Avaliação do processo de recuperação de resíduos poliméricos provenientes da reciclagem pós-consumo de celulose e papel

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2017Os materiais plásticos são, atualmente, indispensáveis no estilo de vida moderna. A grande utilização torna a sua reciclagem imprescindível para um desenvolvimento sustentável. Diversos trabalhos existentes na literatura abordam a reciclagem de plásticos pós-consumo por vias térmica, química ou termoquímica, o que envolve compostos tóxicos e custos elevados, enquanto rotas que utilizam solventes naturais combinados com métodos mecânicos são pouco abordadas, ou ainda inviáveis. Estas rotas são de grande pertinência ambiental, pois aumentam o ciclo de vida de produtos e mitigam impactos ao meio ambiente. Recentemente, as grandes indústrias de papel e celulose viabilizaram nos seus processos industriais a utilização de papel reciclado. O produto baseado em embalagens pós-consumo processados nessas indústrias, têm uma contaminação significativa de materiais plásticos dos mais variados tipos. A separação do papel do plástico é relativamente simples e ocorre em todas as indústrias. No entanto, a quantia de resíduo plástico gerado é significante e de difícil reaproveitamento, o que gera alta demanda para os aterros industriais ou descartes inapropriados. Neste trabalho foi realizado o estudo da recuperação e caracterização de materiais plásticos provenientes do processo de reciclagem de aparas de papel. Utilizou-se um solvente natural e de origem renovável para remover as resinas de colas presentes no resíduo que inviabilizava a separação dos materiais plásticos por densidade. Obteve-se até 19 % de remoção em relação a massa seca de plástico, referentes a resina adesiva e outros materiais que solubilizaram. O método de separação por densidade em meio aquoso foi utilizado na separação das poliolefinas de interesse dos demais materiais presentes nas aparas plásticas, e resultou em rendimentos mássicos de 6, 14 e 42 %, para o polietileno de alta densidade (PEAD), polietileno de baixa densidade (PEBD) e polipropileno (PP), respectivamente. Os materiais com densidades acima de 1 g·cm-3 somaram 2 %, as demais percentagens mássicas representam a umidade (19 %), materiais removidos em água e detergente (3 %) e resinas solubilizadas durante os ensaios (14 %). As propriedades físicas, morfológicas, térmicas e mecânicas dos materiais separados foram caracterizadas por meio das técnicas de Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Termogravimetria (TG), Calorimetria de Varredura Diferencial (DSC) e Dinâmico-Mecânica (DMA). As características do PP separado apresentaram grande similaridade com as do PP padrão, o que sugere baixa contaminação por outros materiais. Os resultados obtidos foram promissores e indicam a viabilidade do processo.Abstract: Plastic materials are indispensable in the modern lifestyle. Its vast use makes recycling an essential measure for a sustainable development. Several works in the literature report the recycling of post-consume plastics by thermal, chemical or thermochemical mechanisms, which involves toxic compounds and high costs, whereas routes using natural solvents combined with mechanical methods are poorly reported, or even non-viable. These routes own a great environmental relevance, as they increase the products life cycle and mitigate impacts to the environment. Recently, the major cellulose and paper industries have enabled the use of recycled paper in their industrial processes. The product based on post-consume packages processed in those industries has a significant contamination of plastics from the most varied types. The separation of paper from plastic is relatively simple and occurs in all industries. However, the amount of plastic waste generated from this process is significant and difficult to reuse, which generates a high demand for industrial landfills or inappropriate discards. In this work, a study of the recovery and characterization of plastic materials from the paper shavings recycling process was carried out. The residual resins present in the residue prevented the separation of the plastics materials by density, so a natural solvent and of renewable origin was used to remove those resins. Up to 19 % removal was achieved in relation to the dry plastic mass, which is relative to the adhesive resin and other solubilized materials. The density separation in aqueous medium method was used to separate the polyolefins of interest from the other materials present in the plastic shavings, resulting in mass yields of 6, 14 and 42 % for high density polyethylene (HDPE), low density polyethylene (LDPE) and polypropylene (PP), respectively. Materials with densities above 1 g·cm-3 added up to 2 %, the other mass percentages represent moisture (19 %), materials removed in water and detergent (3 %) and solubilized resins during the tests (14 %). The physical, morphological, termal and mechanical properties of the separated materials were characterized by techniques of Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Thermogravimetry (TG), Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Dynamic-Mechanical (DMA). The characteristics of the separated PP presented high similarity with those of the virgin PP, which suggests low contamination by other materials. The obtained results were promising and indicate the viability of the process