Estudo da desvulcanização do SBR por micro-ondas em processo contínuo

• Main Author: Hirayama, Denise
• Other Authors: Saron, Clodoaldo
• Format: Others
• Language: pt
• Published: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP 2009
• Subjects: Crosslinking; Desvulcanização; Devulcanization; Elastômero; Elastomers; Ligação cruzadas; Micro-ondas; Microwave; Reciclagem; Recycling
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/97/97134/tde-26092012-165110/

A reciclagem de diversos tipos de materiais tem adquirido importância nos últimos anos. Problemas ambientais graves como o acúmulo de rejeitos e a poluição atmosférica, causados pelo crescente consumo de materiais poliméricos, incentivam estudos para o desenvolvimento de diferentes formas de reaproveitamento. Entretanto, a reciclagem de polímeros elastômeros tem demonstrado grande complexidade, pois o material depois de vulcanizado não pode ser remoldado pelo simples aquecimento. A desvulcanização por microondas é uma técnica promissora para contornar este problema, uma vez que possibilita restituir a capacidade de moldagem dos elastômeros. Neste trabalho foi feito um estudo sobre a desvulcanização por micro-ondas em processo contínuo e em batelada do elastômero estireno-butadieno (SBR) com diferentes quantidades de negro de fumo e em diferentes condições de processamento, de modo a avaliar os processos de desvulcanização e esclarecer melhor os fenômenos e reações químicas envolvidas. A eficiência dos diferentes sistemas de desvulcanização adotados foi avaliada por meio de análises termogravimétricas (TG), dinâmico-mecânicas (DMA), calorimetria exploratória diferencial (DSC), espectroscopia no infravermelho (FTIR), espectrometria de ressonância magnética nuclear (RMN), densidade de ligação cruzada e teor de gel. A desvulcanização foi mais efetiva no elastômero SBR com maiores teores de negro de fumo, empregando o sistema de desvulcanização em batelada com uma única fonte de radiação, enquanto que a desvulcanização contínua não apresentou resultados relevantes para o sistema adotado. O material desvulcanizado demonstrou mudanças químicas e físicas consideráveis na sua estrutura. Assim, a reciclagem de elastômeros utilizando a energia das micro-ondas torna-se possível e provoca mudanças estruturais no material para borracha com altos teores de negro de fumo utilizando o sistema batelada. === The recycling of several materials has acquired importance in the last few years. Serious environmental problems as the increase in waste material and air pollution, caused by the growing consumption of polymeric material, stimulate works to development of distinct ways of reclamations. However, the recycling of elastomers has demonstrated more complexity than other polymeric materials because, after vulcanized, the material can not be remolded by simple heating. The microwave devulcanization is a promissory technique to solve this problem, in as it makes it possible to replace the remold capacity of elastomers. In this work it was studied the devulcanization by microwave in continuous and batch processes of styrene-butadiene rubber (SBR) with different amount of carbon black (CB) and in different process conditions, to evaluate the devulcanization process and to clarify the involved phenomena and chemical. The efficiency of distinct devulcanization systems was evaluated through thermogravimetric analyses (TG), dynamic-mechanical analysis (DMA), differential scattering calorimetric (DSC), Fourier transformed infrared (FTIR), nuclear magnetic resonance (NMR), crosslink density and gel content analysis. The devulcanization was more effective in SBR elastomer with higher amount of carbon black, used the batch systems devulcanization with a single source of radiation, whereas the continuous devulcanization did not show relevant results to the adopted system. The devulcanized material exhibited considerable chemical and physical alteration in its structure. Thus, the elastomers recycling using the microwave energy is possible and generates structural modification in the material for rubber with high amount of carbon black in batch system.