Desenvolvimento de um novo produto à base de PET

Abstract

Com o aumento da utilização dos plásticos, atualmente existe uma preocupação com o desperdício de material, surgindo assim uma série de desafios e oportunidades para o setor de gestão de resíduos. O trabalho realizado foi ao encontro de uma necessidade da empresa LifePoly tendo como objetivo desenvolver uma espuma à base de poli(tereftalato de etileno), PET. Neste trabalho o desenvolvimento da espuma foi efetuado de forma descontínua com recurso a azoto, N2, como agente de expansão. Como matéria-prima a empresa disponibilizou dois tipos de poli(tereflalato de etileno) reciclado, RPET, no entanto ao fundir as amostras verificou-se que estas degradavam com a temperatura tornando assim a sua utilização inviável. Deste modo, o RPET utilizado no procedimento experimental foi proveniente de garrafas e garrafões de água preparado manualmente. Numa primeira fase foram caracterizadas diferentes amostras de PET recorrendo às técnicas calorimetria diferencial de varrimento, DSC, análise mecânica dinâmica, DMA, espetroscopia de infravermelho com transformada de Forrier, FTIR e análise termogravimétrica, TGA. Pelos resultados obtidos e comparando com a literatura concluiu-se que as amostras de RPET proveniente de garrafas cedido pela empresa, RPETg, e preparado manualmente, RPETm, são constituídas por PET. Pelo contrário o RPET proveniente de embalagens pós-industriais apresentou duas temperaturas de transição vítrea e duas temperaturas de fusão não sendo característico do poliéster em estudo. Pelo estudo do espectro desta amostra confirmou-se que esta não apresenta unicamente PET na sua constituição. Para se obter a espuma utilizou-se uma célula de alta pressão onde se colocou a amostra de RPETm previamente seca, de seguida procedeu-se à injeção de gás e aumento gradual de temperatura o que permitiu a fusão do polímero e a solubilização de gás na amostra. À temperatura de formação de espuma despressuriza-se a célula obtendo-se o produto desejado. Neste trabalho estudou-se o efeito das variáveis temperatura e pressão na formação de espuma. De modo a avaliar o comportamento das espumas estudou-se a morfologia, a resposta à deformação quando exposta à compressão e a sua condutividade térmica associada. Pelos resultados obtidos verificou-se que as variáveis estudadas influenciam o produto final. Após análise da morfologia é possível concluir que operar a uma pressão superior resulta uma distribuição mais heterogénea quanto aos diâmetros dos poros e estes apresentam uma dimensão superior. Assim, derivado aos maiores diâmetros, as espumas formadas a uma pressão superior apresentam um valor de condutividade térmica também superior

With the increase in the use of plastics, there is currently a concern with the waste of material, resulting in a series of challenges and opportunities for the waste management sector. The work fulfilled was to meet a need of LifePoly company aiming to develop a foam based on poly(ethylene terephthalate), PET. In this work the foam development was carried out in a discontinuous way with nitrogen, N2 as expansion agent. As a raw material, the company made available two types of recycled poly(ethylene terephthalate), RPET, however, when the samples were melted, it was verified that they degraded with the temperature, thus making its use impracticable. Thus, the RPET used in the experimental procedure came from bottles of water manually prepared. In the first phase different PET samples were characterized using the differential scanning calorimetry, DSC, dynamic mechanical analysis, DMA, Fourier-transform infrared spectroscopy, FTIR and thermogravimetric analysis, TGA techniques. By the results obtained and comparing with the literature it was concluded that the samples of RPET from bottles ceded by the company, RPETg, and prepared manually, RPETm, are constituted by PET. In contrast, RPETp.i showed two glass transition temperatures and two melting temperatures not being characteristic of the polyester under study. By the study of the spectrum of this sample it was confirmed that it does not contain only PET in its constitution. In order to obtain the foam, a high pressure cell was used to place the previously dried RPETm sample, followed by gas injection and gradual temperature increase, which allowed the polymer to melt and the solubilization of gas in the sample. At the foaming temperature the cell is depressurised to give the desired product. In this work the effect of the temperature and pressure on the foam formation was studied. In order to evaluate the behavior of the foams, the morphology, the response to the deformation when exposed to the compression and its associated thermal conductivity were studied. The results obtained showed that the variables studied influence the final product. After analysis of the morphology it is possible to conclude that operating at a higher pressure results in a more heterogeneous distribution with respect to the pore diameters and these have a larger dimension. Thus, due to the larger diameters, the foams formed at a higher pressure exhibit a higher thermal conductivity value