5. RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.5. Fluorescência de raios X
A composição química dos compósitos foi avaliada a fim de verificar a presença de elementos que complementam os resultados obtidos neste trabalho e foi tomado como referência o PVA 10 para apresentação dos resultados. A análise de FRX na temperatura de 300 °C indicou grande quantidade do elemento bromo e em seguida, de silício. Esses valores são consonantes com a discussão das análises térmicas que sugere a decomposição da resina epóxi bromada com produção de voláteis bromados restando fibra de vidro ao fim do processo de decomposição a 900 °C. Os demais elementos encontrados (Fe, Cu, Pb, Ca) são oriundos dos processos utilizados para a retirada dos metais sugerida por Silva, 2018. Os percentuais dos elementos estão expressos na Tabela 7.
Tabela 7 – Percentual dos elementos constituintes do PVA 10.
Fonte: elaborada pelo autor. 4.6. Ensaio de inflamabilidade
Os compósitos incorporados com 5%, 10% e 20% do pó da placa e o PVA puro foram submetidos ao ensaio horizontal de inflamabilidade. Os materiais estiveram em contato com a chama durante 30 segundos e após esse tempo o tempo de queima das amostras e o comprimento dos danos foram observados. O ensaio está representado nas Figuras 29, 30, 31 e 32, na seguinte ordem de acontecimentos: a) contato com a chama por 30 segundos; b) após retirada da chama e c) fim do ensaio.
28 °C / 2299 μg/cm2 300 °C / 1106 μg/cm2 900 °C / 329 μg/cm2
Elemento teor (%) Elemento teor (%) Elemento teor (%)
Br 66,8 Br 32,7 Ca 53,4 Ca 14,3 Ca 27,2 Si 23,4 Si 14,1 Si 22,9 Cu 5,2 Cu 2,9 Cu 2,9 Br 3,2 Pb 2,5 Pb 1,3 Fe 2,0 Fe 0,5 Fe 0,9 Pb 0,7
Figura 29 - A amostra de PVA puro foi totalmente queimada segundos após a retirada da chama.
Fonte: próprio autor.
Figura 30 - Queima dos compósitos PVA 5.
Fonte: próprio autor.
a) b) c)
Figura 31 - Queima dos compósitos PVA 10.
Fonte: próprio autor.
Figura 32 - Queima dos compósitos PVA 20.
Fonte: próprio autor.
A adição do substrato em proporções diferentes afetou a inflamabilidade do PVA, de forma que o PVA 5 foi o único que promoveu propagação de chama por oito segundos, sem danos ao material. Os demais compósitos não propagaram após a retirada do maçarico.
b)
a) c)
b)
Apenas para o PVA puro, com dimensões de 45mm x 45 mm x 2 mm, foi possível calcular a taxa de queima (15 mm/min), pois apenas esse material apresentou danos no comprimento do corpo em função do tempo. As demais amostras não apresentaram danos consideráveis, em função disso a taxa de queima aproximadamente zero. Esse fato pode ser verificado observando a Figura 33.
Figura 33 - Amostras após o ensaio de inflamabilidade: a) PVA puro; b) PVA 5; c) PVA 10 e d)
PVA 20.
Fonte: próprio autor.
Xiu et al. (2016) realizaram testes utilizando substrato de placas de circuito impresso incorporado ao cloreto de vinila com diferentes classes de retardantes proveniente das placas e verificaram que os compósitos obtiveram notável efeito retardante de chama e supressor de fumaça. Também constataram alterações significativas nas propriedades mecânicas no que se trata da resistência à tração e resistência ao impacto, indicando um bom desempenho nas propriedades mecânicas.
d) c)
b) a)
5. CONCLUSÕES
Os resultados dos ensaio pino-disco, análises térmica e química, ensaio de inflamabilidade e imagens de MEV de compósitos de álcool polivinílico com carga de resíduos de placa de circuito impresso permitiu chegar-se às seguintes conclusões:
1. No ensaio pino-disco:
a) A adição de resíduos de PCIs à matriz de PVA não afeta de forma significativa o coeficiente de atrito e o maior valor encontrado para o PVA 5 é influência da porosidade na superfície do material.
b) A adição de resíduos não metálicos das placas de circuito impresso pulverizadas tendem a melhorar a resistência ao desgaste do PVA.
2. No ensaio de inflamabilidade:
a) O PVA apresentou taxa de queima de 15 mm/min e os compósitos com aditivo de resíduos de placas de circuito impresso, uma vez que não sustentaram a chama e não causaram danos no cumprimento da amostra, são altamente eficazes como agente antichama, em razão de não propagarem fogo.
3. Nas análises térmicas:
a) Os compósitos apresentaram uma redução na estabilidade térmica devido a decomposição da resina bromada que acontece em temperatura menor do que a decomposição do PVA puro. O aumento da massa residual após a pirólise das amostras evidencia o efeito antichama previsto.
4. Microscopia Eletrônica de Varredura:
a) Os compósitos produzidos a partir do PVA com adição da parte não metálica das placas de circuito impresso apresentam boa adesão das fibras de vidro à matriz nas superfícies analisadas, reduzindo a taxa de desgaste.
b) A partir das condições de ensaio realizadas nesse trabalho, não foi possível obter uma explicação conclusiva sobre a resposta tribológica do sistema. É necessário alterar as condições de ensaio a fim de evidenciar alterações no mecanismo de desgaste dos compósitos.
5. A produção dos compósitos estudados neste trabalho é uma abordagem sustentável e ajuda a reduzir a problemática acerca do acúmulo de resíduos de placa de circuito impresso, que normalmente seriam incinerados produzindo gases tóxicos ou descartados em aterros sanitários. Ao promover a sua reutilização agrega-se soluções ambientais, econômicas, sociais e valorização do lixo eletrônico.
6. Como forma de prevenir a propagação de chama em casos de incêndio, os compósitos produzidos podem ser aplicados na produção de móveis, portas e janelas, já que possuem eficiência na supressão de chamas por possuírem propriedades antichama.
SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
Submeter os compósitos a condições mais severas de ensaio pino-disco a fim de averiguar alterações tribológicas.
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