O documento discute vários métodos para a reciclagem de elastômeros, incluindo regeneração física através de moagem, regeneração química utilizando compostos orgânicos e inorgânicos, e desenvolvimentos recentes como a dessulfuração microbiológica e o uso de materiais de fontes renováveis. O documento também discute aplicações para o pó de borracha regenerado, como a incorporação em asfalto.

1. UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL
Programa de Pós-Graduação em Materiais (PGMAT)
Ciência e Tecnologia de Elastômeros
Reciclagem de Elastômeros
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Janaina da Silva Crespo
Grupo de Materiais Elastoméricos

3. Polímeros
problema ambiental
Termoplásticos Termorrígidos
Reciclagem com adição Ligação cruzada, estabilizantes
e outros aditivos
de material virgem
Degradação natural é lenta

4. Pneus < 1% é perdido na rodagem
Aterros
1977 – 70% aterro (elevado custo)

5. Obras de Aterramento

6. Fonte de Energia
Pneus – 90% material orgânico = 32,6 mJ/kg
Carvão – 18,6 a 27,9 mJ/kg

7. Fonte de Energia
Emissão de gases e o valor agregado ao resíduo é baixo
Quadras de Esporte e Playground

8. Regeneração
Física Química
Conversão da rede tridimensional, insolúvel e infusível
rede bidimensional, plástica, baixo módulo, processável e
vulcanizavel, essencialmente um termoplástico similar à
borracha virgem.

9. Regeneração Física: mecânica, termo-mecânica, crio-
mecânica, microondas e ultrassom.
Mecânica
Cisalhamento em cilindro a altas temperaturas (diminuição
do PM)
NR, T = 80oC (RR)
Blendas NR/RR (25/75) carga de enchimento

10. Termo-Mecânica
 Pó ~ 20 m;
 Solvente NaOH;
 Revulcanizado propriedades inferiores ao material
original.

11. Crio-Mecânica
 Moagem na presença de N2 líquido;
 Pó = 40 – 100 mesh (388 – 140 m);

12. Crio-Mecânica: Efeito da granulometria
 Extrusão = 80 – 100 mesh (5 phr);
 Calandragem = 80 – 100 mesh (10 phr);
 Moldagem = qualquer tamanho.

13. Crio-Mecânica: BR 60 mesh

14. Principal problema para pneu:
 Propriedade de flexão;
 Stress cíclico é propagado pelo pneu;
 Caso encontre um grão vulcanizado pode ocasionar trincas.
Outros tipos de moagem:
 Moagem em ambiente seco 10 – 30 mesh, 5 – 20 phr;
 Moagem em solução pó 10 – 20 mesh;
H2O
400 – 500 mesh

15. Microondas
 Energia e frequência específica para que ocorra a
desvulcanização;
 Pó = 40 – 100 mesh (388 – 140 m).
E = 915 – 2450 MHz; P = 41 – 177 W h

16. Ultrassom
 Ruptura da ligação C – S e S – S;
NR 50 kHz durante 20 min
desvulcanização revulcanização = propriedades
similares a NR virgem;
SBR gel 83%, d l.c. = 0,21 kg mol/cm3, desvulcanização
T = 121oC
Revulcanização d l.c. = 0,02 kg mol/cm3
Tração na ruptura: 1,5 10,5 MPa
Alongamento na ruptura: 130 250%

17. Regeneração Química: compostos orgânicos
(dissulfetos e mercaptanas).
 processo mais utilizado pelas empresas que produzem
borracha regenerada.

18. Regeneração Química
 Iodeto de metila catalisada por iodeto de mercúrio

19. Regeneração Química: compostos inorgânicos
 LiAlH4 = hidreto de lítio e alumínio (LAH)
 Na (pó 10 – 30 mesh)
Tolueno, benzeno, cicloexano T = 300oC sem O2 PMi = PMf

20. Desenvolvimentos recentes na
regeneração de borracha
 Biotecnologia: dessulfuração microbiológica;
SBR 1,6% de S
Microorganismos: Thiobacillus i. e.
T. ferrooxidans
T. thiooxidans
T. thioparus
Melhor resultado: T. thioparus, pó = 100 – 200 m
4,7% do S SO42- 40 dias
oxidado

21.  Regeneração utilizando-se o De-Link
100 phr de pó 40 mesh
cilindro temperatura ambiente
2 – 6 phr de De-Vulc
NR-D e SBR-D (adição de 30% de material regenerado com De-Vulc)

22.  Regeneração utilizando-se materiais de fontes renováveis (RRM)
RRM = dialildissulfetos, monossulfetos, polissulfetos e tióis
DADS = dialildissulfeto sintético
10 phr de RRM ou 2 phr de DADS / 100 phr de borracha; T = 60oC

23. T = 60oC
t = 25 min
sol = fração que está sendo desvulcanizada

24.  Regeneração utilizando-se materiais de fontes renováveis (RRM)

27.  Regeneração utilizando-se materiais de fontes renováveis:
misturas com elastômeros virgem

28.  Regeneração utilizando-se materiais de fontes renováveis:
misturas com elastômeros virgem

29.  Regeneração utilizando-se materiais de fontes renováveis:
misturas com elastômeros virgem

30.  Preparação de TPV
modified = LLDPE com etileno glicidil metacrilato
Custo elevado

31.  Incorporação ao Asfalto

32. Asfalto + pó de borracha (2 mm) = 175 – 220 C, 1 -2 h.
2 toneladas de pó de borracha por km

33. Bibliografia
B. Adhikari, D. De e S. Maiti, Reclamation and recycling
of waste rubber, Progress in Polymer Science, 25, 909-948,
2000.