Universidade Presbiteriana Mackenzie AVALIAÇÃO DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DE BLENDAS DE POLIETILENO DE ALTA DENSIDADE (PEAD) COM POLIVINIL BUTIRAL (PVB) RECICLADO DE VIDRO LAMINADO AUTOMOTIVO Mariana Fava Bom (IC) e Maria Olívia Argueso Mengod (Orientadora) Apoio: PIBIC Mackenzie/MackPesquisa Resumo Este estudo compreendeu a separação dos componentes do resíduo industrial de vidro laminado, proveniente de pára-brisa da indústria automotiva, a obtenção das blendas poliméricas de PEAD/PVB, a preparação dos corpos de prova dos diferentes materiais poliméricos, a caracterização dos materiais poliméricos de PEAD, e das blendas, a avaliação da influência da concentração de PVB na composição das blendas com relação ao comportamento das propriedades mecânicas e térmicas destes novos materiais. A caracterização consistiu de ensaios com corpos de prova dos materiais poliméricos, que foram submetidos a algum esforço mecânico envolvendo os ensaios de resistência à tração, resistência à flexão, resistência ao impacto, resistência à dureza e ensaios térmicos do tipo índice de fluidez, VICAT e HDT. Os resultados de tração, flexão, resistência ao impacto, índice de fluidez, ponto de amolecimento e temperatura de distorção térmica apresentaram valores inferiores aos do polímero de PEAD de referência, indicando que as blendas estudadas são mais frágeis e quebram sob menores deformações, apresentam maior flexibilidade, com relação aos apresentados pelo PEAD virgem, enquanto que, a blenda PEAD/PVB com 5 % de PVB apresentou um aumento de aproximadamente 0,8 ºC no ponto de amolecimento e na a temperatura de distorção térmica, HDT. Os valores de dureza Shore D para o polímero PEAD puro e para as blendas não apresentaram variações significativas. Palavras-chave: polietileno de alta densidade; polivinil butiral; blendas poliméricas Abstract Este estudo compreendeu a separação dos componentes do resíduo industrial de vidro laminado, proveniente de pára-brisa da indústria automotiva, a obtenção das blendas poliméricas de PEAD/PVB, a preparação dos corpos de prova dos diferentes materiais poliméricos, a caracterização dos materiais poliméricos de PEAD, e das blendas, a avaliação da influência da concentração de PVB na composição das blendas com relação ao comportamento das propriedades mecânicas e térmicas destes novos materiais. A caracterização consistiu de ensaios com corpos de prova dos materiais poliméricos, que foram submetidos a algum esforço mecânico envolvendo os ensaios de resistência à tração, resistência à flexão, resistência ao impacto, resistência à dureza e ensaios térmicos do tipo índice de fluidez, VICAT e HDT. Os resultados de tração, flexão, resistência ao impacto, índice de fluidez, ponto de amolecimento e temperatura de distorção térmica apresentaram valores inferiores aos do polímero de PEAD de referência, indicando que as blendas estudadas são mais frágeis e quebram sob menores deformações, apresentam maior flexibilidade, com relação aos apresentados pelo PEAD virgem, enquanto que, a blenda PEAD/PVB com 5 % de PVB apresentou um aumento de aproximadamente 0,8 ºC no ponto de amolecimento e na a temperatura de distorção térmica, HDT. Os valores de dureza Shore D para o polímero PEAD puro e para as blendas não apresentaram variações significativas. Key-words low density polyethylene, polyvinyl butyral, polymer blends 1
VII Jornada de Iniciação Científica - 2011 INTRODUÇÃO Os processos industriais geram resíduos, acarretando um problema grave em relação ao meio ambiente. Atualmente, os aterros sanitários encontram-se a beira de um colapso, devido não acompanharem o rápido crescimento do volume de lixo, que cresce cinco vezes mais rápido que a população no Brasil (VANNUCHI, 2009). A indústria automotiva, com relação aos resíduos de vidro laminado, descarta em aterros sanitários cerca de 120 mil para-brisas/mês, o que representa o valor de 21,6 mil toneladas de vidro laminado por ano. Considerando-se que o vidro não é biodegradável e pode ser totalmente recuperado sem perdas de suas propriedades e o PVB levaria 500 anos para ser biodegradado, a reciclagem deste tipo de resíduo representa uma importante contribuição no aumento do tempo de vida destes aterros, diminuindo o volume dos resíduos descartados e retirando um material que não é perecível, o qual permaneceria nestes aterros por longos períodos de tempo (VARGAS, 2008). A reutilização de rejeitos industriais proporciona vantagens econômicas quando se trata de processos industriais, além de contribuir na redução do impacto ambiental decorrente da disposição inadequada dos resíduos industriais e na preservação dos recursos naturais. Neste trabalho procurou-se uma alternativa para solucionar o problema ambiental, reduzindo o volume de resíduos, reutilizando e reciclando um resíduo de vidro laminado proveniente da indústria automotiva. O trabalho teve como objetivos: a incorporação e reutilização de resíduo industrial de vidro automotivo laminado na obtenção de blendas poliméricas de polietileno de alta densidade com polivinil butiral, e a caracterização das propriedades mecânicas e térmicas das mesmas. A simples utilização do resíduo de polivinil butiral, PVB, removido do vidro laminado na formulação das blendas poliméricas representa um fator favorável ao meio ambiente, além de permitir o desenvolvimento de novas blendas com características mais adequadas, que atendam a exigência de novos materiais e que possam substituir os materiais convencionais em aplicações industriais. REFERENCIAL TEÓRICO Descrição do resíduo de vidro laminado - O vidro laminado é composto por duas chapas de vidro soda-cal comum (não temperado) com um filme do polímero PVB entre elas (VALERA, 2005). O vidro é um material não biodegradável, inerte, impermeável e tem total reciclabilidade. Na indústria de vidro automotivo o rejeito diário é de quatro toneladas. 2
Universidade Presbiteriana Mackenzie O aproveitamento do caco na fabricação do vidro reduz a poluição atmosférica, pois permite que os fornos operem a temperaturas mais baixas, reduzindo assim a emissão de dióxido de carbono, dióxido de enxofre e óxidos de nitrogênio, ao mesmo tempo economizando até 22% no consumo de energia. Além disso, o trabalho em temperatura mais baixa resulta no aumento do período de vida útil dos fornos, pois o desgaste dos refratários é reduzido. O uso do caco permite que se reduza o consumo de matérias primas como a areia, barrilha e calcário, além de facilitar o processo de fusão do refino do vidro (MAIA, 2003). Propriedades do PVB (polivinil butiral) - O polímero PVB é obtido por reação do poli (álcool vinílico) com o butiraldeído em meio ácido. Como o poli (álcool vinílico) é obtido por hidrólise do poli (acetato de vinila) há também grupos acetais na estrutura do PVB. Assim, o PVB é, na verdade, um termopolímero randômico de vinil butiral-ran-vinil álcool-ran-vinil acetato, a Figura 1 apresenta a fórmula química do PVB (VALERA, 2005). Figura 1. Fórmula química do PVB. O grau de acetilização e polimerização definem exatamente a solubilidade da solução, as propriedades da película ou filme, bem como sua compatibilidade e capacidade de reagir com outros veículos e adesivos. Os filmes de PVB são foto resistentes, apresentam alta elasticidade, tenacidade (resistência à tensão) e força. A impermeabilidade a água dos filmes cresce à medida que o índice de acetato polivinil nas moléculas aumenta. Os revestimentos com maior resistência a água são aqueles baseados em grupos ricos em acetil. Todos os tipos possuindo alto grau de acetilização possuem a mais baixa polaridade e tem desta forma, melhor solubilidade em solventes não polares. A temperatura de transição vítrea dos grupos do PVB diminui com o aumento do grau de acetilização e diminuição do grau de polimerização (MAYERCRYL, 2009). O filme de PVB pode ser tratado como um elastômero, pois do ponto de vista de propriedades mecânicas, é facilmente estirado, atingindo valores altos de alongamento e rapidamente recupera sua dimensão original quando a tensão aplicada é aliviada, atendendo assim às definições de um material elastomérico. E é o plastificante presente na formulação do filme de PVB o responsável pelo seu comportamento borrachoso. A grande afinidade entre o vidro e o PVB gera um material composto, o vidro laminado, com excelentes propriedades, principalmente em relação à segurança em caso de acidentes, pois os fragmentos de vidro, durante a fratura, ficam aderidos ao polímero, ao invés de 3
VII Jornada de Iniciação Científica - 2011 serem arremessados. Por outro lado, essa grande afinidade dificulta a reciclagem do vidro laminado (VALERA, 2005). O PVB é muito empregado em processamento de cerâmicos como ligante e conhecido pelas suas características adesivas em superfícies vítreas. A molécula de PVB é conhecida como sendo um polímero de massa molar média (30.000 g/mol) e que apresenta grupos funcionais não iônicos, de acordo com a estrutura. A sua principal vantagem é que ao ser devidamente plastificado pelo solvente confere elevada resistência mecânica ao corpo sólido conformado, além de ser facilmente pirolisado (BRITO, 2007). A reciclagem do vidro reduz a poluição atmosférica, permitindo que os fornos operem em temperaturas mais baixas, reduzindo a emissão de dióxido de carbono, dióxido de enxofre e óxidos de nitrogênio, além de economizar em torno de 22% no consumo de energia, além de aumentar o período de vida dos fornos, pois o desgaste dos refratários é reduzido. A reciclagem do vidro permite que se reduza o consumo de matérias primas como areia, barrilha e calcário de custo mais alto que o caco de vidro, além de facilitar o processo de fusão do refino do vidro (MAIA, 2003). O PVB pertence à classe de resinas termoplásticas. Os filmes de PVB são foto resistentes, apresentam alta elasticidade, tenacidade (resistência à tensão) e a impermeabilidade a água dos filmes de PVB cresce com o índice de acetato polivinil e diminui a polaridade, melhorando a solubilidade em solventes não polares (MAYERCRYL, 2009). O filme de PVB pode ser considerado como um elastômero, pois do ponto de vista de suas propriedades mecânicas é facilmente estirado, atingindo valores altos de alongamento recuperando sua dimensão original, quando a tensão aplicada é removida, respondendo como um material elastomérico pelo seu comportamento borrachoso (VALERA, 2005). Uma alternativa para a reciclagem dos filmes de poli (vinil butiral) - PVB, provenientes do processo de produção de vidros laminados para indústria automobilística, por meio da mistura com outro polímero reciclado denominado poliamida-6 PA-6 mostrou que PVB atua como um modificador de impacto ou agente tenacificante em matriz de poliamida, de modo análogo às borrachas comerciais normalmente utilizadas. As propriedades mecânicas avaliadas mostraram que o polímero puro reciclado tinha comportamento de material frágil, apresentando fratura catastrófica nos ensaios de resistência à flexão em três pontos e à tração, ao contrário de todas as composições da blenda que apresentam deformação plástica. A presença do PVB nas blendas resultou em maior resistência à tração, para amostras com até 10% em massa de PVB, e alongamento extremamente superior, indicando que a blenda pode absorver mais energia de impacto do que o polímero puro. Por outro lado, tem-se uma blenda que pode ser processada industrialmente e, para algumas 4
Universidade Presbiteriana Mackenzie composições, com propriedades mecânicas melhores que o polímero puro (SANCHES, 2000). O professor doutor, especialista em polímeros e reciclagem, Hélio Wiebeck estuda aplicações comerciais para as embalagens plásticas multicamadas pós-consumo, transformando-as em flakes, e agregando-as a outros plásticos por injeção ou extrusão dando origem a novos produtos e aplicações. Segundo Wiebeck empresas usam o PVB reciclado como aditivo em vernizes de alta abrasão para assoalhos de madeira e para aumentar a flexibilidade do nylon e do PVB em peças automotivas, com base nas informações obtidas em nossos estudos, (VARGAS et al, 2008). MÉTODO Este estudo compreendeu a separação dos componentes do resíduo de vidro laminado, a obtenção das blendas poliméricas de PEAD/PVB, a preparação dos corpos de prova dos diferentes materiais poliméricos envolvidos neste estudo, a caracterização dos materiais poliméricos presentes na formação das blendas, bem como as blendas resultantes dos mesmos, a avaliação da influência da concentração de PVB na formação das blendas obtidas com PEAD com relação ao comportamento das propriedades mecânicas e térmicas destes novos materiais. Separação dos componentes do resíduo de vidro laminado - A parte experimental envolveu uma etapa de separação dos componentes do resíduo de vidro laminado do párabrisa de veículos da indústria automotiva. O vidro laminado é composto por duas camadas de vidro soda-cal comum, não temperado com um filme do polímero PVB entre elas. Inicialmente o pára-brisa será quebrado manualmente com um martelo, Figura 2. Para atingir a granulometria desejada do resíduo foi submetido a uma operação de moagem em moinho de bolas durante um período de 24 horas, Figura 3. Devido o tamanho das bolas e a velocidade de rotação do moinho, o resíduo, assim obtido, precisou passar por uma segunda moagem em um moinho de bolas periquito, que dispõe de bolas de dimensões menores e maior velocidade de rotação, portanto, mais eficiente na separação dos componentes do resíduo, obtendo-se, assim a separação do vidro, na forma de pó fino e uma película do polímero PVB. O filme de PVB obtido no processo de separação do vidro laminado, na etapa de moagem, foi cortado manualmente em pedaços quadrados de aproximadamente 0,5 cm 2. Obtenção das blendas poliméricas de PEAD/PVB - Nesta etapa foram preparadas blendas de PEBD/PVB em concentrações de 5, 10 e 20% em massa de PVB. Na obtenção das blendas poliméricas de PEAD/PVB em diferentes composições, os materiais poliméricos 5
VII Jornada de Iniciação Científica - 2011 de PEAD e PVB foram misturados com 0,5 % de um antioxidante do tipo Irganox da Basf em uma extrusora Rheomex modelo 252, Figuras4. Na seqüência o material extrudado foi resfriado em uma canaleta com água corrente, Figura 5, e introduzido em um moinho de facas Seibt, modelo MGHS 4/180, Figura 6 para cortá-lo em pequenos pedaços. Preparação dos corpos de prova das blendas - O material polimérico extrudado cortado em pequenos pedaços, conforme descrito no item obtenção das blendas poliméricas de PEAD/PVB, foi utilizado para alimentar a injetora do tipo Primax, modelo 65 R, Figura 7. As dimensões dos corpos de prova, obtidos na injetora, para os ensaios de determinação das propriedades mecânica, e térmicas seguiram as normas internacionais ASTM, para os materiais poliméricos, específicas para cada ensaio. Caracterização dos materiais poliméricos - A caracterização das blendas obtidas pela adição do PVB, do resíduo industrial de vidro automotivo, foi avaliada, seguindo testes e ensaios verificando as possíveis alterações em suas propriedades, e comparando-as com as do polímero PEAD virgem de referência. A seguir estão relacionados os ensaios mecânicos e térmicos na caracterização do comportamento dos materiais poliméricos. Relação dos ensaios Os ensaios utilizados, neste estudo, para a determinação de propriedades mecânicas fundamentam-se na medida da resistência dos corpos de prova dos materiais poliméricos, que foram submetidos a algum esforço mecânico. Entre eles, destacamos: os ensaios de resistência à tração segundo a norma (ASTM D 638/08) ; a resistência à flexão conforme norma (ASTM D 790/07); a resistência ao impacto de acordo com a norma (ASTM D 256/06); a resistência à dureza segundo a norma (ASTM D 2240/05). A relação de ensaios utilizados, que permitiram a determinação da temperatura de transição vítrea, da temperatura de fusão, da temperatura de cristalização e da temperatura de degradação da amostra foram: temperatura de deflexão térmica, (HDT) segundo a norma (ASTM D 648/07), a temperatura de amolecimento VICAT, conforme norma (ASTM D 1525/07), e o índice de fluidez de acordo com a norma (ASTM D 1238/04). 6
Universidade Presbiteriana Mackenzie FIGURA 2. Resíduo de pára-brisa picado proveniente da indústria automotiva. FIGURA 3. Vista de frente de um moinho de bolas, tipo dois andares da Gardelin. FIGURA 4. Painel de controle e cone de alimentação da extrusora Rheomax modelo 252. FIGURA 5. Vista da saída de material extrudado, passando por uma canaleta de resfriamento. 7
VII Jornada de Iniciação Científica - 2011 FIGURA 6. Vista final do processo de extrusão, e entrada de material extrudado resfriado no picador de facas. FIGURA 7. Vista frontal da injetora, Primax modelo 65 R. RESULTADOS E DISCUSSÃO A Tabela 1. apresenta os resultados médios da resistência à tração, da deformação final, da tensão de escoamento e da carga máxima obtida nos ensaios de tração até a ruptura para o PEAD virgem e para as blendas de PEAD/PVB em diferentes composições. Observa-se em todas as grandezas medidas: resistência à tração, deformação final, tensão de escoamento e carga máxima, desvios menores para as blendas comparativamente ao polímero PEAD puro, indicando um comportamento uniforme. Na Tabela 1. observa-se que, embora as blendas de PEAD/PVB de 10% e 20% apresentaram maior resistência à tração comparativamente ao PEAD puro, com relação à deformação final, tensão de escoamento e carga máxima apresentaram valores inferiores aos do polímero PEAD puro, indicando serem mais frágeis, pois sofrem ruptura mais facilmente que o polímero de PEAD puro. O polímero PEAD puro apresentou um aumento médio na deformação final de 462 %, 848 % e 977% em relação às blendas de 20%, 10% e 5%, respectivamente, indicando que as blendas estudadas são mais frágeis e quebram sob menores deformações, desenvolvendo pescoços menores nos ensaios de tração. As blendas de PEAD/PVB processadas apresentaram coloração, confirmando a imiscibilidade, pois os materiais miscíveis são translúcidos ou transparentes. 8
Universidade Presbiteriana Mackenzie Tabela 1 - Valores Médios dos Resultados obtidos nos Ensaios de Tração com o PEAD virgem e para as Blendas de PEAD/PVB em Diferentes Composições. Blendas (PEBD/PVB) PEAD PURO 5% PVB 10% PVB 20% PVB Resistência à Tração (MPa) 17,5 ± 3,5 15,6 ± 1,5 18,4 ± 1,2 18,1 ± 1,2 Deformação Final 657,3 ± 84,2 67,3 ± 4,4 77,5 ± 10,9 142,3 ± 10,0 (%) Tensão de Escoamento MPa 11,4 ± 1.1 6,7 ± 0,3 6,8 ± 0,5 7,4 ± 0,2 Carga Máxima N 786,3 ± 153,7 691,7 ± 56.1 760,2 ± 39,2 761,5 ± 52,7 Na Figura 8, o comportamento mecânico do polímero PEAD virgem está representado pela curva de carga em função da deformação, obtida no ensaio de resistência à tração. A Figura 9, apresenta o comportamento mecânico da blenda de PEAD/PVB 20% processada na extrusora, por meio da curva de carga em função da deformação, obtida no ensaio de resistência à tração. Figura. 8 - Curva de tensão em função da deformação do PEAD virgem, obtida no ensaio de resistência à tração. Figura. 9 - curva de tensão em função da deformação da blenda de PEAD/PVB 20 % obtida no ensaio de resistência à tração. A Tabela 2. apresenta os resultados médios da carga máxima no pico, da resistência de curvatura, da deformação até carga máxima e do momento de ruptura obtidos nos ensaios 9
VII Jornada de Iniciação Científica - 2011 de flexão, com os corpos de prova do PEAD virgem e das blendas de PEAD/PVB estudadas. De acordo com os resultados apresentados na Tabela 2, observa-se que as blendas de PEAD/PVB de composição 10% e 20% apresentaram valores inferiores aos do polímero de referência indicando uma maior flexibilidade, relativamente ao polímero de PEAD puro. Os resultados obtidos com a blenda de PEAD/PVB 5% não apresentaram variações significativas nos valores de carga máxima, resistência à curvatura, deformação até carga máxima e momento de ruptura, relativamente aos do polímero de referência. Tabela 2 - Valores médios dos resultados obtidos nos ensaios de flexão com o PEAD virgem e para as blendas de PEAD/PVB em diferentes composições. Blendas (PEAD/PVB) PEAD PURO 5% PVB 10% PVB 20% PVB Carga Máxima no Pico (N) 46,4 ± 3,2 46,2 ± 3,1 37,5 ± 3,4 23,2 ± 0,1 Resistência de Curvatura (Mpa) 13,8 ± 0,8 13,9 ± 1,0 11,3 ± 0,9 7,1 ± 0,0 Deformação até Carga Máxima (mm) 13,3 ± 0,3 12,8 ± 0,4 12,2 ± 1,2 11,2 ± 1,2 Momento de Ruptura (N) 1,5 ± 0,1 1,5 ± 1,3 1,2 ± 0,1 0,8 ± 0,0 A Tabela 3. apresenta os resultados médios obtidos para os ensaios de resistência ao impacto para o PEAD virgem e para as blendas de PEAD/PVB estudadas. Os resultados obtidos para o polímero PEAD virgem e para as blendas de PEAD/PVB apresentaram variações significativas. As blendas de PEAD/PVB de composição 5%, 10% e 20% em PVB apresentaram uma diminuição na resistência ao impacto de 43,2%, 49,4% e 65,3%, respectivamente, com relação aos apresentados pelo PEAD virgem. O decréscimo nestes valores pode ser justificado pelos seguintes fatores: a) uma maior formação de ligações cruzadas na etapa de obtenção das blendas de PEAD/PVB; b) a cisão das moléculas durante o processo de obtenção das blendas por extrusão e c) imiscibilidade das blendas obtidas. Tabela 3 - Resistência ao Impacto Izod a 30º C. PEBD Virgem Blendas (PEAD/PVB) PEAD 5% PVB 10% PVB 20% PVB Resistência ao Impacto (J/m) Virgem 87,8 ± 8,3 49,9 ± 3,9 44,4 ± 2,9 30,5 ± 1,9 A Tabela 4. apresenta os resultados médios obtidos para a temperatura de distorção térmica, HDT, e ponto de amolecimento, VICAT, para o PEAD virgem e para as blendas de PEAD/PVB estudadas. A blenda PEAD/PVB com 5 % de PVB apresentou um aumento de aproximadamente 0,8 ºC no ponto de amolecimento, enquanto que as blendas de PEAD/PVB 10% e 20% apresentaram valores inferiores ao PEAD de referência. Com relação à temperatura de distorção térmica, HDT, a blenda de PEAD/PVB 5% apresentou 10
Universidade Presbiteriana Mackenzie um aumento de 0,8 ºC, enquanto que, as blendas de composição 10% e 20% apresentaram uma diminuição na temperatura de distorção térmica de 13,4 ºC e 17,0 ºC, respectivamente, em relação ao polímero puro. A blenda de PEAD/PVB de composição 20% de PVB apresentou os menores valores de ponto de amolecimento e de temperatura de distorção térmica em relação ao polímero PEAD puro. Estes resultados podem servir como parâmetro para avaliar a resistência das blendas quanto à temperatura máxima de uso. Tabela 4 - Temperatura de distorção térmica (HDT) e ponto de amolecimento Vicat para o PEAD virgem e para as blendas de PEAD/PVB em diferentes composições. Blendas (PEAD/PVB) PEAD Virgem 5% PVB 10% PVB 20% PVB HDT ( o C) 88,5 ± 1,8 92,3 ± 3,2 75,2 ± 3,3 71,5 ± 2,4 Ponto de Amolecimento Vicat ( o C) 128,4 ± 0,8 129,2 ± 0,3 127,7 ± 0,5 123,6 ± 0,6 A Tabela 5. apresenta os resultados obtidos para o índice de fluidez para o PEAD virgem e as blendas de PEAD/PVB estudadas. As medidas de índice de fluidez foram realizadas em um plastômetro, à temperatura de 190 ºC, com carga de 5,0 kg conforme norma, (ASTM D 1238/04). Os valores de índice de fluidez médios das blendas de PEAD/PVB 5%, 10% e 20% foram significativamente inferiores aos do polímero de PEAD virgem, na ordem de 4,83; 7,83 e 8,72 vezes menores, respectivamente, sugerindo uma maior formação de ligações cruzadas na etapa de obtenção das blendas de PEAD/PVB de correntes da oxidação. Os resultados de índice de fluidez estão em concordância com os resultados dos ensaios de tração, indicando serem mais frágeis e quebram sob menores deformações. Tabela 5 - Índice de Fluidez à 190 o C, Carga de 5,0 kg, para o polímero PEAD Virgem e para as Blendas com 5%, 10% e 20% de PVB. Blendas (PEAD/PVB) PEAD Puro 5% PVB 10%PVB 20% PVB Índice de Fluidez (g/10mim) 9,95 2,06 1,27 1,14 A Tabela 6. apresenta os resultados médios obtidos de dureza SHORE D para o para o PEAD virgem e as blendas de PEAD/PVB estudadas. O valor da dureza é inversamente relacionada à intensidade de penetração e depende do módulo de elasticidade e do comportamento viscoelástico do material ensaiado. Observa-se que os valores de dureza Shore D para o polímero PEAD puro e para as blendas não apresentaram variações significativas, sugerindo que tanto o módulo de elasticidade, quanto o comportamento viscoelástico das blendas não devem apresentar alterações importantes. A blenda de PEAD/PVB 20% foi a que apresentou valores mínimos e máximos de dureza e o maior desvio padrão, comparativamente aos valores do polímero PEAD virgem e as demais 11
VII Jornada de Iniciação Científica - 2011 blendas estudadas. A orientação das cadeias poliméricas exerce um forte efeito no aumenta do empacotamento das cadeias e conseqüentemente aumenta a rigidez do polímero, nestes termos, pode-se concluir que a adição do PVB, praticamente não influiu na orientação das cadeias poliméricas do PEAD de referência. Tabela 6 - Valores médios de Dureza Shore D para o polímero PEAD virgem e para as blendas com 5%, 10% e 20% de PVB. PEBD Virgem Blendas (PEAD/PVB) PEAD Puro 5% PVB 10%PVB 20% PVB Dureza Shore D 66,7 ± 0,8 66,6 ± 1,2 66,2 ± 0,9 65,6 ± 2,0 CONCLUSÃO Neste estudo a questão ambiental foi levada em consideração visando à valorização dos recursos naturais, na redução de custos através da reciclagem, reuso e reutilização de resíduos industriais de vidro laminado provenientes da indústria automotiva. Nos ensaios de tração, o polímero PEAD puro apresentou um aumento médio na deformação final de 462 %, 848 % e 977% em relação às blendas de 20%, 10% e 5% em PVB, respectivamente, indicando que as blendas estudadas são mais frágeis e quebram sob menores deformações Os resultados de resistência à flexibilidade das blendas de PEAD/PVB de composição 10% e 20% apresentaram valores inferiores aos do polímero de referência indicando uma maior flexibilidade. As blendas de PEAD/PVB de composição 5%, 10% e 20% em PVB apresentaram uma diminuição na resistência ao impacto de 43,2%, 49,4% e 65,3%, respectivamente, com relação aos apresentados pelo PEAD virgem. A blenda PEAD/PVB com 5 % de PVB apresentou um aumento de aproximadamente 0,8 ºC no ponto de amolecimento e na a temperatura de distorção térmica, HDT, enquanto que as blendas de PEAD/PVB 10% e 20% apresentaram valores inferiores ao PEAD de referência. Os valores de índice de fluidez médios das blendas de PEAD/PVB 5%, 10% e 20% foram significativamente inferiores aos do polímero de PEAD virgem. Os valores de dureza Shore D para o polímero PEAD puro e para as blendas não apresentaram variações significativas, sugerindo que tanto o módulo de elasticidade, quanto o comportamento viscoelástico das blendas não devem apresentar alterações importantes. Avaliando-se as propriedades mecânicas e térmicas das blendas de PEAD/PVC estudadas, verificou-se que as mesmas podem ser empregadas em aplicações semelhantes a do PEAD 12
Universidade Presbiteriana Mackenzie virgem e podem também, ser empregadas em aplicações que exijam uma flexibilidade maior que o polímero puro. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem ao Programa de Iniciação Científica, PIVIC, da Universidade Presbiteriana Mackenzie. REFERÊNCIAS AMERICAN SOCIETY FOR TESTING MATERIALS. D 256 Standard Test Method for Determining the Izod Pendulum Impact Resistance of Plastics. Pennsylvania: ASTM, 2006. AMERICAN SOCIETY FOR TESTING MATERIALS. D 638 Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics. Pennsylvania: ASTM, 2008. AMERICAN SOCIETY FOR TESTING MATERIALS. D 648 Standard Test Method for Deflection temperature of Plastics Under Flexural Load in the Edgewise position. ASTM, Pennsylvania: 2007. AMERICAN SOCIETY FOR TESTING MATERIALS, D 790 Standard Test Method for Flexural Properties of Unreinforced and Reinforced Plastics and Electrical Insulating. ASTM, Pennsylvania: 2007. AMERICAN SOCIETY FOR TESTING MATERIALS, D 1238 Standard Test Method for Melt Flow Rates of Thermoplastics by Extrusion Plastometer. ASTM, Pennsylvania: 2004. AMERICAN SOCIETY FOR TESTING MATERIALS, D 1525 Standard Test Method for Vicat Softening Temperature of Plastics. ASTM, Pennsylvania: 2007. AMERICAN SOCIETY FOR TESTING MATERIALS, D 2240 Standard Test Method for Rubber Property Durometer Hardness. ASTM, Pennsylvania: 2005. BRITO, S. L. M. et al. Scielo Brasil, Cerâmica, São Paulo, v. 53, n. 325, 2007. MAIA, S. B. O vidro e a sua fabricação. Rio de Janeiro, 2003. MAYERCRYL Consultoria em PVB. Brasil. Disponível em: http://www.mayercryl.com.br. Acesso em: 20 jan. 2009. SANCHES V.T. Blenda de poliamida 6 / poli (vinil butiral) obtida a partir de resíduos poliméricos. São Paulo: Escola Politécnica USP, 2000, (Dissertação Mestrado). VARGAS, I. M; WIEBECK, H. Scielo Brasil. São Carlos: v.17, n. 2, 2007. 13
VII Jornada de Iniciação Científica - 2011 VALERA, T. S. Reaproveitamento de vidros laminados provenientes de rejeitos industriais e pós-consumo. São Paulo: 2005. VANNUCHI, C. Revista Época, São Paulo: n. 11, Mar,. 2009. Contato: crellsa@hotmail.com e m.mengod@uol.com.br 14