Reciclagem de resíduo de poliuretano proveniente da indústria de refrigeradores como carga em compósitos de borrachas SBR/BN para aplicação industrial

Abstract

A indústria de refrigeradores gera milhões de toneladas de resíduos de poliuretano (PU) todos os anos, o que pode causar prejuízos ambientais e problemas à saúde humana. Neste trabalho, foi analisado o uso do resíduo de PU como carga de reforço em compósitos de borracha de estireno butadieno (SBR) e borracha natural (BN). Avaliou-se quantitativamente a interação interfacial da carga pela metodologia de Flory-Rehner (inchamento), utilizando a equação desenvolvida por Lorenz-Park. Posteriormente, os resultados desta avaliação foram comparados com os obtidos pelo método de Mooney-Rivlin, utilizando os dados dos ensaios de tensão versus deformação. Os resultados de resistência à tração sugerem que os compósitos com cargas apresentam comportamento similar aos materiais termoplásticos, como o polietileno de alta densidade e o policarbonato, apresentando curvas de tensão versus deformação com baixa resistência elástica, mas alta resistência plástica. A metodologia de Lorentz-Park estabelece que um valor do parâmetro a igual ou superior a 0,7 indica uma forte interação entre a carga de reforço e a matriz polimérica. Neste estudo, o valor do parâmetro a calculado foi de 0,9, o que representa uma forte interação entre a carga e a borracha. A microscopia eletrônica de varredura e a espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier foram utilizadas para investigar a estrutura dos compósitos. As análises térmicas por DSC, DMA e TGA demostraram estabilidade térmica do compósito. Assim sendo, em conformidade com os resultados obtidos, torna-se viável a utilização de resíduo de poliuretano micronizado como carga de reforço em compósitos de borracha, visando a fabricação de solados de calçados.

The refrigerator industry generates millions of tons of polyurethane (PU) waste every year, which can cause environmental damage and health problems. In this work, the use of PU waste as a reinforcing filler in styrene-butadiene rubber (SBR) and natural rubber (NR) composites was analyzed. The interfacial interaction of the filler was quantitatively evaluated by the Flory-Rehner (swelling) methodology, using the equation developed by Lorenz-Park. Subsequently, the results of this evaluation were compared with those obtained by the Mooney-Rivlin method, using the data from the stress-strain tests. The tensile strength results suggest that the composites with fillers exhibit a behavior similar to thermoplastic materials, such as high-density polyethylene and polycarbonate, presenting stress-strain curves with low elastic modulus, but high plastic modulus. The Lorentz-Park methodology establishes that a value of the parameter a equal to or greater than 0.7 indicates a strong interaction between the filler and the polymer matrix. In this study, the calculated value of the parameter a was 0.9, which represents a strong interaction between the filler and the rubber. Scanning electron microscopy and Fourier transform infrared spectroscopy were used to investigate the structure of the composites. Thermal analysis by DSC, DMA and TGA showed thermal stability of the composite. Thus, in accordance with the results obtained, it becomes feasible to use micronized polyurethane waste as a reinforcing filler in rubber composites, aiming at the manufacture of shoe soles.