Aquisição de experiência prática em diferentes técnicas de caracterização, pela realização de ensaios em amostras convencionais e não-convencionais

Abstract

Nos últimos anos a incorporação excessiva de materiais poliméricos na indústria como forma de substituição de materiais convencionais tem levado à acumulação de grandes quantidades de resíduos devido à sua degradação lenta. Como consequência, surgem problemas ambientais e/ou de saúde causado pelo excesso e resíduos poliméricos. Assim, torna-se muito importante o desenvolvimento de tecnologias que sejam viáveis do ponto de vista ambiental e rentáveis, com vista à redução da quantidade enorme de resíduos poliméricos. Com este trabalho pretendeu-se o desenvolvimento de um método expedito para a quantificação de PP e PE em misturas físicas de materiais que possibilite a validação da qualidade dos resíduos a processar e que ajude na melhoria da qualidade do produto reciclado obtido. Para tal, foram preparadas amostras com diferentes percentagens de PP e PE (100/0, 75/25, 50/50, 25/75, 0/100) por extrusão e analisadas por DSC para determinação da percentagem de cada polímero. Para a validação deste método foram recolhidos materiais, provenientes de embalagens usadas em produtos comerciais com composição variada. Posteriormente estes foram granulados para a obtenção de uma mistura homogénea e determinada a percentagem de PP e PE presenta em cada porção analisada. Foi testado o efeito de zeólitos (NaY e HY) na estabilidade térmica de misturas de PP e PE, uma vez que este tipo de aditivos pode ser uma mais-valia para a sua degradação. No desenvolvimento e implementação de um método para a determinação do calor específico através do DSC foram variadas algumas condições de ensaio, programa de temperatura e conformação da amostra, na perspetiva de determinar quais as condições que conduziriam a resultados precisos e exatos. Adicionalmente foi feito um estudo de otimização e validação de um método para a determinação das coordenadas de cor por espetroscopia de refletância (uso da esfera integradora) baseado na norma ASTM C1510, tendo sido verificada a equivalência entre o método do colorímetro e da esfera integradora através da análise de um padrão e da variação de algumas condições de ensaio.

Over the past years, the high incorporation of polymeric materials in the industry as a form of substitution of conventional materials has driven to the accumulation of large quantities of waste due to its slow degradation process. As a result, environmental and/or health problems arises caused by excess polymer waste. Thus, it is imperative the development of technologies environmentally and economically viable, in order to reduction the enormous amount of polymeric wastes. The main goal of this work is the development an expeditious method for quantification of PP and PE in physical blends of materials, enabling the quality validation of the residues recycling process and helping to improve of recycled product quality. In this regard, different and wellestablished percentages of polypropylene (PP) and polyethylene PE blended samples (100/0, 75/25, 50/50, 25/75, 0/100) were produced by extrusion method and analyzed by DSC for PP and PE content quantification. For the validation of this method several materials from packaging waste used in market products with different polymeric content were collected. The granulated materials, allows to obtain a homogeneous mixture, which different portions were tested by the developed method. The effect of zeolites (NaY and HY) on the thermal stability of PP and PE blend was also studied during this works, since this type of additive could interfere in the polymers degradation behavior. During the development and implementation of the method for determination of the heat capacity by DSC some test conditions, was varied (temperature program and shape of the sample), in order to access what conditions, result in more accurate and exact results. Additionally, it was performed a study of method validation for determination of the color coordinates by reflectance spectroscopy (using an integration sphere) based in the ASTM C1510 standard method. From this study, and using a standard sample and different test conditions, it was verified an equivalence between the colorimetric and integrating sphere methods.