António Correia Diogo IST/UTL, DEMatseminarios.ist.utl.pt/07-08/des/html/sessoes/tecnologias_relevantes_sessao6.pdfElastómeros fisicamente reticulados (elastómeros termoplásticos)

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A.C.Diogo, Laboratório de Reologia

1

Tecnologias relevantes no

metabolismo da Economia.

António Correia Diogo

IST/UTL, DEMat

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Metabolismo (celular)

• Metabolismo - conjunto de transformações químicas nas células dos organismos vivos.

[µεταβολισµóς � mudança, derrubar]

– Via metabólica – sequência de reacções químicas em que o produto de uma reacção é utilizado como reagente das seguintes.

– Anabolismo: reacções de síntese de moléculas mais complexas. [αναβολισµός � lançar para cima, construir]

– Catabolismo: reacções de decomposição de moléculas complexas com libertação de energia livre.

[καταβολισµός � lançar para baixo, decompor]

[µετα � entre, para além de] [χατα � para baixo] [ανα � para cima, de novo]

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Metabolismo industrial (1)

Metabolismo industrial: sequência de transformações físico-químicas (materiais e energéticas) envolvendo a conversão de matérias-primas em bens económicos (produtos fabricados,…) e sua utilização (serviços).– Anabolismo �� Produção: conversão de matérias primas em produtos fabricados (bens económicos).

– Catabolismo �� Consumo: utilização dos bens produzidos (conversão dos bens em serviços).

• Recursos: solos, minérios, combustíveis fósseis, O2, H2O, hν, …

• Resíduos: CO2, CO, NOx, SOx, tóxicos,…

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4

Metabolismo industrial (2)

Limitações: – Recursos primários finitos �� equilíbrio entre consumo e regeneração

– Custos ambientais (acumulação de resíduos, salubridade,…)

– Fontes de energia �� selecção (inteligente) das vias reaccionais mais apropriadas (produção)

– Custos de eliminação/inertização de resíduos.

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Ciclo de vida dos materiais

Ambiente natural

Matérias-primas

Produtos Meios de produção

Extracção

Fabrico Produção

Distribuição

Resíduos do consumo

Resíduos da extracção

Reutilização

Resíduos da produção

Reciclagem resíduos

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Propriedades

Estrutura/Composição

Síntese/Processamento

Comportamento em serviço

Tetraedro dos materiais

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Tecnologias relevantes (1)

� Tecnologias de produção mais eficientes.�Minimização do consumo de energia.

�Minimização do consumo de matérias primas.

�Minimização da produção de resíduos.

�Minimização dos custos com tratamento e eliminação de resíduos.

� Tecnologias de reciclagem.�Reciclagem “inteligente”

�Baixo custo de reciclagem

�Elevado valor acrescentado do produto obtido

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Tecnologias relevantes (2)

• Tecnologias associadas ao projecto e processamento de materiais poliméricos

– Termoplásticos

– Termo-endurecíveis

– Elastómeros

• Tecnologias associadas à recuperação de outros materiais

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Materiais Poliméricos

.

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Materiais poliméricos

�Termoplásticos

� Fibras

� Elastómeros

�Termoendurecíveis

�Adesivos e Vedantes

�Tintas e Revestimentos

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Consumo de polímeros na Europa

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Evolução do consumo na Europa

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História

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História

1. Polímeros naturais– Borracha natural (isopreno)

– Polissacáridos (celulose, algodão, amido)

– Proteínas (lã, seda)

2. Polímeros sintéticos de grande consumo– PE, PP, PS, PVC, PET

3. Polímeros de engenharia – PMMA, PC, PU, POM, PPO, …

4. Polímeros funcionais

5. Biopolímeros

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A.V. Lourenço (1863)

O

CH2 CH2

óxido de etileno

OCH2

CH2

OCH2

CH2O

CH2CH2

..

poli-óxido de etileno POE

(polietilenoglicol PEG)

CH2

C

O

O

O

CH2CH2

CH2C

OCH2

C

O

O

O

CH2CH2

OCH2C

O. .

polisuccinato de etileno

( ) PEOPEGlim nn

=∞→

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.

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�Termoplásticos

� Fibras

� Elastómeros




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1. Termoplásticos

Termoplásticos

– de uso geral [LDPE/LLDPE, HDPE, PP, PVC, PS, PET]

– de engenharia [ABS/SAN, PA, PC, PMMA, POM, PBT, PPE/(PPO), PTFE,…]

– de especialidade (de alto desempenho) [poliamidasaromáticas, poli-imidas, poliamidas-imidas, PPS, PSU, PES, PEEK, poliarilatos, LCP,…]

Uso geral (87%)Engenharia (12%)

Especialidade (1%)

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Polietileno linear 1

� PE de alta densidade [0.945<ρ/(g.cm-3)<0.967]

HDPE (high-density PE) [8x104<M/(g.mole-1)< 1.5x105]� (Tenacidade a baixa temperatura, resistência à tracção, fissuração

ambiental, isolante eléctrico) � Depósitos para líquidos (tanques, tambores), tubo e perfis extrudidos

� PE alta densidade e alta massa molar[0.944<ρ/(g.cm-3) <0.954]

HMW-HDPE (high molecular weight HDPE)[2x105<M/(g.mole-1)< 5x105]

� (Resistência à tracção, fissuração ambiental, abrasão, agentes químicos, tenacidade a baixa temperatura, baixa permeabilidade ao vapor de água)

� Tubos de grande diâmetro, depósitos de grandes dimensões, filmes ultrafinos.

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Polietileno linear 2

� PE de ultra alto peso molecular

UHMWPE (ultra-high molecular weight PE)[3x106<M/(g.mole-1)<6x106]

� (Excelente resistência à abrasão (~10 x aço-carbono), muito boa tenacidade a baixa temperatura, baixo coeficiente de atrito)

� Fabrico ou revestimento de peças exigindo tenacidade a baixas temperaturas, auto-lubrificação e resistência à corrosão, fibras de alto módulo.

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Polietileno ramificado

Polietileno com ramificações longas

� PE de baixa densidade [0.910 < ρ/(g/cm-3) < 0.935]

LDPE (low-density PE) Shore D44-50� (tenacidade a baixa temperatura, resistência ao impacto e a

agentes químicos, flexibilidade, transparência, processabili-dade, baixa permeabilidade ao vapor de água, isolante eléctrico)

� Filme (embalagem, filme agrícola), revestimento por extrusão(fios e cabos)

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PVC (policloreto de vinilo)

PropriedadesPropriedades� Atático (predomina sindio)

�Tg = 80ºC �Tm = 212ºC

� Resistência à chama� Instável a luz e calor� PVC rígido: tubos, perfis, persianas, caixilharia,…

� PVC flexível: isolamentos, couro sintético, alcatifas, atoalhados, revestimento cabos eléctricos,…

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PS (poliestireno)

PropriedadesPropriedades� Atático Tg = 100ºC

� Iso-PS�Tg = 80ºC, �Tm =240ºC

� Transparente� Resistente a ácidos, bases, agentes redox, humidade,…

� Processamento fácil� Rígido, duro, frágil� Espuma: isolamento térmico, embalagem

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PET (poli-tereftalato de etileno)

CH CH

C C

CH CH

C

O

O

C

O

O

CH2

CH2 .

.

PropriedadesPropriedades� Semi-cristalino a amorfo

� Tg =69ºC

�Tm = 265ºC

� Cristalino:dureza, rigidez, tenacidade,

� Produz fibras,..

� Amorfo: transparente, …

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Polímeros de engenharia

�ABS/SAN - resistência ao impacto;

� PA – flexibilidade; tenacidade; resistência ao desgaste; resistência ao impacto; hidrólise

� PC – resistência ao impacto; tenacidade;

� PMMA – transparência;

� POM - tenacidade; estabilidade dimensional; coeficiente de atrito baixo;

� PPE (PPO) – resistência ao impacto;

� PTFE –(Teflon)

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PC (policarbonato)

PropriedadesPropriedades� Predominante/ amorfo

�Tg = 150ºC

�Tm = 265ºC

� Transparente, n = 1.584

� Resistente à humidade, a ácidos diluídos, hidrocarbo-netos,…

� Rigidez, dureza, resistên-cia ao impacto,

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Reciclagem de termoplásticos

Separação-1 Lavagem

Fragmentação

Separação-2

Extrusão-1

Granulação

RecolhaResíduos� Indústria� Comércio� Agricultura� Municipais

Extrusão (tubo)

Extrusão (filme)

Injecção

Insuflação

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Outros Other

Inclui outras resinas e misturas poliméricas.OTHER

Polistireno Polystyrene

PS utilizado em embalagem (PS espumado e não-espumado), cestos, tabuleiros, embalagens de youghurt,…

PS

Polipropileno Polypropylene

PP utilizado em tampas, garrafas, sacos, cordoaria e têxteis, tubos,…

PP

Polietileno de baixa densidade Low Density Polyethylene

LDPE utilizado em sacos de plástico, embalagens de filmeretráctil, filme agrícola,…

LDPE

Policloreto de vinilo Polyvinyl Chloride

PVC utilizado em tubos, caixilharia, persianas, aplicaçõesdomésticas (cortinas, alcatifas,…)

PVC

Polietileno de alta densidade High Density Polyethylene

HDPE utilizado em garrafas de leite e detergentes, “jerry-cans”, grandes contentores, depósitos de combustível, tubagens,…

HDPE

Politereftalato de etileno Polyethylene Terephalate

PETE utilizado em garrafas de água e bebidas gasificadas, fibrastêxteis,…

PETE

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KEVLAR (poliamida aromática)

CC N N

HOO H

n

PropriedadesPropriedades� Cristalino

� Tg = 375ºC

� Tm = 640ºC

� E/ρρρρ = 5 x aço

� Fibras de alto módulo

� Resistência química, isolante (eléctrico), tenacidade, estabilidade dimensional,

� Resistência à chama

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Kapton (poli-imida aromática)

PropriedadesPropriedades� Amorfo

� Temperatura de uso: -260ºC a 400ºC

� resistência química exc.

� resistência à chama excelente

� infusível

C

C

CH

CH

C

C

C

C

O

O

C

C

O

N

O

C

CH

CH

CH

CH

C ON

CCH

CHCH

CHC

.

.

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�Termoplásticos

� Fibras

� Elastómeros




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2. Fibras

Fibras – naturais (celulose)

– sintéticas (PET; PA-6,6; PAN;…)

– de alto módulo (Kevlar, PE, LCP,...)

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Módulo de Young 1 GPa ~100 kgf/mm2

(>210) 230C-fibra (padrão)

1000C-fibra (lab)

(>350) 380C-fibra (HM)

30C-grafite (eixo)

910-1000C-grafite (plano)

1035C-diamante450SiC69Al117Ti210Fe

E/GPaMaterial

222UHMWPE-fibra

3. /14-19PAN /(fibra)

0.6LDPE1.4/40-80HDPE /(fibra)

252HDPE-ultrastir

2.6PC

2.7 /18PET /(fibra)

186Kevlar-149131Kevlar-4983Kevlar-29

E/GPaMaterial

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Reciclagem de fibras

• Produção de compósitos de matriz polimérica.

• Cargas ou reforços de termoplásticos.

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�Termoplásticos

� Fibras

� Elastómeros




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3. Elastómeros

Elastómeros (reticulação fraca)

– Quimicamente reticulados (isopreno, butadieno,

isobutileno,…)

– Fisicamente reticulados = Elastómeros termoplásticos (ABS/SAN, SBS, SIS,...)

C C

CH3

CH2 CH2 CH2

C C

CH3 H

CH2 CH2

C C

HCH3

. CH2 CH2

C C

CH3 H

CH2 CH2

C C

CH3

CH2 .

H H

borracha natural

C C

CH3

CH2 CH2

H

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Elastómero quimicamente reticulado

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PI (poli-isopreno)

PropriedadesPropriedades� Principal constituinte da borracha natural

�Tg = -73ºC

�Tm = 28ºC

� Reticulável

� Resiliência

� Deformabilidade

� Recuperação elástica

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49

Reciclagem de elastómeros

� Elastómeros quimicamente reticulados� não reprocessáveis� fragmentação criogénica (pó, granulado fino, granulado grosseiro)

� mistura com polímeros reactivos �� produção de compósitos

� Exemplo: reciclagem de pneus� Elastómeros fisicamente reticulados (elastómeros termoplásticos)� reprocessáveis: necessidade de controlo da micro-estrutura

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�Termoplásticos

� Fibras

� Elastómeros




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51

4. Termoendurecíveis

Termoendurecíveis (reticulação forte)

– Fenólicos (fenol-formaldeído)

– Amino-derivados

• ureia-formaldeído,

• melamina-formaldeído

– Epoxídicos

– Poliuretanos

– Poliésteres insaturados

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Reciclagem de termoendurecíveis

� Incineração (não recomendável!)

� Fragmentação �� granulado

� Reforço de compósitos de matriz polimérica(mold. compressão, espumas rígidas)

� Carga de termoplásticos & etc.

Exemplo: PWB (printed wiring boards)

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�Termoplásticos

� Fibras

� Elastómeros




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5. Adesivos e vedantes

Adesivos– Adesivos de aplicação a quente

– Adesivos de contacto

– Adesivos estruturais

Vedantes

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�Termoplásticos

� Fibras

� Elastómeros




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6. Revestimentos e tintas

Revestimentos e tintas– Sem utilização de solvente

• Não-reactivos: aplicação a quente

• Reactivos: fotoresists

– Com utilização de solvente• Não reactivos: lacas, tintas (latex/polimeriz. emulsão)

• Reactivos: vernizes, tintas de óleo (óleo sicativo + pigmento + solvente)

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Características

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Propriedades

Estrutura/Composição

Síntese/Processamento

Comportamento em serviço

Tetraedro dos materiais

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Cadeia polimérica

Flexibilidade

�Flexível

�Semi-flexível

�Semi-rígida

�Rígida

Topologia�Linear

�Ramificada

�Reticulada

Estereorregularidade

�Sindiotático

�Isotático

�Atático

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Estrutura química

Homopolímero

Copolímero

• Estatístico– Aleatório

– Não-aleatório

• Regular– Enxertado

– Alternado

– Em blocos

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Com três letrinhas apenas…

A

SB

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Variáveis de controle (1)

• Massa molar

• Distribuição da massa molar

• Composição

• Ramificação /grau de ramificação

• Reticulação/grau de reticulação

• Cristalinidade

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Morfologias de copolímeros diblocos

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Variáveis de controle (2)

Copolímeros/Misturas

• Composição

• Morfologia

Nota bene:

• os polímeros são quase sempre imiscíveis;

• a simples mistura mecânica gera um produto inútil (devido à segregação) e improcessável;

• a morfologia só é controlável se a segregação o for (por uso de “compatibilizadores”…)

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Plastic Packaging Recycling Codes and Typical Plastic Properties

Poor to FairFairFairPoor to Good

FairGoodResistan-ce to Sunlight

PoorPoor to FairExcellentFairExcellentGoodResistan-ce to Cold

FairGoodFairPoor to Fair

GoodPoor to fairResistan-ce to Heat

Poor to Good

Poor to GoodExcellentFair to Good

Good to Excellent

Good to Excellent

Resistan-ce to Impact

Moderate to High

Moderate to High

LowModerate to High

ModerateModerate to HighRigidity

65ºC75ºC50ºC60ºC60ºC50ºCMax.Tempera-ture

FairPoorPoorGoodPoorGoodOxygen Barrier

Poor to FairGood to Excellent

GoodFairGood to Excellent

Fair to GoodMoisture Barrier

Plastic ID Code "7" is for other plastics

ClearTranslucentTranslucentClearTranslucentClearClarity

Properties

Other Plastics

Poly-styrene(PS)

Poly-propylene(PP)

Low density Poly-ethylene(LDPE)

Polyvinyl chloride(PVC)

High density poly-ethylene(HDPE)

Poly-ethylene terephtha-late(PET)

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Formulação de termoplásticos

Termoplásticos = resinas + materiais auxiliares

Materiais auxiliares

Aditivos: compostos usados em doses suficientemente fortes para modificar substancialmente um conjunto de propriedades da resina e do produto final.

Adjuvantes: compostos usados em doses fracas, para melhorar uma determinada característica ou proprie-dade, não influenciando substancialmente as outras propriedades ou características do produto.

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Os elos da reciclagem

Projecto e

Produção

Recolha e

Separação

Caracterização e

Reprocessamento

Aplicações

Utilização em fim de vida

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Reciclagem de polímeros

� Primária[mesmo local; mesmo material; mesmo produto; regranulação]

�Secundária[outro local; mesmo material; outro produto; reciclagem física; reciclagem mecânica]

�Terciária[outro local; outro material; reciclagem química; despolimeriza-ção parcial ou total]

�Quaternária [utilização do conteúdo entálpico]

– incineração– Colocação em aterro,compostagem,biodegradação

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Reciclagem mecânica (primária)

Vantagens�Economicamente rentável

(aproveitamento de resíduosda produção: jitos e alimen-tadores, peças com defeito, rebarbas, etc)

� Disponibilidade de equipa-mentos e processos parareciclar e regranularresíduos.

� Possibilidade de formularmisturas de matéria prima por incorporação de resíduoregranulado.

Limitações�Requisitos quanto à composi-

ção das matérias primas parareciclagem mecânica:� mesmo polímero

� mesma formulação

� ausência de contaminantes

�Percentagem máxima de regranulado a incorporar namatéria prima

�O reprocessamento causamodificações à escalamolecular (MW, MWD)

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70

Reciclagem mecânica (secundária)

Vantagens�Economicamente rentável

para resíduos produzidosantes da entrada no circuitode consumo

� Disponibilidade de equipamentos e processospara reciclar certos tipos de resíduo:�Contentores rígidos�Placas de espuma�Revestimentos de cabos�Invólucros de baterias

� O reprocessamento provocamodificações à escalamolecular (MW, MWD)

Limitações�Requisitos quanto à composi-

ção das matérias primas parareciclagem mecânica:� mesmo polímero� mesma formulação� ausência de contaminantes

�Perda de qualidade quanto àspropriedades mecânicas

�Perda de qualidade quanto aoaspecto visual

�O reprocessamento causamodificações à escalamolecular (MW, MWD)

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71

Reciclagem química (terciária) 1

�Conversão em combustível sólido ou líquido(p.ex. PE) � Co-liquefacção com carvão (hidrogenação ouhydro-cracking)

� Liquefacção com água supercrítica (Mitsubishi)

�Despolimerização� Pirólise (thermal cracking)� Pirólise catalítica

� Degradação (despolimerização termo-oxidativa)

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72

Reciclagem química (terciária) 2

�Vantagens competitivas�Facilidade de remoção de aditivos�Facilidade de controle das variáveis molecularesdo polímero resultante (MW, MWD, grau de ramificação)

�Capacidade de funcionar com desperdíciosmistos�Facilidade de separação para polímeros com massamolar reduzida

�Outras aplicações em fim de vida�Obtenção de produtos químicos�Síntese de novos polímeros

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73

Incineração

�Mais popular na Europa e no Japão que nos

EUA

�Problema do tratamento dos gases e fumos

produzidos

�NIMBY (not in my back yard; não no meu

quintal)

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74

Métodos híbridos

Criação de novas ligações químicas em vez de as destruir

� Extrusão reactiva

�Melhoria das propriedades mecânicas

�Modificação da estrutura provocando a reacçãoadicional com um monómero (p.ex. via peróxido,…)

� Pulverização

� Extrusão no estado sólido

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Reciclagem de termoplásticos

Separação-1 Lavagem

Fragmentação

Separação-2

Extrusão-1

Granulação

RecolhaResíduos� Indústria� Comércio� Agricultura� Municipais

Extrusão (tubo)

Extrusão (filme)

Injecção

Insuflação

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76

Reciclagem de polímeros e ambiente

� Consumo de energia (pode ser um factor importante)

� Consumo de outros recursos

� Poluição secundária

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77

Ciclo de vida

..

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78

A vida de um produto

Concepção(projecto)

Definição

Necessidade

Projecto de pormenor

Produção

Utilização

Comercialização

Resíduo

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79

A vida de um polímero

� Produção

� Utilização

� Inutilização, resíduo

� Recuperação de resíduos

� Reutilização

� Reciclagem

� Colocação em aterro

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80

Ciclo de vida de um polímero

Combustíveis

fósseisRefinação Monómero

Polimerização

Formulação e

processamento

Produtos consumíveis

Reciclagem

mecânica

Reciclagem

química

Incineração

Aterro

Fonte de

energia

Reciclagem Reutilização

Uso, desusoresíduo

Recolha de

resíduosIdentificação

e separação

Recuperação

de energia

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81

Cadeia de valor do plástico

Petróleo

Gás natural

Monómero Polímero Mercado

•Grossista

•Retalhista

•Consumidor

Recolha e

Separação

Reciclagem

mecânica

Reciclagem

térmicaReciclagem

química

Nível 1

Nível 2

Flocos/grãos

Produto

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82

Engenharia do ciclo de vida

�Avaliar a durabilidade de um produto.

�Metodologia de avaliação de um produto

durante todo o seu ciclo de vida, e

incorporação desses valores em todas as

fases do projecto desse produto, desde o

início (concepção).

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83

Utilização racional e sustentável

�Optimização da produção e utilização dos polímeros de modo a minimizar a utilização de recursos, a produção de resíduos e a recolecção após uso;

�Concepção de novos procedimentos mais eficientes de reutilização e reciclagem de materiais poliméricos usados na produção de novos produtos;

�Recuperação do conteúdo entálpico (energético) dos materiais poliméricos quando a sua reutilização estiver esgotada;

�Eliminação da necessidade de aterros para o depósito de resíduos.

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Gestão integrada de recursos e de resíduos 1

�Redução do consumo �Projecto condicionado pelo impacto ambiental [Design for the Environment]

�Avaliação do Ciclo de Vida[Life Cycle Assessment]quantificação do impacto ambiental de um produto durante todo o seu ciclo de vida (desde o berço até àcampa!)

�Reutilização

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85

Gestão integrada de recursos e de resíduos 2

�Reciclagem�Mecânica (secundária)

�Química (terciária)

�Entálpica (quaternária)

�Incineração (s/recuperação entálpica)

�Colocação em aterro

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86

Desenvolvimento sustentável

�Processo de desenvolvimento em que se procuram satisfazer as necessidades do presente sem comprometer a possibilidade de as gerações futuras poderem vir a satisfazer também as suas necessidades.

• Desenvolvimento económico

• Progresso social

• Protecção ambiental– Economia de recursos

– Eficiência de utilização da energia

– Preservação dos recursos

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87

Reciclagem de PET

Poli-tereftalato de etileno

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Reciclagem de PET 1

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89

Reciclagem PET 2

FragmentaçãoSecagemExtrusãoFiltraçãoGranulação

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Projecto RECAFUTA

Closed loop recyclingof car plastic fuel tanks

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Closed loop recyclingof car plastic fuel tanks

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RECAFUTA

• Solvay (produtor HDPE)

• Ciba Specialitätchemie Lampertheim (química, aditivos)

• Inergy (processador, produtor PFT)

• Watco (reciclagem)

• Renault (consumidor)

• IST– Revestimentos (fluoretação)

– Reologia

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Introdução

A utilização do HDPE em aplicações de elevadodesempenho, [por exemplo, extrusão sopro de grandes contentores] requer normalmente:

�condições de processamento bem definidas,

�um apertado controle das funções materiaisreológicas dentro de limites muito estritos.

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Envelhecimento do HDPE

• Cisão das cadeias (especialmente em HDPE Ziegler)

– MW decresce

– MWD alarga

• Reticulação das cadeias (frequente em HDPE Phillips)

– MW aumenta

– MWD alarga

– Aumenta o grau de ramificação

• Regeneração– restabilização

– “repair additives”

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HDPE regenerado

A utilização de HDPE reciclado em aplicaçõesde elevado desempenho, requer:

�Avaliação precisa das alterações das funçõesmateriais reológicas que ocorreram durante o ciclo de vida da peça;

�Regeneração do HDPE reciclado, através de readitivação (re-estabilização, “reparação”, eliminação de ramificações)

�Mistura do HDPE regenerado com quantida-des apropriadas de HDPE virgem

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Moldação-sopro

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Moldação-sopro

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Moldação-sopro: sistemas base 1

Sistema de acumulação: acumula-se o fundido durante a 1ª parte do ciclo; este é depois insuflado- método padrão para grandes contentores

- estiramento rápido (±10 s)

�� inchamentoinchamento substancialsubstancial

- tempo curto de suspensão da pre-forma (±10 s)

�� cedência reduzidacedência reduzida

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Moldação-sopro: sistemas base 2

� Espessura da pre-forma controlável por diversos sistemas

� As dimensões da pre-forma devem ajustar-se bem à geometria da cavidade do molde

� O ajuste é afectado por flutuações de inchamento ou cedência

� Equipamentos dispõem de sistemas de compensação (hiato, …), não perfeitos

� Ponto-chave: minimizar quaisquer variaminimizar quaisquer variaçções ões nas propriedades do materialnas propriedades do material

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Moldação-sopro: parâmetrosreológicos

� Processamento adequado� G', G", ηηηη∗∗∗∗ em atmosfera normal (ar)

� Comportamento em extrusão e cedência dependem da viscosidade� Indice de fluidez (HL)MI 190°C,21.6kg� Viscosidades a 100 s-1 e a 1 s-1

� Viscosidade extensional…

� Inchamento� Viscosidade extensional e limiar de ruptura

para caracterizar o comportamento da pre-forma durante a expansão.

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Dados estatísticos

Europa

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Alguns números

• Produção de resíduos na Europa: 2.6 x109 ton/ano [2.6 k-estádios de futebol]

• Consumo de termoplásticos em 2005 na Europa Ocidental: 84 kg/pessoa

• Consumo anual de termoplásticos em Portugal:55 kg/pessoa (2005)

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Plastic demand by end-use applicationsector 2004 (W.Europe)

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Fontes de resíduos na UE

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Resíduos de plásticos na UE

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Resíduos de plásticos na UE

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Consumo Europa

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Consumo per capita

30.88.16Africa Médio Oriente

2411.8Europa Leste

13694.3Europa Ocidental

11688Japão

2413.2SE Asia

30.820América Latina

14899.5América do Norte

20102001

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Preços (uso geral) €/ton

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Preços na Europa

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Preços PP (1995-2003)

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Dados estatísticos

Portugal

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Entrada matérias-primas

5,57,25-2,2716,1Aumento %

866 835688 067759 881652 180656 406608 068642 590622 219TOTAIS

560110143323150923112493833878 134Desperdícios/Resíduos/Aparas3915

724272678273579204788261Permutadores de iões3914

1159367164342619753562366396Polímeros naturais3913

124412687133332974142003331149823 642Celulose e seus derivados3912

1129360631067760789485610389995 944Resinas de petróleo/Polisulfonas3911

11838283612305318911216316290962 343Silicones3910

4305820649405381927337214174933938819 174Res. Ureicas/Fenólicas/Melaminicas3909

3371313292371611582733823140513114513 088Poliamidas3908

1903001109351688281128581417079359513525893 592Poliacetais/Poliesteres/Policarbonatos3907

3106621040285402197427114204552718221 894Polímeros acrílicos3906

115277497113716699105857314119197 926Polímeros de acetato de vinilo3905

62532710436900776111530847128162 04382 486Polímeros de cloreto vinilo e outros3904

96300787718719874087733846942270 34765 071Polímeros de estireno3903

176702171623137914157866122057149439119 445143 053Polímeros de propileno3902

178581170849137457149453116871146924106 245155 215Polímeros de etileno3901

1000 €TON 1000 €TON 1000 €TON 1000 €TON PRODUTOSCD:PT

2005200420032002Fonte: APIP

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Saída matérias-primas

3,018,8214,334,6Aumento %

337 524369 178282 385358 390218 019329 348204 948288 075TOTAIS

3 99014 4262 92612 8812 2007 0812 7306 295Desperdícios/Resíduos/Aparas3915

54 86750 34254 77154 02437 01439 22429 96130 639Poliacetais/Poliesteres/Policarbonatos3907

96 532122 461104 761127 93179 647119 02373 526107 532Polímeros de Cloreto Vinilo e outros3904

182 135181 949119 927163 55499 158164 02098 731143 609Polímeros de Etileno3901


2005200420032002Fonte: APIP

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Consumo de matérias primas

2,435,58-28,87-1,07Aumento %

731 208571 456658 927557 911585 134528 405723 742742 850TOTAIS

5 60110 1433 2315 0923 1124 9383 3878 134Desperdícios/Resíduos/Aparas3915

724272678273579204788261Permutadores de iões3914

1 1593671 6434261 9753562 366396Polímeros naturais3913

12 4412 68713 3332 97414 2003 33114 9823 642Celulose e seus derivados3912

11 2936 06310 6776 0789 4856 1038 9995 944Resinas de Petróleo/Polisulfonas3911

11 8382 83612 3053 18911 2163 1629 0962 343Silicones3910

43 05820 64940 53819 27337 21417 49339 38819 174Res. Ureicas/Fenólicas/Melamínicas3909

33 71313 29237 16115 82733 82314 05131 14513 088Poliamidas3908

155 40590 593132 14288 334126 22783 371127 10187 948Poliacetais/Poliesteres/Policarbonatos3907

31 06621 04028 54021 97427 11420 45527 18221 894Polímeros acrílicos3906

11 5277 49711 3716 69910 5857 31411 9197 926Polímeros de acetato de vinilo3905

63 09471 68277 41185 38061 25982 25893 986124 954Polímeros de cloreto de vinilo e outros3904

96 30078 77187 19874 08773 38469 42270 34765 071Polímeros de estireno3903

176 702171 623137 914157 866122 057149 439119 445143 053Polímeros de propileno3902

77 28773 94164 78570 43952 90466 508163 611239 022Polímeros de etileno3901


2005200420032002Fonte: APIP

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55,7153,2751,377,4CONSUMO PER CAPITA (Kg)

10 529 03010 529 03010 500 00010 355 824NÚMERO TOTAL DE HABITANTES

586 597560 924538 745801 256TOTAL *

14 42612 8817 0816 295SAÍDAS DE DESPERDÍCIOS

10 1435 0924 9388 134ENTRADAS DE DESPERDÍCIOS

241 845239 330213 186183 457SAÍDAS DE SEMI-ELABORADOS E OBRAS

261 269250 132225 669240 024ENTRADAS DE SEMI-ELABORADOS E OBRAS

571 456557 911528 405742 850CONSUMO MATÉRIAS PRIMAS

TONTONTONTONFonte: APIP

2005200420032002PORTUGAL

Evolução do consumo per capita

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Entradas semi-elaborados e obras

4,4510,84-5,98-0,13Aumento %

801 577261 269804 465250 132741 279225 669799 132240 024TOTAIS

232 98950 030257 70143 567231 12138 175253 14542 213Outras obras em plástico3926

28 0708 39526 9217 86826 9088 39933 98210 214Reservatórios, portas, janelas, postigos, etc.

3925

42 14210 19338 54810 70937 5229 34737 7769 154Serviços de mesa e de uso doméstico3924

103 51341 72398 49140 56490 41939 933104 49344 928Artigos de transporte e embalagem, rolhas, etc.

3923

26 3674 66426 6284 55223 4963 88424 9044 421Sanitários e artigos semelhantes3922

76 82332 22870 44928 09168 00727 90379 68931 648Outras chapas, folhas, peliculas, etc.3921

138 92968 649138 88770 809124 67559 120115 64657 728Outras chapasnão alveolares sem suporte

3920

49 82111 13146 97811 35646 55511 18349 11511 477Chapas, folhas, tiras, fitas, etc.3919

13 9806 88211 9185 7869 6654 45811 1764 617Revestimentos de pavimentos3918

73 33422 58271 05221 65765 88418 20774 22919 383Tubos e seus acessórios3917

15 6094 79216 8925 17317 0275 06014 9774 241Monofilamentos3916


2005200420032002Fonte: APIP

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Saída semi-elaborados e obras

653 562241 845598 437239 330506 001213 186432 953183 457TOTAIS

157 36930 871140 69828 864103 93523 06985 00418 938Outras obras em plástico3926

8 8083 6287 5662 6005 7111 8154 1071 049Reservatórios, portas, janelas, postigos, etc.3925

63 17811 90367 65115 96154 14216 55734 5469 047Serviços de mesa e de uso doméstico3924

82 99342 24776 04939 28269 38735 80156 19932 015Artigos de transporte e embalagem, rolhas, etc.3923

26 5496 73722 8505 99218 3045 03416 3945 158Sanitários e artigos semelhantes3922

87 03428 68178 01925 29763 67924 35556 95522 787Outras chapas, folhas, peliculas, etc.3921

154 79074 520123 08866 876115 15157 754110 64552 720Outras chapas não alveolares sem suporte3920

5 5241 2678 1271 3207 5821 1259 1502 203Chapas, folhas, tiras, fitas, etc.3919

1 023408612406217128506337Revestimentos de pavimentos3918

58 82438 45763 95749 15755 00942 42550 12735 210Tubos e seus acessórios3917

7 4703 1269 8203 57512 8845 1239 3203 993Monofilamentos3916

1000€TON 1000€TON 1000€TON 1000 €TON PRODUTOSCD:PT

2005200420032002Fonte: APIP

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Referências

• Lars Lundqvist, Yves Leterrier, Paul Sunderland, Jan Manson – Life Cycle Engineering of Plastics, Elsevier (2000)

• Adisa Azapagic, Alan Emsley, Ian Hamerton – Polymers, the Environment and Sustainable Development, J.Wiley (2003)

• M. Rashid Khan (ed.) – Conversion and Utilization of Waste Materials, Taylor & Francis (1996)

• G. Akovali et al. (ed) – Frontiers in the Science and Technology of Polymer Recycling, NATO ASI Series 331, Kluwer (1997)

• M.F. Ashby – Materials Selection in Mechanical Design, Butterworth (1995)

• www.apme.org/media/public_documents

Documents

António Correia Diogo IST/UTL, DEMatseminarios.ist.utl.pt/07-08/des/html/sessoes/tecnologias_relevantes_sessao6.pdfElastómeros fisicamente reticulados (elastómeros termoplásticos)