PREPARAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE COMPÓSITOS OBTIDOS A PARTIR DE REJEITOS POLIMÉRICOS ORIUNDOS DE PLACAS DE
EQUIPAMENTOS ELETRÔNICOS
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M. P. Amaral; 1,2 D. R. Mulinari; 1,2,* R. O. Magnago; 1 L. M. Rodrigues; 1,2 C. Santos
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Centro Universitário de Volta Redonda/UniFOA, Av. Erlei Alves Abrantes 285 Três Poços Volta Redonda/RJ
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Facultade de Tecnologia/FAT/UERJ, Rodovia Presidente Dutra km 298 Polo Industrial Resende/RJ
*roberto.magnago@gmail.com
RESUMO
O objetivo deste trabalho é reciclar as placas de circuitos impressos de equipamentos eletroeletrônicos descartados e incorporá-las em polipropileno. Foram analisadas seis composições de placas descartadas: Nova sem componentes sem cobre; Usada sem componentes sem cobre; Usada sem componentes com trilha de cobre; Nova sem componentes com cobre; Usada sem componentes com trilha de cobre (com problema) e Usada com componentes. Estas placas foram, trituradas e moídas. Para obtenção dos compósitos, as mesmas foram reforçadas 5% m/m com polipropileno em um misturador termocinético. Em seguida, foram moídos e injetados em dimensões específicas para ensaios de flexão e impacto. E os resultados obtidos indicaram uma tendência de uso para cada composição de placa reaproveitada. Com estes materiais poliméricos descartados espera-se uma utilização de cunho ambiental.
Palavras-chave: placas de circuitos impressos, polipropileno, compósitos, reciclagem.
INTRODUÇÃO
A placa de circuito impresso (PCI) já montada (com os componentes eletrônicos) tem uma composição muito heterogênea. O circuito impresso consiste de uma placa de fenolite, fibra de vidro, fibra de poliéster, filme de poliéster, filmes específicos à base de diversos polímeros, e outros, que possuem a superfície coberta numa ou nas duas faces (placa sanduíche) por fina película de cobre, prata, ou ligas à base de ouro, níquel entre outras, nas quais são desenhadas pistas condutoras que representam o circuito onde serão fixados os componentes eletrônicos. É composta de plásticos, cerâmicos, metais comuns e metais preciosos. Toda essa mistura torna sua reciclagem bastante difícil, mas em compensação, a presenças de metais comuns e metais preciosos a torna uma matéria prima interessante [1]. Neste trabalho foi estudado o destino da placa de material polimérico, que é menos nobre, mas que seu descarte desordenado e crescente - devido ao atual alto nível de comercialização de equipamentos eletroeletrônicos - traz grande acumulo de material com potencial de reciclagem.
MATERIAIS E MÉTODOS
Separação das placas
O tratamento de uma placa de circuito impresso é muito complicado. Várias tecnologias têm sido desenvolvidas ou aprimoradas para a reciclagem deste componente. Neste trabalho foram usados processos para reciclagem de cunho mecânico como classificação e cominuição somado a um processo térmico com um soprador a temperatura de 360°C para retirada dos componentes. Foram utilizadas PCIs com a seguinte configuração: Nova sem
componentes sem cobre (1); Usada sem componentes sem cobre (2); Usada sem componentes com trilha de cobre (3); Nova sem componentes com cobre (4); Usada sem componentes com trilha de cobre e com problema (5) e Usada com componentes (6).
Trituração das placas
As placas foram pré-trituradas em uma primeira moagem em um moinho granulador da marca PLASTIMAX para quebra da placa e forte redução na granulometria. Após pré-trituração foi constatada que as partículas não possuíam dimensões uniformes. Para reduzir ainda mais o tamanho das partículas foi realizada uma segunda moagem em um moinho MA48 da marca MARCONI.
Preparação dos compósitos
Os compósitos foram obtidos em um misturador termocinético de alta intensidade para plásticos (Dryser) (5% m/m de reforço). Estes foram levados para o moinho granulador onde foram triturados. Os compósitos moídos e moldados por injeção na injetora da marca Ray-Ran modelo RR/TSMP com temperatura de processo de 300°C, formou os corpos de prova para a caracterização mecânica. Os compósitos foram obtidos com diferentes tipos de placas descartadas como relacionados na Tab. 1.
Ensaios mecânicos dos compósitos
Os ensaios de flexão foram realizados um equipamento da marca EMIC. Foram analisados três corpos de prova, com dimensões de acordo com a norma ASTM D 790 – 03. Foram utilizadas a razão L/d (onde L= distância entre apoios) igual a 16, velocidade de ensaio de 1,4 mm/min, com célula de carga de 5kN. As propriedades mecânicas de resistência à flexão e o módulo elástico foram avaliadas.
Nos ensaios de impacto foi utilizada uma máquina PANTEC PS- 30 de capacidade de 300J do tipo Charpy. Foram analisados três corpos de prova,
com dimensões de acordo com a norma ASTM D 6110 – 06. Foi avaliada a energia absorvida ao impacto e a resistência.
TABELA 1: Descrição dos compósitos de PP reforçados com diferentes tipos de placas e do PP puro Amostra Tipo de placa reforçada Quantidade de PP
(% m/m) Quantidade de reforço (% m/m) PP C1 ---
Nova sem componentes sem cobre
100 95
---
5 C2 Usada sem componentes
sem cobre
95 5
C3 Usada sem componentes com trilha de cobre
95 5
C4 Nova sem componentes com cobre
95 5
C5 Usada sem componentes com trilha de cobre (com
problema)
95 5
C6 Usada com componentes 95 5
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Ensaios mecânicos dos materiais
A avaliação do comportamento mecânico dos materiais é de extrema importância [2]. A Tab. 2 apresenta os resultados de resistência à flexão e impacto para os materiais.
Analisando-se as propriedades mecânicas em flexão dos materiais, observou-se que ao inserir as placas na matriz de PP houve uma aumento na resistência e na rigidez quando comparado ao PP puro, de até 54%. Ao se inserir placas recicladas na matriz houve muita variação nos valores na resistência e no módulo de elasticidade para as diferentes configurações de placas trituradas. A configuração que melhor apresentou resultados de tensão máxima e módulo de elasticidade foi a de número 6 da placa usada com os
componentes. Explicação de tal fato associado diretamente a grande quantidade de materiais metálicos presente nos componentes eletrônicos da placa.
TABELA 2: Propriedades Mecânicas
AMOSTRAS Resistência à flexão (MPa) Módulo de Elasticidade (MPa) Energia absorvida (J) Resistência ao impacto (J.mm-2) PP 28,4 12,9 824,8 46,6 4,67 1,15 0,067 0,01 C1 42,4 2,1 976,4 326,2 3 0 0,04 0 C2 43,7 2,2 1194 64,11 3,67 0,57 0,05 0,01 C3 44,1 4,6 971,9 569,1 4 0 0,053 0,006 C4 43,3 2 1233 77,63 4 0 0,06 0 C5 48,7 1,3 1052 617,8 4 0 0,06 0 C6 52,4 0,78 1481 54,1 4 0 0,06 0
Os resultados mostrados na Tab. 2 referentes ao ensaio de impacto indicam que a resistência média ao impacto foi reduzida ao ser adicionado a mistura de placas. Mesmo assim, como são valores muito próximos, se torna interessante a mistura de placas descartadas ao polipropileno para reutilização do material desprezado.
CONCLUSÃO
Pode-se concluir que além da grande importância ambiental no reaproveitamento das placas descartadas dos componentes eletrônicos, os testes mecânicos mostram que as propriedades dos materiais compósitos nas 6 configurações obtidas caracterizam possível uso em substituição ao PP puro.
REFERÊNCIAS
[1] CARDOZO, L.C.; DEL PUPPO N.P.; ZANETTE T.G.; MADUREIRA J. Placa de Circuito Impresso. Disponível em: www.trabalhosfeitos.com/ensaios/Placa-De-Circuito-Impresso/49439214.html acesso em 20 de agosto de 2014.
[2] MULINARI, D. R. Comportamento térmico, mecânico e morfológico dos
compósitos de polietileno de alta densidade reforçados com fibras de celulose do bagaço de cana de açúcar. 2009, 112 f. Tese (Doutorado em
Engenharia Mecânica). Universidade Estadual Paulista, Guaratinguetá, SP.
AGRADECIMENTOS: OS AUTORES AGRADECEM A FAPERJ PELO APOIO FINANCEIRO DADO A ESTE TRABALHO.
ABSTRACT
The objective of this work is to recycle the printed circuit boards of electronic equipment discarded and incorporate them into polypropylene. Six compositions of discarded printed circuit boards were analyzed: new boards with and without copper, used boards without components with and without copper, used boards without components and without copper, used board with copper track, used boards with copper track and burned and used boards with components. These boards were crushed and ground. To obtain the composite, they were strengthened 5% m/m on a polypropylene mixer. Then were ground and injected into specific dimensions for tensile, flexural and impact. The results showed a tendency of use for each composition of boards. With these polymeric materials discarded are expected an environmental use.
