Obtenção e caracterização mecânica de uma espuma rígida de poliuretano com resíduo de poliuretano em pó

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: PIMENTEL, Matheus Souza
• Orientador(a): MELO, Mírian de Lourdes Noronha Motta
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Itajubá
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia Mecânica
• Departamento: IEM - Instituto de Engenharia Mecânica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Poliuretano; Espuma rígida; Design de experimentos; Densidade aparente; Módulo de compressão
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA
• Link de acesso: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4133

Na reciclagem mecânica de refrigeradores, surge um desafio significativo: o resíduo em pó de poliuretano rígido (PUR), que é difícil de reciclar, possui custos elevados de descarte e representa um potencial risco de contaminação ambiental. Este estudo visa explorar uma solução inovadora: a produção de uma nova espuma de poliuretano rígido a partir desse resíduo, combinando-o com um pré-polímero à base de Metileno Diisocianato (MDI) e água como agente de espumação. Adotou-se um planejamento de experimento (DOE) de mistura para otimização da densidade aparente, módulo de compressão e absorção de água dessa nova espuma. Foram investigados teores em massa de resíduo de PUR entre 10% e 30% e de água entre 20% e 40%. Adicionalmente, tanto o resíduo de PUR quanto as espumas produzidas foram avaliadas por espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), termogravimetria (TGA), calorimetria diferencial de varredura (DSC) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). O comportamento térmico de todas as espumas e do resíduo de PUR foi semelhante, com um início de degradação por volta dos 245ºC e uma transição vítrea em cerca de 150ºC. As espumas produzidas possuem densidade aparente variando entre 0,228 a 0,425 g/cm³ e módulo de elasticidade em compressão entre 23 a 250MPa. O DOE indicou que uma formulação ideal deve conter 50% de pré-polímero de MDI. Espumas com menores densidades são produzidas com proporções iguais de resíduo PUR e água (~25%) enquanto espumas com maior módulo de compressão contém menos água (~20%) e mais resíduo PUR (30%). Embora ainda exista a necessidade de testar mais formulações para aprimorar e aumentar a confiabilidade do modelo gerado, este estudo demonstra a viabilidade de produção de uma nova espuma utilizando um resíduo desafiador. As espumas rígidas de poliuretano obtidas têm potencial de aplicação no setor civil, na indústria de refrigeradores ou em aplicações mais especializadas, como espumas estruturais em núcleos de painéis sanduíche.