Principais Propriedades

A principal propriedade do agregado de EVA é a baixa densidade, classificada como agregado leve. Há uma variação no valor da massa unitária dos agregados de EVA obtidos nas pesquisas, devido à própria variação das densidades das mantas utilizadas nas indústrias, mas, em média, os agregados possuem massa unitária em torno de 150 kg/m3. O agregado de EVA se enquadra na faixa das massas unitárias obtidas pelos agregados mais leves conhecidos, como a perlita (40–200 kg/m3) e a vermiculita (60–200 kg/m3)(NEVILLE, 1997). O valor da massa unitária do agregado está relacionado com a densidade do composto de EVA que o originou, e essa, por sua vez, vai depender de qual parte do calçado ao qual se destina sua aplicação (se solado, entressola, palmilha), da posição que se encontra (se “pele” externa ou do interior) (CHÁVEZ, 2007), além das variações próprias do processo industrial, conforme a fábrica que originou o resíduo (BEZERRA, 2002).

Com a imagem da Figura 2.4, percebe-se que as células são predominantemente do tipo fechadas e que aumentam de tamanho à medida que se afasta da parte externa (pele).

Figura 2.4 – Microscopia do composto de EVA, com ampliação 150x. Variação do tamanho celular entre a pele e o interior da amostra.

A posição do compósito interfere na massa unitária do agregado, sendo maior conforme a quantidade de grãos da amostra que possuam área de “pele” em sua composição, por ser a parte mais densa do compósito.

A pele é a parte do composto de EVA formada junto ao molde, que, durante o processo de expansão por compressão, fica submetida a uma temperatura mais elevada e por mais tempo que o restante do material, e isso faz aumentar o grau de reticulação, inibindo a expansão e, consequentemente, deixando-a mais densa (CHÁVEZ, 2007).

Quanto às partes do calçado, as indústrias utilizam densidades variáveis, sendo o material mais denso para o solado (350 kg/m3), intermediário para a entressola (250 kg/m3) e densidade baixa para a palmilha (100 kg/m3) (CHÁVEZ, 2007).

Essa estrutura fechada do polímero, aliada a sua elevada massa molecular relativa e as suas propriedades hidrofóbicas, dificultam a ação enzimática dos micro-organismos na superfície do polímero e deixam os polímeros, de uma forma geral, muito resistentes à degradação no meio ambiente, sendo necessários muitos anos para que ocorra a degradação total do material. Ás vezes, mais de cem anos, como é o caso dos plásticos.

O polímero pode sofrer alguma alteração em suas propriedades físicas e químicas, conforme as condições de fabricação e o meio a que está exposto. São mecanismos de degradação que ainda não são totalmente compreendidos, devido à complexidade química desses materiais (CALLISTER, 2007).

O tempo de deterioração está relacionado com o nível de ação por meio das interações ambientais de agressividade, envolvendo principalmente a temperatura, a umidade e absorção, o oxigênio, além de toda a radiação UV da luz solar (JIN et al., 2010).

Ao observar as degradações em copolímero puro de EVA, com base a uma análise combinada dos ensaios de termogravimetria (TG) e a espectrometria por infravermelho (FT- IR), detectou-se a existência de quatro etapas de decomposição: a primeira etapa sucedeu-se devido à perda de grupos acetato, com a formação de ácido acético, CO, CO2, H2O e compostos carbonílicos; a segunda e terceira etapas ocorreram bem próximas uma da outra, provocadas pela degradação da cadeia polimérica e envolvem pelo menos dois tipos de processos: reações sem consumo de O2 e processo com oxidação produzindo CO, CO2 e H2O; a quarta etapa foi provocada pelos resíduos carbonosos formadas nas fases anteriores anteriores (MARCILLA et al., 2005).

Quanto à degradação térmica no resíduo das indústrias de calçados com EVA, as análises termogravimétricas numa atmosfera de N2 demonstram a existência de três etapas,

sendo: a primeira faixa de degradação registrada em torno de 330 a 450°C, a segunda entre 450 a 520°C, e a terceira etapa registrada entre 680 e 750°C. (ZATTERA et al., 2005). Na pesquisa de MONTAGNOLI et al. (2010), a primeira faixa de degradação está entre 230 a 400°C, a segunda entre 400 a 500°C, e a terceira etapa ocorre entre 510 e 700°C. Ambas as pesquisas relatam que a primeira perda foi provocada pela degradação do acetato de vinila, e, com isso, forma-se o ácido acético, a segunda degradação é proveniente da parte olefínica do copolímero, e a terceira etapa está relacionada à degradação da carga inorgânica.

Por meio da obtenção das curvas termogravimétricas, pode-se calcular o valor do teor de acetato de vinila (VAc) que ficou no resíduo após o processo de trituração (Equação 2.1), considerando que a perda percentual de massa na primeira etapa de degradação seja exclusivamente devido à degradação do VAc com formação de ácido acético (HULL et al., 2003 apud ZATTERA et al., 2005). Com isso, as indústrias calçadistas podem avaliar o nível de qualidade desses resíduos para possível reaproveitamento no processo industrial.

_MMAAC MMAV MMAcP(%) VA de Teor c × = (equação 2.1) Onde:

MMAcP(%) = teor de massa de ácido acético fornecida na primeira degradação do TG; MMAV = massa molecular de acetato de vinila (86,1g/mol);

MMAAC = massa molecular de ácido acético (60,1g/mol).

As degradações provocadas pela presença da umidade nos polímeros são o inchamento e a dissolução que ocorrem devido às moléculas do líquido penetrar no interior do polímero, posicionando-se entre suas moléculas, fazendo com que haja uma separação das macromoléculas, causando a expansão e o inchamento do material, redução das forças de ligação intermolecular, tornando-o mais mole e mais dúctil (CALLISTER, 2007).

Ao avaliar as condições de deterioração de blendas poliméricas de EVA, com VAc de 14% e 18%, em câmaras de envelhecimento UV com fonte de xenon, simulando a luz solar contínua, foi observado o surgimento de fissuras na superfície do material, devido a um rearranjo na região cristalina, sendo que as unidades com maior teor de VAc sofrem maior enfraquecimento de sua estrutura quanto a sua resistência à radiação da luz UV, além de possuir maior penetração de oxigênio e consequentemente intensificam as reações de degradação (JIN et al., 2010). Esse mesmo autor explica que isso ocorre porque, quanto maior o teor de VAc, maiores são as quantidades de pontos mais fracos existentes ao longo da cadeia molecular do polímero.

A durabilidade dos polímeros em exposição às condições do meio externo demonstra ser satisfatória. Os polímeros possuem boa resistência ao ataque por soluções ácidas e alcalinas, sendo bem melhor do que a resistência dos metais (CALLISTER, 2007).

Acredita-se, assim, que o agregado de EVA não sofrerá deteriorações quando submetidos ao interior do concreto, situação em meio alcalino (pH ≅12), podendo, em algumas vezes, ter uma redução da alcalinidade (pH<12) e ainda sujeito a sofrer ataques por agentes agressivos, como sulfatos e cloretos. Além disso, o agregado de EVA estará no interior do concreto protegido pela barreira física do recobrimento.

Deve-se averiguar o comportamento do agregado de EVA na matriz de cimento, bem como a sua interação com todos os elementos da mistura e como isso pode influenciar nas condições de degradação desses concretos, frente a agentes agressivos, dentre esses, cloreto e sulfato.