Desvulcanização mecanoquímica como alternativa para reciclagem “verde” de pneus inservíveis

Abstract

A relevante expansão na produção de produtos poliméricos reflete no acúmulo de rejeitos desse seguimento e dificuldades em seu correto destino. A composição desses polímeros pode variar de acordo com propriedades requiridas ao produto, tornando ainda mais difícil a viabilidade técnica e econômica na reciclagem do material. Esse é o caso dos polímeros elastoméricos destinados a fabricação de pneus, que formam um composto misto, entre diferentes borrachas e cargas, os quais são vulcanizados para estabilização de suas propriedades. Esse trabalho apresenta um estudo para desvulcanização mecanoquímica “verde” de pneus inservíveis moídos, utilizando um misturador termocinético. Para a caracterização das amostras de pneu foram realizados ensaios de densidade, intumescimento, teor Sol, teor Gel, Espectroscopia no Infravermelho (FTIR), Termogravimetria (TGA), Calorímetria Diferencial de Varredura (DSC) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Foi verificado que as condições de processamento no misturador termocinético, influenciam na densidade, no teor de solúveis, e favorecem o intumescimento das amostras à medida que a velocidade de cisalhamento aumenta. As características térmicas do material não apresentaram grande variação nas condições mais brandas de tratamento. A análise de Horikx indica que as amostras processadas na velocidade 1 (2565 rpm) apresentaram a maior taxa de cisões seletivas, e na velocidade 2 (5145 rpm), a partir de três minutos de processamento, as cisões de cadeia são randômicas, tendendo a uma fragmentação da cadeia polimérica. A melhor eficiência de desvulcanização, com menor fragmentação da cadeia foi de 53% com um minuto de processamento a 5145 rpm. A análise morfológica indica a tendência de diminuição de espaços vazios na amostra e a fusão do pneu inservível ao longo do tempo e intensidade de processamento.

The relevant expansion in the production of polymeric products reflects in the accumulation of waste from this sequence and difficulties in its correct destination. The composition of these polymers can vary according to the required needs, making the possibility of recycling the technical and economic material even more viable. This is the use of polymeric rubbers that are modified to manufacture tires, which are composed of a mix, between different and which are vulcanized to stabilize their properties. This work presents a study for “green” mechanochemical devulcanization of scrap tires, using a thermokinetic mixer. To characterize the tire samples, density, swelling, Sol, Gel, Infrared Spectroscopy (FTIR), Thermogravimetry (TGA), Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Scanning Electron Microscopy (SEM) tests were performed. It was determined that the processing conditions were not determined as thermokinetic, of increasing density, in the swelling content of the samples as the density increased. The thermal characteristics of the material did not have great characteristics in the most mild treatment conditions. Horikx analysis indicates that as samples processed at speed 1 (2565 rpm) obtained the highest rate of selective scissions, and at speed 2 (5145 rpm), after three minutes of processing, as chain scissions are random, tending to fragmentation of the polymeric chain. The best devulcanization efficiency, with less chain fragmentation, was 53% with one minute processing at 5145 rpm. A morphological analysis indicates the tendency of gaps to increase in the sample and the accuracy of the waste tire over time and processing intensity.