Desenvolvimento de compósitos de polipropileno com embalagens flexíveis recicladas moldados por injeção

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Negrini, Renata
Orientador(a): Poletto, Matheus
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Link de acesso: https://repositorio.ucs.br/11338/13851
Resumo: Esta dissertação investiga a adição de embalagens flexíveis multicamadas recicladas em uma matriz de polipropileno copolímero, como um aspecto crucial para desenvolver um compósito. O objetivo principal foi o reaproveitamento deste resíduo, minimizando impactos ambientais e otimizando a disponibilidade de matéria-prima reciclada. Para alcançar esses objetivos, foi adotada uma metodologia de adição de diferentes percentuais deste resíduo através da reciclagem mecânica e incorporação por extrusão, com posterior injeção. O estudo foi dividido em duas etapas, sendo que a primeira etapa foi de inserção na matriz polimérica dos teores de 20, 30, 40, 50 e 60% do resíduo de embalagens flexíveis multicamadas. Os ensaios mecânicos demonstraram que quanto maior o percentual de resíduo no compósito, mais rígido e menos resistente ao impacto, ao passo que a densidade aumentou e o índice de fluidez reduziu. O MEV/EDS mostram que a superfície ficou bastante heterogênea. A análise de TGA mostrou que tem uma elevação do grau de degradação e no teor de cinzas residual, indicando que o resíduo e possui contaminantes inorgânicos. O DSC demonstrou uma redução no grau de cristalinidade à medida que aumenta a adição de resíduo. Já na segunda etapa, foi mantido o percentual de resíduo fixo em 50%, devido ao balanço de propriedades e para maximizar o impacto ambiental. Foi adicionado nestes compósitos, via extrusão e posterior injeção, 2,5%, 5% e 10% de agente de acoplamento Polybond 3200. As mesmas análises da primeira etapa foram realizadas e, em algumas delas, resultados otimizados foram obtidos. O índice de fluidez aumentou ao passo que a densidade ficou estabilizada. A cristalinidade voltou a aumentar, conforme foi sendo aumentada a concentração do Polybond 3200. Mas, com a adição do agente de acoplamento em concentração de 2,5% houve um acréscimo de 42,50% na resistência a flexão, ao passo que para as amostras de 5% e 10% os acréscimos foram de 33% e 34%, respectivamente. [resumo fornecido pelo autor]
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Os ensaios mecânicos demonstraram que quanto maior o percentual de resíduo no compósito, mais rígido e menos resistente ao impacto, ao passo que a densidade aumentou e o índice de fluidez reduziu. O MEV/EDS mostram que a superfície ficou bastante heterogênea. A análise de TGA mostrou que tem uma elevação do grau de degradação e no teor de cinzas residual, indicando que o resíduo e possui contaminantes inorgânicos. O DSC demonstrou uma redução no grau de cristalinidade à medida que aumenta a adição de resíduo. Já na segunda etapa, foi mantido o percentual de resíduo fixo em 50%, devido ao balanço de propriedades e para maximizar o impacto ambiental. Foi adicionado nestes compósitos, via extrusão e posterior injeção, 2,5%, 5% e 10% de agente de acoplamento Polybond 3200. As mesmas análises da primeira etapa foram realizadas e, em algumas delas, resultados otimizados foram obtidos. O índice de fluidez aumentou ao passo que a densidade ficou estabilizada. A cristalinidade voltou a aumentar, conforme foi sendo aumentada a concentração do Polybond 3200. Mas, com a adição do agente de acoplamento em concentração de 2,5% houve um acréscimo de 42,50% na resistência a flexão, ao passo que para as amostras de 5% e 10% os acréscimos foram de 33% e 34%, respectivamente. [resumo fornecido pelo autor]This dissertation investigates the addition of recycled multilayer flexible packaging into a polypropylene copolymer matrix as a crucial aspect of developing a composite. The main objective was to reuse this waste, minimizing environmental impacts and optimizing the availability of recycled raw material. To achieve these goals, a methodology was adopted that involved adding different percentages of this waste through mechanical recycling and incorporation by extrusion, followed by injection molding. The study was divided into two stages, with the first stage involving the incorporation of 20%, 30%, 40%, 50%, and 60% of the multilayer flexible packaging waste into the polymer matrix. The mechanical tests showed that the higher the waste percentage in the composite, the stiffer and less impact-resistant it became, while density increased and melt flow index decreased. SEM/EDS revealed that the surface became quite heterogeneous and embedded. The TGA analysis showed an increase in the degree of degradation and residual ash content, indicating the presence of inorganic contaminants in the waste. DSC demonstrated a reduction in crystallinity as the amount of waste increased. In the second stage, the waste percentage was fixed at 50%, due to the balance of properties and to maximize environmental impact. In these composites, 2.5%, 5%, and 10% of Polybond 3200 coupling agent were added via extrusion followed by injection molding. The same analyses from the first stage were performed, and some showed optimized results. The melt flow index increased, while the density remained stable. Crystallinity increased again as the concentration of Polybond 3200 was raised. However, with the addition of 2.5% coupling agent, there was a 42.50% increase in flexural strength, while the samples with 5% and 10% showed increases of 33% and 34%, respectively. [resumo fornecido pelo autor]Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPESengporEmbalagens flexíveis - ReaproveitamentoMateriais compostosPolipropilenoMateriais - TestesProteção ambientalFlexible packaging - RecyclingComposite materialsPolypropyleneMaterials - TestingEnvironmental protectionDesenvolvimento de compósitos de polipropileno com embalagens flexíveis recicladas moldados por injeçãoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UCSinstname:Universidade de Caxias do Sul (UCS)instacron:UCSinfo:eu-repo/semantics/openAccessUniversidade de Caxias do Sulhttp://lattes.cnpq.br/1609931878679512Mestrado Acadêmico em Engenharia de Processos e TecnologiasCampus Universitário de Caxias do Sul2024-10-01ORIGINALDissertação Renata Negrini.pdfDissertação Renata Negrini.pdfapplication/pdf2936003https://repositorio.ucs.br/xmlui/bitstream/11338/13851/1/Disserta%c3%a7%c3%a3o%20Renata%20Negrini.pdfadc43e2898f79d20b8d554478cb397ffMD51TEXTDissertação Renata Negrini.pdf.txtDissertação Renata Negrini.pdf.txtExtracted texttext/plain179303https://repositorio.ucs.br/xmlui/bitstream/11338/13851/2/Disserta%c3%a7%c3%a3o%20Renata%20Negrini.pdf.txtc17fa81159c1a3beb9105f26ec18c57bMD52THUMBNAILDissertação Renata Negrini.pdf.jpgDissertação Renata Negrini.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1299https://repositorio.ucs.br/xmlui/bitstream/11338/13851/3/Disserta%c3%a7%c3%a3o%20Renata%20Negrini.pdf.jpg0a5d8eb74c7a3c118c2c03ab6d582d48MD5311338/138512024-10-05 07:00:24.624oai:repositorio.ucs.br:11338/13851Repositório de Publicaçõeshttp://repositorio.ucs.br/oai/requestopendoar:2024-10-05T07:00:24Repositório Institucional da UCS - Universidade de Caxias do Sul (UCS)false
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