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Previous issue date: 2015-09-10 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / The Natural rubber is a renewable source material widely used in the manufacture of automotive tire tread. The vulcanization results in a high thermodynamic stability and wide working range materials. However, after the end of life serious environmental and public health problems can occur because of improper disposal or burning. Recycling (devulcanization) is an attractive alternative because it takes advantage of the invested energy potential and relieves the pressures for planting new areas. The devulcanization of natural rubber automotive tire tread was performed by means of double screw extrusion process and intermeshing co-rotating. The directionality and magnitude of shear stress achieved in the process are able to overcome the energy of chemical bonds that make up the cross- linking of vulcanized NR. The devulcanization configures the convertion of three-dimensional structure in two-dimensional for selective splitting of crosslinking preserving such bonds between carbons of the Natural Rubber macromolecular chain. Virgin Natural Rubber compounds and post-consumer load tire tread underwent vulcanization process after being cryogenically milled. The devulcanization was carried out by assessing the influence of the extrusion process parameters, the effect of the particle size range, the presence of thermoplastic material and the addition of antioxidant. After extrusion, it was evaluated the magnitude of the soluble fraction of the extrudates. Soluble were evaluated for thermal stability, thermal behavior and the chemical groups present. They were obtained soluble content exceeding 50%. The most significant were obtained for compound of NR extruded without thermoplastic material. Thermal and chemical analysis indicated the presence of natural rubber molecules. Composite rubber virgin Natural and Natural Rubber devulcanized were prepared and vulcanized. The mechanical properties of tensile strength and hardness of these composites were comparable to those of virgin material, showing that the co-rotation and interpenetrating twin screw extrusion process has great potential for devulcanization for Natural Rubber. / A Borracha Natural é um material de fonte renovável amplamente utilizado na manufatura da banda de rodagem de pneus automotivos. A vulcanização resulta em um material com elevada inércia química e ampla faixa de trabalho. No entanto, após o termino da vida útil sérios problemas ambientais e de saúde pública podem ocorrer em virtude do descarte inadequado ou da queima. A reciclagem (desvulcanização) é uma alternativa atrativa, pois aproveita o potencial energético investido e alivia as pressões para o plantio de novas áreas. A desvulcanização da Borracha Natural da banda de rodagem de pneus automotivos foi realizada por meio do processo de extrusão em rosca dupla co-rotacional e interpenetrante. A direcionalidade e a magnitude das tensões cisalhantes alcançadas no processo são capazes de superar a energia das ligações químicas que constituem as ligações cruzadas da BN vulcanizada. A desvulcanização se configura na conversão da estrutura tridimensional em bidimensional pela cisão seletiva das ligações cruzadas preservando-se as ligações entre carbonos da cadeia macromolecular da BN. Compostos de Borracha Natural virgem e resíduos da banda de rodagem de pneus de carga pós-consumo foram submetidos ao processo de desvulcanização após serem moídos criogenicamente. A desvulcanização foi realizada avaliando-se a influência dos parâmetros do processo de extrusão, o a faixa granulométrica, presença de material termoplástico e adição de antioxidante. Após a extrusão, foi avaliada a magnitude da fração solúvel dos extrudados. Os solúveis foram avaliados quanto à estabilidade térmica, comportamento térmico e grupos químicos presentes. Foram obtidos teores de solúveis superiores a 50%. O mais expressivo foi obtido para o composto de BN extrudado sem material termoplástico. As análises térmicas e químicas indicaram a presença de moléculas de Borracha Natural não vulcanizada. Compósitos de Borracha Natural virgem e Borracha Natural desvulcanizada foram preparados e vulcanizados. As propriedades mecânicas de resistência à tração e dureza medidas foram comparáveis àquelas do material virgem, evidenciando que a extrusão em rosca dupla co-rotacional e interpenetrante apresenta grande potencial de desvulcanização para a Borracha Natural.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/7423 |
| Date | 10 September 2015 |
| Creators | Nunes, Anderson Thadeu |
| Contributors | Ambrósio, José Donato |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Câmpus São Carlos, Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, UFSCar |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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