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Publicação
Reciclagem Mecânica de Resíduos Poliméricos Industriais: Um Caminho para a Sustentabilidade num Contexto de Economia Circular
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
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Autores
Resumo(s)
O acelerado e elevado consumo da sociedade atual, caracterizado pela excessiva
utilização de recursos e de materiais, impulsionou a integração e procura de estratégias
mais sustentáveis, que permitam a transformação dos atuais modelos de economia linear
em “sistemas-fechados” que respondam positivamente às exigências dos modelos de
economia circular, atualmente contemplados nas estratégias e políticas europeias e
nacionais que visam garantir uma correta e eficiente reciclagem, reutilização e utilização
sustentável dos resíduos industriais gerados, nomeadamente dos resíduos poliméricos
industriais que, podem ser incorporados como reforço de materiais compósitos.
Contribuindo para esta mudança de paradigma, a presente dissertação tem como
principal objetivo o desenvolvimento de um material compósito, através da seleção,
processamento e aplicação de resíduos poliméricos industriais, tendo sido produzidos e
testados mecanicamente dois painéis sanduíche de núcleos de matriz de poliéster e de
epóxi verde, reforçados com 30 wt. % de partículas de PETG de tamanhos
[0,300;0,600[mm que revelaram valores de tensão de flexão, de rigidez e de deformação
ligeiramente similares, salientando-se a superior tensão de flexão para o material de
matriz de epóxi verde (39,68 ± 1,91 MPa) e o superior valor de rigidez do material de
matriz de poliéster (4,38 ± 0,22 GPa).
A sua incorporação como núcleo dos painéis sanduíche finais, juntamente com as faces
de HIPS, permitiu obter para o painel sanduíche de núcleo de matriz de poliéster os
valores de tensão de flexão e de rigidez de 25,19 ± 2,00 MPa e 10,51 ± 1,08 Gpa,
respetivamente, sendo estes inferiores em comparação com os valores do painel
sanduíche de matriz de epóxi verde (29,84 ± 1,10 MPa e 14,31 ± 1,31 GPa para a tensão
de flexão e rigidez, respetivamente).
Adicionalmente, após os ensaios de impacto de baixa velocidade, o painel sanduíche de
matriz de poliéster evidenciou menor capacidade de restituição de energia em
comparação com o painel sanduíche de matriz de epóxi verde, demonstrando, no
entanto, superior resistência ao impacto.
Numa fase subsequente, o painel sanduíche de matriz de epóxi verde evidenciou um
custo de produção 38,62% superior ao custo do painel sanduíche de matriz de poliéster,
justificando, para ambos os materiais, as respetivas aplicações e valorização dos mesmos. Por conseguinte, em concordância com a hierarquia de resíduos, os painéis sanduíche
produzidos configuram uma possível solução mais sustentável que garanta uma
adequada reciclagem e reaproveitamento dos resíduos gerados, através da incorporação
da sua produção no atual fluxo produtivo de transformação de produtos poliméricos,
contribuindo para a criação de sistemas de Economia Circular, na medida em que os
resíduos utilizados seriam depositados em aterros caso não fossem utilizados como
ponto de partida de novos produtos.
The accelerated and high consumption in today’s society, characterised by excessive use of resources and materials, has driven the integration and search for more sustainable strategies that enable the transformation of current linear economy models into “closed systems” that respond positively to the requirements of circular economy models, currently include in European an national strategies and policies aimed at ensuring the correct and efficient recycling, reuse and sustainable use of industrial waste, particularly industrial polymer waste, which can be incorporated as reinforcement of composite materials. Contributing to this paradigm shift, the main objective of this dissertation is to develop a composite material through the selection, processing and application of industrial polymer waste. Two sandwich panels with polyester and green epoxy matrix cores, reinforced with 30 wt.% PETG particles of sizes [0.300; 0.600[mm, which revealed slightly similar values of flexural strength, stiffness and deformation, with the green epoxy matrix material having a higher flexural strength (39.68 ± 1.91 MPa) and the polyester matrix material having a higher stiffness value (4.38 ± 0.22 GPa). Their incorporation as the core of the final sandwich panels, together with the HIPS faces, allowed the polyester matrix core sandwich panel to obtain flexural strength and stiffness values of 25.19 ± 2.00 Mpa and 10.51 ± 1.08 GPa, respectively, which are lower than the values for the green epoxy matrix sandwich panel (29.84 ± 1.10 MPa e 14.31 ± 1.31 Gpa for flexural strength and stiffness, respectively). Additionally, after low-speed impact tests, the polyester matrix sandwich panel showed lower energy recovery capacity compared to the green epoxy matrix sandwich panel, demonstrating, however, higher impact resistance. In a subsequent phase, the green epoxy matrix sandwich panel showed a production cost 38.62% higher than the cost of the polyester matrix sandwich panel, justifying, for both materials, their respective applications and value. Therefore, in accordance with the waste hierarchy, the sandwich panels produced represent a potentially more sustainable solution, by incorporating their production into the current production flow of polymer product transformation, contributing to the creation of Circular Economy systems, insofar as the waste used would be deposited in landfills if it were not used as a starting point for new products.
The accelerated and high consumption in today’s society, characterised by excessive use of resources and materials, has driven the integration and search for more sustainable strategies that enable the transformation of current linear economy models into “closed systems” that respond positively to the requirements of circular economy models, currently include in European an national strategies and policies aimed at ensuring the correct and efficient recycling, reuse and sustainable use of industrial waste, particularly industrial polymer waste, which can be incorporated as reinforcement of composite materials. Contributing to this paradigm shift, the main objective of this dissertation is to develop a composite material through the selection, processing and application of industrial polymer waste. Two sandwich panels with polyester and green epoxy matrix cores, reinforced with 30 wt.% PETG particles of sizes [0.300; 0.600[mm, which revealed slightly similar values of flexural strength, stiffness and deformation, with the green epoxy matrix material having a higher flexural strength (39.68 ± 1.91 MPa) and the polyester matrix material having a higher stiffness value (4.38 ± 0.22 GPa). Their incorporation as the core of the final sandwich panels, together with the HIPS faces, allowed the polyester matrix core sandwich panel to obtain flexural strength and stiffness values of 25.19 ± 2.00 Mpa and 10.51 ± 1.08 GPa, respectively, which are lower than the values for the green epoxy matrix sandwich panel (29.84 ± 1.10 MPa e 14.31 ± 1.31 Gpa for flexural strength and stiffness, respectively). Additionally, after low-speed impact tests, the polyester matrix sandwich panel showed lower energy recovery capacity compared to the green epoxy matrix sandwich panel, demonstrating, however, higher impact resistance. In a subsequent phase, the green epoxy matrix sandwich panel showed a production cost 38.62% higher than the cost of the polyester matrix sandwich panel, justifying, for both materials, their respective applications and value. Therefore, in accordance with the waste hierarchy, the sandwich panels produced represent a potentially more sustainable solution, by incorporating their production into the current production flow of polymer product transformation, contributing to the creation of Circular Economy systems, insofar as the waste used would be deposited in landfills if it were not used as a starting point for new products.
Descrição
Palavras-chave
Compósitos Economia Circular Gestão de Resíduos Matriz de Epóxi Verde Matriz de Poliéster Painéis Sanduíche Resíduos Poliméricos
Industriais Sustentabilidade