Estudo do efeito de sucessivas despolimerizações sobre as propriedades térmicas e mecânicas da espuma rígida de poliuretano

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais.Os poliuretanos representam uma classe de polímeros que se destacam devido à sua grande versatilidade. Como espumas rígidas ganham mercado na indústria de refrigeração doméstica, sendo utilizadas com a finalidade de conferir propriedades de isolamento térmico e de dar estruturação mecânica às portas e gabinetes. Apesar da indústria, ter alcançado um alto índice de eficiência é inevitável à geração de resíduos oriundos de sobras, "tray out" de máquinas e do retorno de produtos ao fim da vida útil. Diversos pesquisadores propuseram rotas de reciclagem química e mostraram que é possível produzir uma espuma com qualidade e destina - lá à mesma aplicação, porém em nenhum destes estudos é verificado quantas vezes será possível repetir este ciclo com um percentual de polímero decomposto "sem purificação" por até quatro vezes, sem que suas propriedades sejam comprometidas. O objetivo deste trabalho é analisar a influência de sucessivas despolimerizações e expansões, nas propriedades térmicas e mecânicas da espuma rígida de poliuretano. Foi realizada a despolimerização via glicólise utilizando dietilenoglicol e o acetato de potássio como solvente e catalisador respectivamente, mantendo#se as proporções mássicas resíduo solvente 1:1 PUR/DEG e resíduo catalisador 1:0,02 PUR/ KAc, que se mostraram mais eficientes para tratar os resíduos deste segmento. O produto da despolimerização foi caracterizado para que a qualidade do polímero decomposto fosse acompanhada. O polímero decomposto, produto da reação de despolimerização foi utilizado como parte da matéria-prima na formação da nova espuma, em um percentual de 10% que se mostrou adequado para satisfazer às necessidades da indústria de refrigeração doméstica, sem comprometimento de suas propriedades. As expansões foram realizadas mantendo os padrões de uma indústria fabricante de refrigeradores. As propriedades mecânicas e térmicas foram analisadas por ensaio de densidade, compressão, "creep test", condutividade térmica, calorimetria exploratória diferencial (DSC) e termogravimetria (TGA), conforme as normas estabelecidas para este segmento. Após quatro ciclos de despolimerizações e expansões consecutivas não foram observadas alterações significativas nas propriedades mecânicas e térmicas da espuma. Os resultados validam a repetitibilidade do ciclo de reciclagem para as espumas produzidas com um percentual de polímero decomposto "sem purificação" em até quatro ciclos.The polyurethanes represent a class of polymers that stand out because of its great versatility. As the market make rigid foams in domestic refrigeration industry and are used in order to provide thermal insulation properties and give structure to the mechanical ports and offices. Although the industry has achieved a high level of efficiency is the inevitable generation of waste from leftovers, "tray out" machines and return the product end of life. Several researchers have proposed chemical recycling routes and showed that it is possible to produce a foam with quality and designed - there the same application, but in none of these studies is checked how many times you can repeat this cycle as a percentage of polymer decomposed "without purification" by up to four times, without their properties being compromised. The aim of this paper is to analyze the influence of successive depolymerization and expansions in thermal and mechanical properties of rigid polyurethane foam. Depolymerization was carried out via glycolysis using potassium acetate and diethylene glycol as solvent and catalyst respectively, keeping the mass ratios 1:1 PUR residue solvent / catalyst residue DEG and 1:0,02 PUR / KAC, which are more efficient for treat the waste in this segment. The product of depolymerization was characterized for the quality of the recovered polymer was accompanied decomposed. The recovered polymer decomposed, the reaction product of glycolysis was used as part of the raw material in the formation of new foam, on a percentage of 10% which is adequate to meet the needs of the domestic refrigeration industry without compromising its properties. The expansions were carried out maintaining the standards of an industry manufacturer of refrigerators. The mechanical and thermal properties were analyzed by testing the density, compressibility, "creep test", thermal conductivity, differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA), in accordance with standards established for this segment. After four cycles of consecutive expansions depolymezation and there were no significant changes in mechanical and thermal properties of the foam. The results validate the repeatability of the cycle of recycling for the foams produced with a percentage of recovered polymer decomposed to four cycles