Estudo dos efeitos da incorporação de TPE reciclado em PC-ABS reciclado

Abstract

O propósito deste projeto é a avaliação da possibilidade de reciclagem de componentes oriundos da moldação por injeção multimaterial, constituídos por misturas de PC/ABS e TPS e misturas de PC/ABS e TPU. Esta técnica de injeção apresenta vantagens técnicas e económicas, no entanto contribui para o desperdício de matéria prima, nomeadamente em forma de peças não conformes e do sistema de alimentação. Este estudo tem como objetivo contribuir para a circularidade dos materiais, avaliando a possibilidade de aproveitamento destes desperdícios. Para isso estudaram-se os materiais individualmente e em misturas preparadas numa gama de concentrações dos componentes, simulando-se o aproveitamento dos desperdícios do processo de injeção multimaterial. As misturas foram produzidas por extrusão de duplo fuso e as amostras para caraterização foram produzidas por moldação por injeção. O aumento de TPE na mistura originou uma redução de propriedades mecânicas, nomeadamente a ductilidade e o impacto. O índice fluidez das misturas de materiais aumenta com o aumento da fração de TPE, o que está relacionado com o índice de fluidez elevado dos TPE, mas também com a degradação termomecânica sofrida pelos materiais. Assim, verificou-se que a incorporação de TPE deve ser controlada de modo a não reduzir significativamente as propriedades das peças relativamente às de PC/ABS. Para investigar a possibilidade da integração de reciclado bimaterial foi também testada a pintura UV. Este processo é utilizado para todos os componentes produzidos, por isso a incorporação de misturas de materiais, assim como de reciclado, deve admitir o processo de pintura. Concluiu-se que as peças produzidas com reciclado e TPE passaram a avaliação do processo de pintura. Considerando a grande quantidade de desperdício produzido no processo de injeção em canais de alimentação de TPE, caraterizaram-se também as propriedades mecânicas dos TPE reprocessados. Conclui-se que estes materiais não perdem características mecânicas após 1 ciclo de reprocessamento, mostrando o seu potencial para reciclagem. Por último, sendo o TPE sobremoldado no PC/ABS, foi também avaliada a adesão dos dois TPE (TPS e TPU) ao PC/ABS, tendo-se verificado que o TPU apresenta melhores propriedades de adesão ao PC/ABS em comparação com o TPS.

The purpose of this project is to evaluate the possibility of recycling components from multi-material injection molding, consisting of mixtures of PC/ABS and TPS and mixtures of PC/ABS and TPU. This injection technique has technical and economic advantages, however, it contributes to the waste of raw material, namely in the form of non-conforming parts and the feeding system. This study aims to contribute to the circularity of materials, evaluating the possibility of using these wastes. For this, the materials were studied individually and in mixtures prepared in a range of concentrations of the components, simulating the use of waste from the multi-material injection process. The mixtures were produced by extrusion technique with a twin screw and the samples for characterization were produced by injection molding. Rheological, mechanical and surface characteristics of the mixtures of parts made up of virgin PC/ABS were evaluated for comparison. The increase in TPE in the mixture resulted in a reduction of mechanical properties of the bicomponent material, namely ductility and impact. The melt flow index of the mixed materials increases with the increase in the TPE content, which is related to the high melt flow index of TPE, and possibly due the thermomechanical degradation suffered by the materials. Thus, it was found that the incorporation of TPE must be controlled so as not to significantly reduce the properties of the parts compared to those of PC/ABS. To investigate the possibility of integrating bimaterial recycled in the same process, UV paint was also tested. This process is used for all components produced, so the incorporation of mixtures of materials, as well as recycled, must admit the painting process. It was concluded that the pieces produced with recycled and TPE passed the evaluation of the painting process. Considering the large amount of waste produced in the injection process in TPE feeding channels, the mechanical properties of the reprocessed TPE were also characterized. It is concluded that these materials do not lose mechanical characteristics after 1 reprocessing cycle, showing their potential for recycling. Finally, since the TPE is overmolded in the PC/ABS, the adhesion of the two TPE (TPS and TPU) to the PC/ABS was evaluated, and it was found that the TPU has better adhesion properties to the PC/ABS compared to the TPS .