CARACTERIZAÇÃO DA CARCAÇA DE APARELHO CELULAR

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1 CARACTERIZAÇÃO DA CARCAÇA DE APARELHO CELULAR D.G.G. Moreira, F.M.S. Bueno, P.A.P. Nascente Via Washington Luiz, km 235, São Carlos, SP, - dani@ccdm.ufscar.br UFSCar/DEMa/CCDM Uma grande quantidade de sucata eletrônica é descartada em aterros sanitários ou incinerada. A tendência em aumentar esta quantidade é bem nítida devido ao aumento da produção de diversos equipamentos eletrônicos, constituídos por vários componentes. Considerando-se a diversidade de produtos descartados e a complexidade de cada um deles, tem-se uma grande dificuldade em caracterizá-los de uma maneira geral. Tendo em vista a indústria de telecomunicações, sabe-se da presença de elementos tóxicos que podem ser liberados com o tempo, poluindo o solo e lençóis freáticos, considerando-se que sejam descartados, ou afetar propriedades finais de um produto, principalmente limitando as possíveis aplicações do produto quando reciclado. No contexto deste trabalho, avaliou-se a carcaça de um aparelho celular usado, analisando os materiais poliméricos constituintes da peça, qualitativamente, através da técnica de espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FT-IR), os teores de negro de fumo e cargas por análise termogravimétrica (TG), e a presença de possíveis contaminações, através de microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia por dispersão de energia de raios X (MEV/EDS). Palavras-Chaves: Caracterização de Materiais, Material Termoplástico, Carcaça. INTRODUÇÃO Produtos eletrônicos que outra hora eram bens que tinham um tempo de vida bastante elevado até que fossem substituídos pela perda de sua eficiência, hoje são descartados com um tempo de vida consideravelmente pequeno. Este fato está associado à relação entre o custo de um novo produto e a manutenção do antigo e também ao desenvolvimento de uma cultura consumista que substitui um produto apenas pelo lançamento de um novo modelo, sem que o seu antigo produto tenha chegado ao final de sua vida útil, perdendo sua eficiência. Desta forma, atualmente um número elevado de equipamentos é descartado e esta tendência é crescente, o que pede que no planejamento de um produto seja avaliado todo o seu ciclo de vida, que inclui desde a extração de matérias-primas para sua manufatura até seu descarte e o impacto que tenha sobre o meio ambiente (1). Espera-se, então, que ao final de seu ciclo de vida o produto possa ser reciclado ou que seu descarte cause o mínimo de impacto ambiental. Considerando o mercado de telefonia celular, são visíveis o aumento do consumo e a redução do tempo de vida dos produtos. Estes produtos, no entanto, apresentam problemas tanto quanto ao seu descarte como a uma possível reciclagem. Um aparelho celular é composto de diversas partes, que por sua vez são constituídas por diversos mater iais. Para se avaliar a possibilidade de reciclagem, os componentes precisariam ser primeiramente separados, constituindo-se em uma dificuldade, identificados e agrupados por semelhança de composição (2), (3). Levando em conta apenas o descarte, deve-se considerar que metais pesados presentes no circuito impresso e em possíveis contaminações provindas da célula da bateria podem ser liberadas com o tempo, agredindo o meio ambiente. Este trabalho avalia a dificuldade para a reciclagem de um aparelho celular considerando a dificuldade de separação, a identificação de seus componentes e a possível contaminação por metais pesados. Nesta primeira etapa, avaliou-se apenas a carcaça do equipamento, identificando sua composição e fazendo uma primeira análise para checar a presença de metais pesados ou outro tipo de contaminação que pudessem estar presentes na superfície externa do material, região anteriormente em contato com a bateria do celular. 1597

2 MATERIAIS E MÉTODOS Um aparelho celular usado (figura 1a) foi desmo ntado, tendo seus componentes separados pela semelhança de composição. Para uma primeira caracterização, foi selecionada a carcaça posterior (figuras 1b e 1c), que ficava em contato com a bateria do aparelho celular. (a) (b) (c) Figura 1 (a) amostra integral; (b) perfil com destaque para a região posterior; (c) carcaça analisada. A carcaça foi analisada via espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FT- IR) para determinação dos constituintes poliméricos. Para realização desta análise, um pedaço da carcaça foi fragmentado e dissolvido em clor ofórmio, obtendo-se um filme evaporado. Posteriormente, foi realizada uma análise termogravimétrica (TG) da amostra. Utilizou-se o método para quantificação de teor de negro de fumo, no qual a atmosfera é alterada de inerte (N 2) para oxidante (O 2) a 550ºC, aquecendo até 850ºC, com taxa de aquecimento de ºC/min durante toda a análise. Considera-se como teor de negro de fumo a fração decomposta em atmosfera oxidante e como resíduo inorgânico, a fração que não se decompôs durante a análise. Por fim, realizou-se a análise de microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia por dispersão de energia de raios X (MEV/EDS) na superfície da amostra que ficava em contato com a bateria, na região transversal e no resíduo gerado na análise termogravimétrica. RESULTADOS E DISCUSSÃO A figura 2 apresenta os espectros de FT-IR para a amostra (cima) e o padrão (baixo). Avaliando-se as principais bandas de absorção no espectro obtido e com auxílio de bibliotecas de espectro, verifica-se a semelhança entre este e espectro padrão de policarbonato (PC) com copolímero de acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS). 80 carcaça celular - filme clorofórmio %T Polycarbonate + poly(styrene:acrylonitrile:butadiene) 80 %T Wavenumbers (cm-1) Figura 2 Espectros de infravermelho da carcaça do celular e de padrão de PC/ABS. A figura 3 apresenta o termograma no qual se verifica que a amostra é composta por cerca de 87% de polímero, 11% de negro de fumo e aproximadamente 2% de resíduo inorgânico. 1598

3 A figura 4 apresenta a micrografia da amostra obtida por MEV. Através da análise de EDS, verifica-se que a superfície da amostra apresenta apenas carbono (C), oxigênio (O) e titânio (Ti), indicando a matriz polimérica (C e O) carregada, provavelmente, por dióxido de titânio (TiO 2 ). As partículas de TiO 2 também podem ser observadas na região transversal da amostra (figura 5), no entanto, segundo a análise de EDS, apresentam-se em teor um pouco superior na superfície Massa (%) N 2 : amb o C O 2 : 550 o C o C Temperatura ( o C) Figura 3 Termograma da carcaça do celular. Figura 4 Micrografia da superfície externa da amostra. Aumento de 1000x. 1599

4 Figura 5 Micrografia da região transversal da amostra. Aumento de 1000x. Destaque dessa região, aumento de 10000x. No resíduo de TG (figura 6), verificou-se alto teor de titânio e traços de várias outras substâncias como ferro, cromo, silício e antimônio. CONCLUSÕES Figura 6 Micrografia do resíduo de TG. Aumento de 2500x. A partir dos resultados obtidos, verifica-se que a carcaça da amostra não é constituída por um único polímero, mas por uma blenda de policarbonato com copolímero de acrilonitrila-butadienoestireno (PC/ABS). Este material é carregado com cerca de 10% de negro de fumo e, aproximadamente, 2% de dióxido de titânio (TiO 2 ). Os outros elementos detectados podem ser originados da síntese dos polímeros ou estar relacionados a alguma contaminação. Pode-se, então, com estas primeiras análises, avaliar a dificuldade para a separação e a posterior reciclagem do produto, considerando um dos componentes avaliados já é composto por vários materiais distintos: 02 polímeros (blenda), negro de fumo e TiO 2 (cargas) e outros elementos que podem estar relacionados algum tipo de contaminação. Deve-se ainda ressaltar que, considerando-se a sensibilidade da técnica de EDS, outras substâncias, como metais pesados, podem estar presentes na amostra em baixos teores, dependendo esta avaliação também de outras análises. AGRADECIMENTOS Gostariamos de agradecer a Cleber Moretti, do CCDM, pela ajuda nas análises por MEV/EDS; ao PADCT/FINEP e ao CNPq, pelo apoio financeiro. REFERÊNCIAS 1. W.D. Callister Jr, Ciência e Engenharia de Materiais: uma Introdução, LTC, Brasil (02). 2. B. Danzer, Methodenentwicklung zur Schnellen Charakitisierung von Elektronic Schrott mittels energiedispensiver Röntgenfluoreszenzanalyse, Tese apresentada na Universidade Friedrich Alexander, Erlangen, Alemanha (1996). 3. M. Wolf, Bestiming der Elementgehlate in Elektroiniksschrott mit Flammen, Tese apresentada na Universidade Friedrich Alexander, Erlangen, Alemanha (1997). 10

5 CHARACTERIZATION OF CELL PHONE CARCASS D.G.G. Moreira, F.M.S. Bueno, P.A.P. Nascente Via Washington Luiz, km 235, São Carlos, SP - dani@ccdm.ufscar.br UFSCar/DEMa/CCDM A larger amount of electronic scrap is discarded or burned. The trend in increasing this amount is evident due to the production escalate of several electronic equipment, which is constituted of many components. Considering this diversity of discarded products and the complexity of each one of them, it is difficulty to characterize them in a general way. In the case of the telecommunication industry, it is known that toxic elements can be released with time, contaminating the ground and water, as they are discarded, or affecting the final product properties, limiting mainly the possible applications of the recycled product. In the context of this work, it was evaluated an used cellular phone carcass. The polymeric materials which constitutes this part was qualitatively analysed by Fourier transformedinfrared spectroscopy (FT- IR); carbon black and fillers, by thermo gravimetric analysis (TG); and the presence of possible contaminations, by scanning electron microscopy (SEM) with energy-dispersive spectroscopy (EDS). Key-words: Materials Characterization, Thermoplastics, Carcass. 11