O objetivo dessa dissertação foi desenvolver e caracterizar formulações vulcanizáveis que tenham aplicação tecnológica, com resíduo de SBR gerado no processo industrial. Primeiramente, os resíduos de SBR (aparas de perfis expandidos) foram coletados segundo a norma NBR 1007. Em seguida, foram moídos em equipamentos do Laboratório e Polímeros da Universidade de Caxias do Sul. O pó obtido (SBR-r) foi caracterizado quanto às suas propriedades físicas (distribuição de tamanho de partícula, área superficial e microscopia eletrônica de varredura), térmicas (composição, características de degradação térmica, por análise termogravimétrica, e calorimetria exploratória diferencial) e físico-químicas (densidade de ligações cruzadas). Foi obtido um pó homogêneo, adequado para utilização como matéria-prima em composições revulcanizáveis. A partir do SBR-r, foram elaboradas seis composições (TW17S, TW17C, TW26S, TW26C, TW33S e TW33C), variando o sistema de vulcanização e a presença de óleo aromático. Essas composições foram comparadas com uma amostra controle, de formulação idêntica à utilizada na fabricação das aparas de perfis de SBR, apenas sem a adição do agente de expansão, fornecida pela empresa na qual as aparas de perfis de SBR foram coletadas. Antes da vulcanização, todas as composições foram caracterizadas quanto às propriedades térmicas, reológicas e viscoelásticas. Percebeu-se que a processabilidade de uma composição depende da presença ou não de óleo, já que a adição de óleo facilita a processabilidade. Através de analisador de processamento de borrachas foi determinado o limite de comportamento viscoelástico de todas as composições, mostrando semelhança entre si. Também foi comprovado o comportamento pseudoplástico das composições, através da determinação da viscosidade a diferentes taxas de cisalhamento. Os parâmetros de vulcanização das composições foram determinados por reometria de disco oscilatório (ODR), para a obtenção dos corpos de prova específicos para os ensaios propostos. Esses parâmetros mostraram a influência dos sistemas de cura usados. As composições vulcanizadas foram caracterizadas em relação à densidade de ligações cruzadas, características físico-mecânicas (densidade, resistência à tração, resistência ao rasgamento e dureza Shore A) e microscopia eletrônica de varredura. A determinação da densidade de ligações cruzadas foi definitiva no estudo dos sistemas de cura usados, pois justificou as propriedades mecânicas das composições. As propriedades mecânicas das composições desevolvidas encontram-se entre os valores tecnologicamente aplicados, com valores em torno de 70% do valor da amostra controle para resistência à tração e 50% para a resistência ao rasgamento. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-05-05T19:42:22Z No. of bitstreams: 1 Revulcanizacao de rejeito industrial de copolimero de butadieno e estireno - Tatiana Weber.pdf: 5078111 bytes, checksum: 3a72c4aaf44f57af3fa30e9270fcef97 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-05T19:42:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Revulcanizacao de rejeito industrial de copolimero de butadieno e estireno - Tatiana Weber.pdf: 5078111 bytes, checksum: 3a72c4aaf44f57af3fa30e9270fcef97 (MD5) / The objective of this work was to develope and characterize SBR industrial scraps vulcanizable formulations with technological applications. Firstly, SBR scraps were collected in accordance with the standard NBR 10007. Then, they were ground in equipments available at the Laboratório de Polímeros of the Universidade de Caxias do Sul. The obtained powder (SBR-r) was physically, thermally and chemically characterized. An homogeneous powder, suitable for utilization as raw material in revulcanizable compositions was obtained. From the SBR-r, six compositions were elaborated (TW17S, TW17C, TW26S, TW26C, TW33S e TW33C), varying cure system and aromatic oil presence. These compositions were compared to a control sample, with the same formulation of the SBR scraps. This sample was supplied by the industry were the SBR scraps were collected. Before vulcanization, all compositions were characterized by its thermal, rheological and viscoelastic properties. It was realized that the processability of a composition depends on the presence of oil, once oil addition improves processability. Through Rubber Process Analyzer, the viscoelastic behavior limit of all compositions was determined, showing likeness between them. The pseudoplastic behavior of the compositions was also evidenced. Vulcanization parameters were determined by oscillatory disk reometry (ODR), to obtain specific test specimens for proposed tests. Vulcanized compositions were characterized by crosslink density, physical-mechanical properties (density, tensile strength, tear strength and hardness) and scanning electron microscopy. Crosslink density was definitive in the study of the utilized cure systems, once that justifies the mechanical properties of compositions. Mechanical properties of the compositions are between values with technological applications, being around 70% of the tensile strength of control sample and 50% of the tear strength.

O objetivo dessa dissertação foi desenvolver e caracterizar formulações vulcanizáveis que tenham aplicação tecnológica, com resíduo de SBR gerado no processo industrial. Primeiramente, os resíduos de SBR (aparas de perfis expandidos) foram coletados segundo a norma NBR 1007. Em seguida, foram moídos em equipamentos do Laboratório e Polímeros da Universidade de Caxias do Sul. O pó obtido (SBR-r) foi caracterizado quanto às suas propriedades físicas (distribuição de tamanho de partícula, área superficial e microscopia eletrônica de varredura), térmicas (composição, características de degradação térmica, por análise termogravimétrica, e calorimetria exploratória diferencial) e físico-químicas (densidade de ligações cruzadas). Foi obtido um pó homogêneo, adequado para utilização como matéria-prima em composições revulcanizáveis. A partir do SBR-r, foram elaboradas seis composições (TW17S, TW17C, TW26S, TW26C, TW33S e TW33C), variando o sistema de vulcanização e a presença de óleo aromático. Essas composições foram comparadas com uma amostra controle, de formulação idêntica à utilizada na fabricação das aparas de perfis de SBR, apenas sem a adição do agente de expansão, fornecida pela empresa na qual as aparas de perfis de SBR foram coletadas. Antes da vulcanização, todas as composições foram caracterizadas quanto às propriedades térmicas, reológicas e viscoelásticas. Percebeu-se que a processabilidade de uma composição depende da presença ou não de óleo, já que a adição de óleo facilita a processabilidade. Através de analisador de processamento de borrachas foi determinado o limite de comportamento viscoelástico de todas as composições, mostrando semelhança entre si. Também foi comprovado o comportamento pseudoplástico das composições, através da determinação da viscosidade a diferentes taxas de cisalhamento. Os parâmetros de vulcanização das composições foram determinados por reometria de disco oscilatório (ODR), para a obtenção dos corpos de prova específicos para os ensaios propostos. Esses parâmetros mostraram a influência dos sistemas de cura usados. As composições vulcanizadas foram caracterizadas em relação à densidade de ligações cruzadas, características físico-mecânicas (densidade, resistência à tração, resistência ao rasgamento e dureza Shore A) e microscopia eletrônica de varredura. A determinação da densidade de ligações cruzadas foi definitiva no estudo dos sistemas de cura usados, pois justificou as propriedades mecânicas das composições. As propriedades mecânicas das composições desevolvidas encontram-se entre os valores tecnologicamente aplicados, com valores em torno de 70% do valor da amostra controle para resistência à tração e 50% para a resistência ao rasgamento. / The objective of this work was to develope and characterize SBR industrial scraps vulcanizable formulations with technological applications. Firstly, SBR scraps were collected in accordance with the standard NBR 10007. Then, they were ground in equipments available at the Laboratório de Polímeros of the Universidade de Caxias do Sul. The obtained powder (SBR-r) was physically, thermally and chemically characterized. An homogeneous powder, suitable for utilization as raw material in revulcanizable compositions was obtained. From the SBR-r, six compositions were elaborated (TW17S, TW17C, TW26S, TW26C, TW33S e TW33C), varying cure system and aromatic oil presence. These compositions were compared to a control sample, with the same formulation of the SBR scraps. This sample was supplied by the industry were the SBR scraps were collected. Before vulcanization, all compositions were characterized by its thermal, rheological and viscoelastic properties. It was realized that the processability of a composition depends on the presence of oil, once oil addition improves processability. Through Rubber Process Analyzer, the viscoelastic behavior limit of all compositions was determined, showing likeness between them. The pseudoplastic behavior of the compositions was also evidenced. Vulcanization parameters were determined by oscillatory disk reometry (ODR), to obtain specific test specimens for proposed tests. Vulcanized compositions were characterized by crosslink density, physical-mechanical properties (density, tensile strength, tear strength and hardness) and scanning electron microscopy. Crosslink density was definitive in the study of the utilized cure systems, once that justifies the mechanical properties of compositions. Mechanical properties of the compositions are between values with technological applications, being around 70% of the tensile strength of control sample and 50% of the tear strength.

Orientador: Prof. Dr. Carlos Henrique Scuracchio / Tese (doutorado0 - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2014. / O objetivo principal deste trabalho foi a produção de blendas dinamicamente revulcanizadas contendo polietileno de alta densidade (HDPE) e ground tire rubber (GTR) desvulcanizada via micro-ondas. Ele vem de encontro a um grande problema mundial que é a disposição de resíduos de elastômeros vulcanizados, especialmente de pneus, que trazem consigo graves problemas ambientais e de saúde pública, já que estes materiais necessitam de longos períodos de tempo para que se degradem naturalmente devido à sua estrutura de ligações cruzadas, presença de estabilizantes e outros aditivos em sua formulação. Uma utilização da GTR que vem sendo amplamente estudada por pesquisadores é em blendas poliméricas, tendo por uma das fases um polímero termoplástico. Neste contexto, o papel da desvulcanização dos elastômeros é aumentar a interação entre o material virgem e o reciclado, diminuindo a degradação das propriedades do produto acabado com a sua incorporação e possibilitando o aumento da quantidade de borracha reciclada no composto de borracha reciclada/termoplástico. A desvulcanização torna o elastômero desvulcanizado um material fluido, possibilitando um melhor controle do tamanho de partículas durante o processo de mistura da blenda pelos processos de quebra na aplicação de altas taxas de cisalhamento. Além disso, ao tornar-se um material fluido, é possível a incorporação de uma quantidade maior de borracha ao termoplástico sem grande prejuízo à sua processabilidade. No entanto, a literatura não dispõe de trabalhos nos quais o estudo da evolução da morfologia de blendas dinamicamente revulcanizadas contendo GTR desvulcanizada por micro-ondas é realizado, e esse estudo é uma das principais etapas deste trabalho. Do mesmo modo, não são encontrados trabalhos sobre blendas contendo GTR desvulcanizada analisando os efeitos da adição de argilas de diferentes formatos (lamelar e tubular) em suas propriedades finais, especialmente nas propriedades reológicas, o que também se propõe o presente trabalho. Em suma, este trabalho tem como objetivos propor uma possível solução para o problema de descarte de resíduos sólidos através da produção de uma blenda dinamicamente revulcanizada contendo HDPE e GTR desvulcanizada via micro-ondas, bem como diminuir algumas lacunas observadas atualmente na literatura com os resultados do estudo da evolução da morfologia de blendas dinamicamente revulcanizadas contendo GTR desvulcanizada e o efeito da adição de diferentes argilas nesse sistema. / The main objective of this work was the production of dynamically revulcanized blends containing HDPE and GTR devulcanized by microwaves. It comes against a big global problem which is the waste disposal of vulcanized elastomers, especially tires, which bring with them serious environmental and public health problems, since these materials require long periods of time to degrade naturally due to its structure of cross-linkings, and the presence of stabilizers and other additives in its formulation. A way of using the GTR that has been widely studied by researchers is as polymer blends where one of the phases is a thermoplastic polymer. In this context, the role of elastomers devulcanization is to increase the interaction between virgin and recycled material, reducing the degradation of properties of the finished product with its incorporation and making it possible the increase of the recycled rubber amount in the compound recycled rubber/thermoplastic. The devulcanization transformes devulcanized elastomer into a fluid material, allowing a better control of the particle size during the mixing process of the blend by breaking processes in the application of high shear rates. In addition, by becoming a fluid material, it is possible the incorporation of a higher amount of elastomer to the thermoplastic without great damage to its processability. However, the literature does not have works in which the study of the morphology evolution of dynamically revulcanized blends containing GTR devulcanized by microwaves is performed, and this study is one of the main stages of the present work. Likewise, it is not found works on blends containing devulcanized GTR analyzing the effects of addition of clays from different shapes (lamellar and tubular) on their final properties, especially on rheological properties, which also sets out the present work. Summarizing, this work aims to propose a possible solution to the problem of solid waste disposing by producing a dynamically revulcanized blend containing HDPE and GTR devulcanized by microwaves, as well as decrease some gaps observed currently in the literature with the study of the morphology evolution of dynamically revulcanized blends containing devulcanized GTR and the effect of addition of different clays on these systems.