Estudo da adição da cinza de casca de arroz como carga mineral em polipropileno

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2011Em meio a crises mundiais a procura por redução de custos e aumento de produtividade no ramo industrial, sem perda de qualidade final, tem sido intensa. Como um dos principais fatores de redução de custo aplica-se o estudo de matérias-primas alternativas para a confecção de novos produtos. Adjacente a esta situação, o desenvolvimento de tecnologias para o reaproveitamento de resíduos industriais nos mais diversos segmentos tem importante contribuição para o desenvolvimento sustentável de determinados setores. No intuito de confrontar estas duas situações atuais em evidência, este trabalho se propõe avaliar a possibilidade da incorporação de cinza de casca de arroz - CCA, resíduo do processo de beneficiamento do arroz, como substituição a cargas minerais em materiais poliméricos de polipropileno (PP). Por meio de planejamento experimental foram avaliados o efeito do tamanho de partícula e do percentual de carga (CCA), da vazão mássica de injeção e da temperatura de resfriamento do molde nas propriedades do compósito CCA-PP e na processabilidade por injeção. A caracterização da CCA foi realizada através de análise térmica simultânea (ATD/TG), dilatometria, análise química por fluorescência de raios x, análise mineralógica por difração de raios x e distribuição do tamanho de partícula por difração a laser. As propriedades mecânicas do compósito CCA-PP foram avaliadas por ensaios de tração, flexão e impacto Charpy, caracterização morfológica através de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia óptica (MO) e para a caracterização térmica calorimetria diferencial de varredura (DSC). Os resultados mecânicos indicaram propriedade satisfatória para o compósito CCA-PP, em especial para as condições com 5,0 % em massa de CCA quando comparados com as propriedades mecânicas do PP virgem. O compósito CCA-PP apresentou aumento do grau de cristalinidade com o aumento da temperatura do molde e aumento da vazão mássica de injeção, consequentemente com melhorias nas propriedades mecânicas de tração e de flexão.In the midst of global crises demand for cost reduction and increased productivity in the industrial sector, without loss of final quality has been intense. As a major factor in cost reduction applies to the study of alternative raw materials for making new products. Adjacent to this, the development of technologies for the reuse of industrial waste in several segments has an important contribution to the sustainable development of certain sectors. In order to confront these two situations present in evidence, this study aims to evaluate the possibility of incorporating rice husk ash - RHA, residue of the process of rice processing, such as replacement of mineral fillers in polymeric materials of polypropylene (PP). By means of experimental design were evaluated the effect of particle size and load percentage (RHA), the mass flow rate and injection mold cooling temperature on the properties of RHA-PP composites in the processability by injection. The characterization of the RHA was performed by simultaneous thermal analysis (STA), dilatometry, chemical analysis by x-ray fluorescence, x-ray diffraction and particle size distribution. The mechanical properties of composites RHA-PP were evaluated by tensile tests, bending and Charpy impact, morphological characterization via scanning electron microscopy (SEM) and optical microscopy (OM) and characterization thermal by differential scanning calorimetry (DSC). The mechanical results indicate satisfactory property for the CCA-PP composites, especially for conditions with 5.0% by mass of CCA when compared with the mechanical properties of virgin PP. The CCA-PP composite showed higher degree of crystallinity with increase mold temperature and increase in mass flow of injection, consequently with improved mechanical properties of tensile and bendin