Aplicação sustentável de resíduos de toner em compósitos de borracha estireno-butadieno (SBR)

• Ano de defesa: 2026
• Autor(a) principal: SOUZA, DENER DA SILVA
• Orientador(a): Santos, Renivaldo José dos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (UNESP)
• Palavras-chave em Português: Borracha SBR; Resíduo de toner; Compósitos poliméricos; Propriedades mecânicas; Vulcanização; Sustentabilidade; Economia circular
• Palavras-chave em Inglês: SBR rubber; Toner waste; Polymer composites; Mechanical properties; Vulcanization; Sustainability; Circular economy
• Link de acesso: https://hdl.handle.net/11449/329608

O presente estudo investiga a incorporação de resíduo de toner (RT) proveniente de cartuchos de impressão como carga alternativa e sustentável em compósitos de borracha estirenobutadieno (SBR), visando à valorização de resíduos sólidos e à promoção da economia circular. Foram preparados seis compósitos com diferentes concentrações de RT (0, 10, 20, 30, 40 e 50 partes por cem de borracha - phr), mantendo-se constantes os demais componentes da formulação (óxido de zinco, ácido esteárico, PEG 4000, enxofre, aceleradores MBTS e TMTD). O processamento foi realizado em misturador aberto de rolos, seguindo normas ASTM. As propriedades reológicas, morfológicas, estruturais, térmicas e mecânicas dos compósitos foram avaliadas por meio de reometria de vulcanização, grau de dispersão da carga, fluorescência de raios X (FRX), densidade de ligações cruzadas pelo método de Flory-Rehner, microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), densidade, dureza Shore A, resistência à abrasão, resistência à tração, resistência ao rasgo e envelhecimento térmico acelerado. Os resultados reométricos indicaram redução do torque máximo com o aumento do teor de RT, de 32,00 dN·m (SBR/RT0) para 17,68 dN·m (SBR/RT50), além de aumento dos tempos de pré-cura e de cura, evidenciando interferência do resíduo na cinética de vulcanização. A análise por FRX revelou que o RT é composto principalmente por carbono (89,57%), ferro (7,10%) e silício (2,02%), com menores teores de titânio, enxofre, zinco e outros elementos. A densidade aparente de ligações cruzadas aumentou de 0,94 × 10⁻⁴ mol·cm⁻³ (SBR/RT0) para 1,28 × 10⁻⁴ mol·cm⁻³ (SBR/RT50), indicando restrição à mobilidade das cadeias e contribuição das interações carga-matriz. A dureza Shore A aumentou de 50 para 56, enquanto a resistência à tração passou de 4,28 ± 0,23 MPa no SBR/RT0 para 7,06 ± 0,29 MPa no SBR/RT50. A análise morfológica por MEV demonstrou incorporação do RT à matriz, com sinais de aglomeração em teores mais elevados. A resistência à abrasão apresentou melhor comportamento em teores baixos a intermediários, com menor perda em 10 phr, e aumento da perda em concentrações superiores. A resistência ao rasgo atingiu o maior valor para 40 phr (33,08 N), seguida pela formulação com 50 phr (32,64 N). A confecção de protótipo de solado de calçado com formulação contendo 40 phr de RT demonstrou a aplicabilidade prática do material. Conclui-se que o resíduo de toner é tecnicamente viável como carga funcional parcial em compósitos de SBR, com potencial de aplicação industrial e contribuição para a redução do descarte inadequado de resíduos eletrônicos, alinhando-se aos princípios da economia circular e aos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável.