O objetivo deste trabalho foi verificar a viabilidade técnica e ambiental da incorporação de resíduos elastoméricos vulcanizados de SBR (copolímero de butadieno e estireno) em uma formulação base de idêntica composição, visando o desenvolvimento de artefatos com aplicação tecnológica. Os resíduos, caracterizados por aparas de perfis expandidos, foram coletados e moídos através de moagem mecânica à temperatura ambiente. O pó obtido, denominado SBR-r, foi caracterizado quanto a suas propriedades físicas, térmicas e químicas. Nove compósitos com diferentes teores de SBR-r, variando de 10 a 90 phr (partes por cem de borracha), foram desenvolvidos. Para efeito comparativo, foi preparada e analisada uma amostra controle sem a adição de resíduos (formulação base com 0 phr). Os compósitos obtidos foram caracterizados quanto a suas características térmicas, reométricas, físicas, mecânicas, dinâmico-mecânicas e químicas, antes e após o envelhecimento acelerado em estufa. O desempenho ambiental do processo de recuperação de resíduos foi analisado através da técnica de Avaliação do Ciclo de Vida. Os resultados indicaram que o pó obtido possui distribuição de tamanho de partículas na faixa ideal para incorporação em novas formulações. As características térmicas das misturas sugeriram o aparecimento de ligações cruzadas na interface partícula-matriz, enquanto que as propriedades reométricas não foram significativamente alteradas pela presença de resíduos. As propriedades mecânicas, tais como tensão e alongamento na ruptura e resistência ao rasgamento indicaram que é possível incorporar até 50 phr de SBR-r sem afetar adversamente estas propriedades. As propriedades dinâmico-mecânicas e as micrografias dos compósitos corroboraram os resultados das propriedades mecânicas, indicando a homogeneidade dos compósitos e a boa adesão entre os resíduos e a matriz elastomérica até este teor. Quando submetidos ao envelhecimento, todos os compósitos apresentaram uma perda de propriedades, em função do aumento da rigidez molecular provocado pelo aumento da densidade de ligações cruzadas. A avaliação do desempenho ambiental do processo proposto indicou uma redução dos impactos ambientais totais, comparativamente ao processo produtivo convencional, principalmente em função da redução do consumo de matérias-primas provenientes de recursos não-renováveis. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-05-22T19:12:52Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Larissa Nardini Carli.pdf: 19470669 bytes, checksum: 71bafbe031af795b0d0eab7f97332ca0 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-22T19:12:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Larissa Nardini Carli.pdf: 19470669 bytes, checksum: 71bafbe031af795b0d0eab7f97332ca0 (MD5) / The aim of this study was to incorporate styrene-butadiene rubber (SBR) industrial scraps into a base formulation of identical composition used in the fabrication process of extruded profiles. Technical and environmental performance of the developed composites was evaluated. The scraps were collected and ground under ambient conditions. The powder obtained, SBR-r, was physically, thermally and chemically characterized. Nine composites with different proportions, varying from 10 to 90 phr (parts for hundred of rubber) of SBR-r were prepared and the results were compared with the control sample (base formulation with 0 phr of SBR-r). Thermal, rheometric, physical, mechanical, dynamic-mechanical and chemical properties of the SBR-r composites were evaluated before and after accelerated ageing. The environmental performance of the recycling process was determined by Life Cycle Assessment (LCA). The results indicated that the powder obtained was suitable for incorporation in new formulations. The thermal analysis of the compounds suggested that an interfacial particle-matrix interaction occurred. Rheometric properties were not significantly affected with the addition of SBR-r. The mechanical properties, such as tensile and tear strength, showed that up to 50 phr of SBR-r can be added without adversely affecting these properties. Dynamic-mechanical properties and the micrographs corroborated the mechanical results, indicating the homogeneity and a good adhesion between the scraps and the elastomeric matrix. The ageing effect led to a decrease in the mechanical properties, as a result of the increase in the stiffness of the material, related to the increase in the crosslink density. LCA results indicated a reduction in the life cycle impacts of the fabrication process with the recycling of scrap rubber, mainly due to the decrease in the consumption of raw materials from non-renewable resources.

O objetivo deste trabalho foi verificar a viabilidade técnica e ambiental da incorporação de resíduos elastoméricos vulcanizados de SBR (copolímero de butadieno e estireno) em uma formulação base de idêntica composição, visando o desenvolvimento de artefatos com aplicação tecnológica. Os resíduos, caracterizados por aparas de perfis expandidos, foram coletados e moídos através de moagem mecânica à temperatura ambiente. O pó obtido, denominado SBR-r, foi caracterizado quanto a suas propriedades físicas, térmicas e químicas. Nove compósitos com diferentes teores de SBR-r, variando de 10 a 90 phr (partes por cem de borracha), foram desenvolvidos. Para efeito comparativo, foi preparada e analisada uma amostra controle sem a adição de resíduos (formulação base com 0 phr). Os compósitos obtidos foram caracterizados quanto a suas características térmicas, reométricas, físicas, mecânicas, dinâmico-mecânicas e químicas, antes e após o envelhecimento acelerado em estufa. O desempenho ambiental do processo de recuperação de resíduos foi analisado através da técnica de Avaliação do Ciclo de Vida. Os resultados indicaram que o pó obtido possui distribuição de tamanho de partículas na faixa ideal para incorporação em novas formulações. As características térmicas das misturas sugeriram o aparecimento de ligações cruzadas na interface partícula-matriz, enquanto que as propriedades reométricas não foram significativamente alteradas pela presença de resíduos. As propriedades mecânicas, tais como tensão e alongamento na ruptura e resistência ao rasgamento indicaram que é possível incorporar até 50 phr de SBR-r sem afetar adversamente estas propriedades. As propriedades dinâmico-mecânicas e as micrografias dos compósitos corroboraram os resultados das propriedades mecânicas, indicando a homogeneidade dos compósitos e a boa adesão entre os resíduos e a matriz elastomérica até este teor. Quando submetidos ao envelhecimento, todos os compósitos apresentaram uma perda de propriedades, em função do aumento da rigidez molecular provocado pelo aumento da densidade de ligações cruzadas. A avaliação do desempenho ambiental do processo proposto indicou uma redução dos impactos ambientais totais, comparativamente ao processo produtivo convencional, principalmente em função da redução do consumo de matérias-primas provenientes de recursos não-renováveis. / The aim of this study was to incorporate styrene-butadiene rubber (SBR) industrial scraps into a base formulation of identical composition used in the fabrication process of extruded profiles. Technical and environmental performance of the developed composites was evaluated. The scraps were collected and ground under ambient conditions. The powder obtained, SBR-r, was physically, thermally and chemically characterized. Nine composites with different proportions, varying from 10 to 90 phr (parts for hundred of rubber) of SBR-r were prepared and the results were compared with the control sample (base formulation with 0 phr of SBR-r). Thermal, rheometric, physical, mechanical, dynamic-mechanical and chemical properties of the SBR-r composites were evaluated before and after accelerated ageing. The environmental performance of the recycling process was determined by Life Cycle Assessment (LCA). The results indicated that the powder obtained was suitable for incorporation in new formulations. The thermal analysis of the compounds suggested that an interfacial particle-matrix interaction occurred. Rheometric properties were not significantly affected with the addition of SBR-r. The mechanical properties, such as tensile and tear strength, showed that up to 50 phr of SBR-r can be added without adversely affecting these properties. Dynamic-mechanical properties and the micrographs corroborated the mechanical results, indicating the homogeneity and a good adhesion between the scraps and the elastomeric matrix. The ageing effect led to a decrease in the mechanical properties, as a result of the increase in the stiffness of the material, related to the increase in the crosslink density. LCA results indicated a reduction in the life cycle impacts of the fabrication process with the recycling of scrap rubber, mainly due to the decrease in the consumption of raw materials from non-renewable resources.

Atualmente, o grande apelo mundial às questões ambientais tem forçado cada vez mais as organizações industriais a repensarem o modo de realização de suas atividades. No entanto, a busca por soluções que valorizam a sustentabilidade ambiental não se restringe apenas às fábricas. À sociedade moderna, comprovadamente consumista, cabe a opção de escolher produtos obtidos por tecnologias mais limpas e que, de preferência, sejam de fácil destinação final, não representando risco de acúmulo a posteriori no meio ambiente. Ocorre que, muitas das vezes, a escolha de um produto ecologicamente correto pode não ser a que fornecerá o melhor desempenho mecânico requerido para uma dada aplicação. Nesse sentido, essa Dissertação de Mestrado teve como objetivo mostrar a obtenção de composições à base do copolímero de butadieno-estireno (SBR), com diferentes teores de resíduos elastoméricos de pneus inservíveis gerados por uma empresa recauchutadora, avaliando suas propriedades mecânicas e reológicas. Os resultados obtidos mostraram melhoria na resistência ao rasgamento para composições preparadas com adição de até 120 phr de resíduos de pneus, em comparação com a amostra obtida pela adição somente de negro de fumo como carga, mesmo para frações de resíduos não-peneirados, sugerindo a possibilidade de se empregar esses rejeitos como carga inerte ao sistema polimérico. Os ensaios reológicos demonstraram ser ferramentas essenciais para previsão da homogeneidade das composições, através de testes de varredura de deformação sob freqüência e temperatura constantes. / Currently, the great appeal about the ambiental questions has forced much more companies and industries around the world to search ecological alternatives to their activities. However, the environmental sustainability it is not a task only for the factories. The consumption society must be able to choice products obtained by cleaner technologies and easily disposable. Occurs that the option for correct ecologically articles probably is not the best choice in point of view of mechanical performance. The aim of this M.Sc. Dissertation was to show butadiene-styrene (SBR) compounds filled with varied concentrations of elastomeric wastes from useless tires obtained from recapping factories processes. The samples were submitted to mechanical and rheologycal evaluation. The results showed that samples obtained by addition of up to 120 phr of elastomeric wastes had the best mechanical performance considering tear strength in comparison to sample with only carbon black as filler. Rheological experiments, specially strain sweep tests, showed to be an important tool to predict the homogeneity of compositions and their sensibilities to strain at constant frequency and temperature.

Atualmente, o grande apelo mundial às questões ambientais tem forçado cada vez mais as organizações industriais a repensarem o modo de realização de suas atividades. No entanto, a busca por soluções que valorizam a sustentabilidade ambiental não se restringe apenas às fábricas. À sociedade moderna, comprovadamente consumista, cabe a opção de escolher produtos obtidos por tecnologias mais limpas e que, de preferência, sejam de fácil destinação final, não representando risco de acúmulo a posteriori no meio ambiente. Ocorre que, muitas das vezes, a escolha de um produto ecologicamente correto pode não ser a que fornecerá o melhor desempenho mecânico requerido para uma dada aplicação. Nesse sentido, essa Dissertação de Mestrado teve como objetivo mostrar a obtenção de composições à base do copolímero de butadieno-estireno (SBR), com diferentes teores de resíduos elastoméricos de pneus inservíveis gerados por uma empresa recauchutadora, avaliando suas propriedades mecânicas e reológicas. Os resultados obtidos mostraram melhoria na resistência ao rasgamento para composições preparadas com adição de até 120 phr de resíduos de pneus, em comparação com a amostra obtida pela adição somente de negro de fumo como carga, mesmo para frações de resíduos não-peneirados, sugerindo a possibilidade de se empregar esses rejeitos como carga inerte ao sistema polimérico. Os ensaios reológicos demonstraram ser ferramentas essenciais para previsão da homogeneidade das composições, através de testes de varredura de deformação sob freqüência e temperatura constantes. / Currently, the great appeal about the ambiental questions has forced much more companies and industries around the world to search ecological alternatives to their activities. However, the environmental sustainability it is not a task only for the factories. The consumption society must be able to choice products obtained by cleaner technologies and easily disposable. Occurs that the option for correct ecologically articles probably is not the best choice in point of view of mechanical performance. The aim of this M.Sc. Dissertation was to show butadiene-styrene (SBR) compounds filled with varied concentrations of elastomeric wastes from useless tires obtained from recapping factories processes. The samples were submitted to mechanical and rheologycal evaluation. The results showed that samples obtained by addition of up to 120 phr of elastomeric wastes had the best mechanical performance considering tear strength in comparison to sample with only carbon black as filler. Rheological experiments, specially strain sweep tests, showed to be an important tool to predict the homogeneity of compositions and their sensibilities to strain at constant frequency and temperature.