O reaproveitamento de materiais tem sido um tema de grande interesse devido à elevada quantidade de resíduos gerados nas mais diversas atividades. Resíduos de postes de madeira tratada com arseniato de cobre cromatado (CCA) e isoladores elétricos cerâmicos (RIP) são materiais passíveis de reutilização para a produção de madeira plástica. Tais resíduos são gerados principalmente a partir da manutenção de redes de distribuição de energia elétrica. Neste trabalho, foi avaliado o reaproveitamento destes resíduos como agentes de reforços em compósito com matriz de polietileno de alta densidade (PEAD). A madeira tratada foi moída em moinho de facas e os RIP foram moídos em um moinho de bolas. Para a obtenção dos corpos de prova, o PEAD, o agente de reforço e o PEAD graftizado com anidrido maleico (PEADgMA) como agente de acoplamento foram processados em uma extrusora duplarrosca e moldados por injeção. Foi realizado um planejamento experimental 2k para avaliar a influência dos fatores controláveis sobre as variáveis respostas (resistência à flexão e à tração) e assim, identificar a composição da formulação ótima para a obtenção do compósito. Após a identificação da formulação ótima, o planejamento experimental foi validado e foram avaliadas as propriedades mecânicas, morfológicas, térmicas, químicas, reológicas e físicas do compósito. Foram realizados ensaios de lixiviação segundo NBR 10.005/04 e solubilização segundo NBR 10.006/04, para classificar e propor possíveis aplicações para os compósitos obtidos. A adição de 20 % m/m de cada reforço à matriz proporcionou um aumento superior à 50 % na resistência à flexão e tração quando comparado ao PEAD puro. Através das micrografias foi possível identificar a interação entre as fases. As análises térmicas evidenciaram que a adição dos reforços promoveu a conservação das propriedades mecânicas do compósito num intervalo de temperatura superior ao do PEAD. As análises químicas permitiram identificar os grupos orgânicos inerentes a cada matéria-prima na composição do compósito e as alterações devido à degradação provocada pela exposição ao envelhecimento acelerado em câmara UV. A lixiviação apresentou concentrações de As, Cu, Cr e Pb inferiores aos limites permitidos pela legislação, mesmo após 3.024 h de ensaio de envelhecimento, classificando o resíduo do compósito como resíduo classe II – Não Perigoso. Devido à boa molhabilidade da matriz aos reforços, o compósito apresentou baixa absorção de água, baixa densidade e baixo teor umidade. O envelhecimento acelerado apresentou pequenas variações das propriedades do compósito, ao contrário do PEAD, que apresentou fortes reduções em todas as suas propriedades. Dessa forma, produzir compósitos torna-se uma alternativa de reaproveitamento desses resíduos, com destaque para aplicações no setor elétrico, na construção civil e arquitetura, entre outros setores, além de fomentar a gestão de resíduos e reduzir o impacto ambiental. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2016-12-02T13:01:18Z
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Previous issue date: 2016-12-02 / The reuse of materials is a topic of great interest due to the high amount of waste generated in various activities. Waste of treated wooden poles with chromated copper arsenate (CCA) and ceramic electrical insulators (RIP) are materials that could be re-used to manufacturing plastic timber. Such wastes are mainly generated from the maintenance of electricity distribution networks. In this work was studied the possibility of reusing this waste reinforcements agents for composites with high density polyethylene matrix (HDPE). The wood was ground in a knife mill and the RIP were ground in a ball mill. To obtain the specimens, HDPE, reinforcing agent and coupling agent were processed in a twin screen extruder and molded by injection. A 2k experimental design was developed to evaluate the influence of controllable factors on the response variables (flexural and tensile strength) and thus identify the optimal formulation composition to obtain the composite. After identifying the optimal formulation, the experimental design was validated and the mechanical, morphological, thermal, chemical, rheological and physical properties of the composite material were evaluated. In addition, leaching and solubilization tests were carried out to classify and evaluate possible applications for these composites. The addition of 20% of each strengthening in the matrix gave an increase up to 50% in the flexural and tensile strength compared to the pure HDPE. The micrographs corroborate with the results of mechanical properties, and it was possible to identify the interaction between the phases. The thermal analysis showed that the addition of reinforcements promoted the conservation of the mechanical properties of the composite in a higher temperature range than the HDPE. The chemical analyzes have identified the organic groups attached to each raw material in the composite composition and the changes due to degradation caused by exposure to accelerated aging in UV chamber. The leaching showed concentrations of As, Cu, Cr and Pb below the limits allowed by legislation, even after 3,024 hours of aging test, classifying the composite waste as non-dangerous, II-A class. Due to good matrix wettability to the reinforcements, the composite had low water absorption, low density and low moisture content. The accelerated aging showed small variations on the composite properties, unlike HDPE, which showed strong reductions in all its properties. Thus, to produce composites becomes an alternative to reuse these wastes, especially for applications in the energy sector, construction, architecture, and other industries, and promote waste management and reduce environmental impact.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:vkali40.ucs.br:11338/1409 |
| Date | 24 June 2016 |
| Creators | Souza, Jhonattas Muniz de |
| Contributors | Santana, Ruth Marlene Campomanes, Brandalise, Rosmary Nichele, Grisa, Ana Maria Coulon, Zattera, Ademir José |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UCS, instname:Universidade de Caxias do Sul, instacron:UCS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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