general, among the blends, the one that presented the best performance was the PPr/PPv 70/30 sample. In general terms, the additivation and mixing with virgin polypropylene bring different benefits to the material, and the recycling strategy can be chosen according to the desired application for this material. If the request is for mechanical properties, we could indicate the use of blends, if the application is exposed to the environment, we could give preference to additives with stabilizers.