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Previous issue date: 2013-12-18 / Universidade Federal de Sao Carlos / The main objective of this work was to analyze the viability of the recycling of post-industrial packaging scraps, compounded by multilayer laminated films of PET-HDPE, for production of polymer blends with good physical-mechanical performance. Initially, several PET-HDPE model-blends were developed utilizing pure resins, in which had similar characteristics to the polymers that are effectively utilized by the cosmetic industry that generate the scraps. The model-blends were produced in diverse formulations, starting from a 2² full factorial design of experiments (DOE) and expanding it afterwards to a central composite design, in which varied the PET/HDPE ratio from 0 to 100 wt%. Polyolefin compatibilizers based on glycidyl methacrylate (E-GMA) and maleic anhydride (PE-g-MA) have been used to promote the compatibilization reaction between PET and HDPE. The physical-mechanical properties of the model-blends were evaluated by means of response surface methodology (RSM), a scientific tool that provides a multivariate data analysis. Finally, the post-industrial plastic scraps were diluted in the same compatibilizer concentrations that defined the best conjunct of physical-mechanical properties for the model-blends. The DOE methodology showed to be a useful tool for assessing the recycling of post-industrial scraps, since it was possible to obtain recycled materials with considerable physical-mechanical properties. The deformation at yield enhanced with compatibilizers concentration, while the Young modulus diminished. The utilization of 10 wt% of PE-g-MA enhanced 12x the values of deformation at break, while the use of 10 wt% of E-GMA barely doubled the values of the property. Additionally, the blends compatibilized with PE-g-MA also showed a better performance under impact test. The utilization of 15 wt% of PE-g-MA enhanced the Izod impact resistance in 250%. The better performance of maleic anhydride based compatibilizer (PE-g-MA) is due to the possible presence of nylon-6 at the structure of the scraps, which undergoes a kinetically favorable chemical reaction, facilitating the compatibilization between the components. Finally, one could be demonstrated that starting from a technological premise it s possible to develop scientific models that optimize the recycling route of multilayer flexible packaging films that arise from cosmetic industry. / O presente trabalho teve por objetivo propiciar a reciclagem de aparas de embalagens flexíveis descartadas, compostas por filmes multicamadas laminados de PET-HDPE, para a produção de blendas poliméricas com bom desempenho físico-mecânico. Para isso, inicialmente foram desenvolvidas blendas-modelos de PET-HDPE partindo de polímeros puros, os quais possuíam características similares aos polímeros que efetivamente são utilizados pela indústria cosmética geradora das aparas. As blendas-modelos foram desenvolvidas em diversas formulações, partindo-se de um design de experimentos (DOE) do tipo fatorial completo 2², e posteriormente expandindo-o para um planejamento do tipo composto central, o qual varreu a faixa de composição PET/HDPE de 0 a 100%. Compatibilizantes poliméricos olefínicos à base de metacrilato de glicidila (E-GMA) e anidrido maleico (PE-g-MA) foram utilizados para promover a compatibilização do PET com o HDPE. As propriedades físico-mecânicas das blendas-modelos foram avaliadas com base na metodologia de superfícies de resposta (RSM), uma ferramenta estatística que permite a análise multivariada de dados. Finalmente, as aparas plásticas pós-industriais foram diluídas nas mesmas concentrações dos compatibilizantes que definiram o melhor conjunto de propriedades para as blendas-modelos. O design de experimentos mostrou-se como útil ferramenta para a avaliação da reciclagem de aparas plásticas pós-industriais, uma vez que, partindo do material reciclado, foi possível obter blendas com propriedades físico-mecânicas consideráveis. A deformação no escoamento aumentou com a concentração dos compatibilizantes, ao passo que o módulo de elasticidade diminuiu. A utilização de 10 wt% de PE-g-MA aumentou em mais de 12 vezes a deformação na ruptura das blendas, enquanto que o uso de 10 wt% de E-GMA apenas dobrou os valores dessa propriedade. As blendas compatibilizadas com PE-g-MA também apresentaram melhor resistência ao impacto, sendo que formulações com 15 wt% aumentaram essa propriedade em mais de 250%. O melhor desempenho do compatibilizante de PE-g-MA na reciclagem das aparas pode estar associado à presença de nylon-6 no reciclado que, por sua vez, reage com os anéis succínicos do compatibilizante a uma cinética mais rápida. Finalmente, demonstrou-se que partindo de uma premissa puramente tecnológica é possível desenvolver modelos científicos que otimizam a rota de reciclagem de embalagens flexíveis de filmes multicamadas laminados oriundos do setor cosmético.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/917 |
| Date | 18 December 2013 |
| Creators | Uehara, Gabriel Abreu |
| Contributors | Canevarolo Júnior, Sebastião Vicente |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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