Incorporação de resíduos de resina de ureia-formaldeído no processo de fabrico de produtos sanitários

Abstract

A gestão de resíduos é atualmente um tema de elevada prioridade na União Europeia e as diretivas relativas aos resíduos têm vindo a restringir as tradicionais rotas de descarte em aterros sanitários, exigindo a sua reciclagem e promovendo os princípios de economia circular. A valorização material através da reutilização de resíduos termorrígidos, sob a forma de carga, é uma forma de reciclagem mecânica possível para estes materiais. Neste sentido, a presente dissertação tem como principal objetivo o reaproveitamento de resíduos de resina de ureia-formaldeído em concentrados de cor, produzidos por extrusão, para posterior fabrico de produtos sanitários pelo processo de moldagem por injeção. O estudo foi realizado na empresa Flexaco em colaboração com o seu cliente, JBMC, o gerador dos resíduos. Numa primeira fase, as amostras de resíduo foram caracterizadas, por meio de análises físico-químicas, realizadas na Universidade de Aveiro, e, numa segunda fase realizaram-se os ensaios laboratoriais de extrusão da formulação padrão com diferentes teores de resíduo e CaCO3 e respetiva análise dos resultados e validação de acordo com as normas de trabalho do controlo de qualidade da Flexaco. Verificou-se que a humidade do resíduo era uma das variáveis de processo que condicionava tanto a extrusão como a moldagem por injeção, mesmo sujeito a desumificação prévia (até cerca de 0,37% de água). Por conseguinte, executaram-se ensaios com a adição de dois tipos de agentes secantes num intervalo de concentrações entre 0,5 % e 5 % (m/m). Finalmente, produziram-se três formulações com diferentes teores de resíduo, à escala industrial, usando extrusoras de duplo fuso e as mesmas condições operacionais usadas na formulação padrão em laboratório. Na fase final, os produtos desenvolvidos na Flexaco foram sujeitos a ensaios de moldagem por injeção na empresa produtora de produtos sanitários, a JBMC. As diferentes formulações não tiveram resultados aprovados nos ensaios industriais. Concluiu-se que, é inviável a incorporação do resíduo de resina de ureia-formaldeído, com função de carga, com vista à aplicação final.

Currently, waste management is a high priority theme in the European Union and residual related guidelines have been restricting the traditional disposal routes in landfill sites, demanding waste to be recycled and promoting the principles of “the circular economy”. Through the reuse of thermosetting waste as filler, material recovery is a possible mean of mechanical recycling for these materials. In this sense, the main objective of the present dissertation is the reutilization of urea-formaldehyde resin residues in masterbatch, produced by extrusion, for later manufacture of sanitary products by the injection casting process. The study was conducted at Flexaco in collaboration with its client, JBMC, which represents the waste generator. In a first phase, the residue samples were characterized, through physicochemical analyses carried out at the University of Aveiro and, in a second phase, there were conducted the extrusion laboratory tests of the standard formulation with different contents of residue and CaCO3 and respective analysis of the results, and validation according to the working standards of quality control of Flexaco. The moisture of the residue was found to be one of the process variables that conditioned both extrusion and injection casting, even when the residue had been subject to prior desorption (up to about 0,37 % of water). Accordingly, tests were performed with the addition of two types of drying agents, in a concentration range of 0.5% to 5% by weight. Finally, three formulations with different residue levels were produced, on an industrial scale, in double screw extruders under the same operating conditions as the benchmark formulation. In the final phase, the products developed at Flexaco were subject to injection casting tests at JBMC, the producing company of sanitary products. The different formulations were not approved in the industrial tests. The conclusion reached was that the incorporation of the urea-formaldehyde resin residue, with loading function, is not viable for final application.