• Nenhum resultado encontrado

2. Fundamentação teórica. 1. Introdução

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "2. Fundamentação teórica. 1. Introdução"

Copied!
11
0
0

Texto

(1)$*#*. 0QPSUP 1PSUVHBM   $*#&. 1PSUP 1PSUVHBM  "/«-*4&%"3&4*45³/$*""5&.1&3"563"%&6.$0.1»4*50"#"4&%&3"41"%&1/&6&-«5&9 3./BUBM+PSHF +.345BWBSFT +-"MFYBOESF "+.'FSSFJSB ."17B[ &ET. "/«-*4&%"3&4*45³/$*""5&.1&3"563"%&6.$0.1»4*50"#"4&%&3"41" %&1/&6&-«5&9 &MNPǰJBHP-JOT$ÚVSBT'PSE +PTÏ6CJSBHJEF-JNB.FOEFT 3VCFOT.BSJCPOEPEP/BTDJNFOUP "OUPOJP5PSSFT .BSRVFT $FMFTUF.BSHBSJEB$PSSFJB1FSFJSB 7BMFOUJOB"MFTTBOESB$BSWBMIPEP7BMF. 6OJWFSTJEBEF'FEFSBMEP3JP(SBOEFEP/PSUFo6'3/ "W4FOBEPS4BMHBEP'JMIP /BUBM #SBTJM FMNPDPVSBT!IPUNBJMDPN 6OJWFSTJEBEFEP1PSUPo'&61 3VB3PCFSUP'SJBT 1PSUP 1PSUVHBM NBSRVFT!GFVQQU *OTUJUVUPEF&OHFOIBSJB.FDÉOJDBF(FTUÍP*OEVTUSJBMo*/&(*'&61 3VB3PCFSUP'SJBT 1PSUP 1PSUVHBM DQFSFJSB!JOFHJVQQU 6OJWFSTJEBEF'FEFSBMEB1BSBÓCBo6'1# $BNQPT6OJWFSTJUÈSJP +PÍP1FTTPB #SBTJM UJOJOIBBB!IPUNBJMDPN. 1BMBWSBTDIBWF3BTQBEF1OFV -ÈUFY $PNQØTJUP 3FTVNP /PDPOUFYUPBUVBMIÈVNBUFOEÐODJBNVOEJBMFNCVTDBSBMUFSOBUJWBTQBSBPTNBUFSJBJT USBEJDJPOBJT%FTTBGPSNB UFNDSFTDJEPPTFTUVEPTEJSFDJPOBEPTËVUJMJ[BÎÍPSBDJPOBM EPT SFDVSTPT OBUVSBJT F P BQSPWFJUBNFOUP EF SFTÓEVPT EFTQFKBEPT OB OBUVSF[B 4FOEP BTTJN  B SFDJDMBHFN UFN TJEP NVJUP FTUJNVMBEB QFMP NFSDBEP &OUSFUBOUP B HSBOEF NBJPSJB EBT BQMJDBÎÜFT EF JTPMBNFOUP UÏSNJDP FN TJTUFNBT EPNÏTUJDPT  DPNFSDJBJT F JOEVTUSJBJTOBGBJYBEFCBJYBTFNÏEJBTUFNQFSBUVSBT BUϏ$ VUJMJ[BTFEFNBUFSJBJT BHSFTTJWPT Ë OBUVSF[B UBJT DPNP MÍ EF WJESP  MÍ EF SPDIB  QPMJVSFUBOP  QPMJFTUJSFOP 5BJT NBUFSJBJT  BQFTBS EB FmDÈDJB OB SFUFOÎÍP EP nVYP EF DBMPS  UÐN DVTUP FMFWBEP F RVBOEPEFTDBSUBEPTEFNPSBNBOPTQBSBTFSFNBCTPSWJEPTQFMBOBUVSF[B%FTTBGPSNB  UFOUBOEPBEFRVBSTFBVNBQPMÓUJDBNVOEJBMBDFSDBEBQSFTFSWBÎÍPEPNFJPBNCJFOUF  GPJSFBMJ[BEPVNFTUVEPDPNPJOUVJUPEFTFEFTFOWPMWFSVNJTPMBOUFUÏSNJDPDPNQPTUP EF NBUFSJBJT OBUVSBJT FPV SFKFJUPT JOEVTUSJBJT $PN JTTP  FTUB QFTRVJTB BQSFTFOUBS P EFTFOWPMWJNFOUP EF VN NBUFSJBM DPNQØTJUP B CBTF EF SBTQBT EF QOFV F MÈUFY QBSB JTPMBNFOUPUÏSNJDP1BSBJTTP BOBMJTPVTFBTQSPQSJFEBEFTUÏSNJDBTFGÓTJDBTEBSBTQBEF QOFVFEPMÈUFYWJTBOEPBVUJMJ[BÎÍPDPNPNBUÏSJBQSJNBQBSBGBCSJDBÎÍPEPDPNQØTJUP BTFSBQMJDBEPDPNPJTPMBOUFUÏSNJDP"USBWÏTEFQSPDFTTPTNBOVBJT GPSBNGBCSJDBEBT NBOUBTEPDPNQØTJUPOBTQSPQPSÎÜFTFNQFTPEF    F   SBTQBEFQOFVMÈUFY SFTQFDUJWBNFOUF'PSBNBOBMJTBEBTQSPQSJFEBEFTGÓTJDBT  NFDÉOJDBTFUÏSNJDBTEPTDPNQØTJUPTDPNJOUVJUPEFPCUFSEBEPTTPCSFBWJBCJMJEBEF EFVTPDPNPJTPMBOUFUÏSNJDP"TBOÈMJTFTGPSBNGVOEBNFOUBEBTFNOPSNBT"#/5  "45. F 6- 0 MJNJUF EF UFNQFSBUVSB EF USBCBMIP PCUJEP $  FODPOUSBTF OB GBJYBEFBQMJDBÎÜFTRVFBCSBOHFNEFTEFPVTPEPNFTUJDPBUÏPJOEVTUSJBM0TSFTVMUBEPT PCUJEPTFYQFSJNFOUBMNFOUFDPNQSPWBSBNRVFPDPNQØTJUP QPEFTFSVUJMJ[BEPQBSBmOT EFJTPMBNFOUPUÏSNJDP. $*#*. 0QPSUP 1PSUVHBM  |$*#&. 1PSUP 1PSUVHBM . .

(2) &MNPɨJBHP-JOT$ÚVSBT'PSE +PTÏ6CJSBHJEF-JNB.FOEFT 3VCFOT.BSJCPOEPEP/BTDJNFOUP "OUPOJP5PSSFT.BSRVFT $FMFTUF.BSHBSJEB$PSSFJB1FSFJSB  7BMFOUJOB"MFTTBOESB$BSWBMIPEP7BMF. 1. Introdução. 2. Fundamentação teórica. Há uma tendência mundial em buscar alternativas para os materiais tradicionais em todos os setores da economia. Neste contexto, tem crescido o interesse direcionado à utilização racional dos recursos naturais e o aproveitamento de resíduos despejados na natureza. Sendo assim, tanto a reciclagem, como a utilização de materiais biodegradáveis tem sido estimulada. No mercado existem vários produtos que são produzidos com esses tipos de materiais. Santos (2005), afirma que apesar deste progresso, o acelerado desenvolvimento da sociedade leva todos os dias, ao meio ambiente, um grande volume de materiais que descaracterizam paisagens e poluem os elementos vitais à sobrevivência humana, tais como: solo, ar e água. Nesse contexto, vários materiais alternativos têm sido estudados para a aplicação em argamassas e materiais de isolação (PIERCE e BLACKWELL, 2002). São muitos os materiais que podem ser utilizados como isolantes; a escolha do material adequado a um determinado processo e realizada com análises de propriedade mecânicas, físicas e térmicas. Como não existe um material isolante ideal, a comparação entre as opções disponíveis possibilita a escolha daquele que melhor satisfaz ao princípio fundamental da engenharia: relação custo x beneficio. Além disso, devemse considerar parâmetros ambientais: como a possibilidade de reciclagem e/ou uso de materiais biodegradáveis e de segurança: como a reação ao fogo. A grande maioria das aplicações de isolamento térmico em sistemas domésticos, comerciais e industriais na faixa de baixa e média temperatura (até 180ºC), é feita principalmente utilizando-se materiais agressivos à natureza tais como: lã de vidro, lã de rocha, poliuretano, poliestireno, EPS entre outros. Tais materiais, apesar da eficácia na retenção do fluxo de calor, possuem um custo considerável e quando descartados demoram anos para serem absorvidos pela natureza. Tentando adequar-se a uma política mundial acerca da preservação do meio ambiente, foi realizado um estudo com o intuito de desenvolver material compósito reforçado com raspas de pneu, resíduo que se caracteriza por terem baixo custo, além de possuir caráter ecologicamente corretos. Dessa forma, há de se destacar o caráter relevante da pesquisa, uma vez que o tema é pouco explorado, existindo assim várias lacunas a serem desenvolvidas. Principalmente no âmbito do aproveitamento desses resíduos de forma sustentável. Com isso, a presente pesquisa foi motivada pela possibilidade de desenvolver um isolante térmico de caráter inovador, com configuração reforço/matriz diferente dos tradicionalmente utilizados e com eficiência equivalente na retenção de calor, tendo como objetivo o desenvolvimento de um material para isolamento térmico que leve em consideração aspectos ambientais, colaborando com a questão de utilização de materiais biodegradáveis, a base de raspa de pneu e látex.. 2.1. Resíduo de pneu.  . Com o desenvolvimento da indústria automobilística no século XX, houve também um incremento na geração de resíduos e subprodutos, tornando importante a regulamentação da destinação desses materiais. O custo de deposição de lixo tem aumentado, tanto pelo volume gerado, quanto pelas novas exigências ambientais (GRIPPI, 2001). Dessa forma , existe a necessidade de criação de técnicas capazes de reutilizar tais materiais. De forma geral, os transportes são vitais para o desenvolvimento e o bem-estar econômico e social, no entanto, é reconhecido o seu elevado efeito nocivo em nível ambiental. Dentre os vários modais existentes (rodoviário, ferroviário, fluvial, marítimo e aéreo), é o rodoviário que produz um maior impacto nos vários componentes do ambiente. Os principais efeitos negativos causados são a poluição do ar, pela emissão de gases e partículas resultantes da combustão e a poluição dos solos por resíduos de óleos, pneus e sucatas (GRIPPI, 2001). Dentre os componentes do setor rodoviário o pneu possui papel fundamental e indiscutível na vida diária das pessoas, tanto no transporte de passageiros como no transporte de cargas. Esse papel torna-se ainda mais importante nos países em desenvolvimento, a exemplo do Brasil onde o transporte de cargas é feito em sua grande maioria por caminhões e carretas, correspondendo por 56%, contra 21% do transporte ferroviário e 18% de hidroviário e 4% aéreo (MINISTÉRIO DOS TRANSPORTES, 2010). Entretanto, o consumo de pneus atingiu números expressivos. A quantidade de pneus produzidos a cada ano ultrapassa 2 milhões de toneladas na Europa e America do Norte, no Japão essa produção passa de 1 milhão de toneladas. A china apresenta um problema em larga escala, pois 80 milhões de sucatas de pneus foram produzidos e estudos mostram que em 2011 o país terá 200 milhões de pneus abandonados (CAO, 2007). No Brasil, estimativas indicam que são gerados 35 milhões de carcaças de pneus anualmente (ASSOCIAÇÃO NACIONAL DA INDÚSTRIA DE PNEUMÁTICOS, 2010). O problema do descarte inadequado de pneus no meio ambiente vem sendo uma grande preocupação da sociedade no que se refere ao gerenciamento de resíduos sólidos. No Brasil, não há nenhum monitoramento por parte do Governo Federal, sobre as formas de deposição final dos pneus usados, assim como não há levantamento dos depósitos de pneus abandonados em todo país (BOVEA e GALARDO, 2006). Os pneumáticos quando inservíveis acarretam uma série de problemas: são de degradação lenta, volumosos e durante sua degradação libera agentes químicos prejudiciais ao meio ambiente, necessitando de condições apropriadas de armazenamento e deposição. Segundo a classificação de resíduos vigente no Brasil (ABNT/NBR 10004), o pneu é considerado resíduo classe III (resíduo inertes). A colocação de pneus sem uso em aterros sanitário não tem se mostrado uma boa solução, uma vez que o material é praticamente incompressível e de lenta degradação (aproximadamente 500 anos), quando comparado aos resíduos aos quais os aterros se destinam.. $*#&. 1PSUP 1PSUVHBM ]$*#*. 0QPSUP 1PSUVHBM .

(3) "/«-*4&%"3&4*45³/$*""5&.1&3"563"%&6.$0.1»4*50"#"4&%&3"41"%&1/&6&-«5&9. Segundo Bertollo (2008), nos Estados Unidos são gerados mais de 1 pneu/habitante/ano; e estima-se que no estado de São Paulo 0,46 pneu/habitante/ano e no Brasil 0,26 pneu/habitante/ano. Também é inaceitável, sob o ponto de vista sanitário, que carcaças de pneus sejam descartadas a céu aberto, uma vez que é foco de proliferação de insetos e roedores. Essa problemática pode ainda ser acentuada em locais onde existam doenças transmitidas por esses animais, como: dengue e febre amarela. Segundo dados do Ministério da Saúde (2008), mais de 20% dos casos registrados de dengue no país são causados por mosquitos que nascem em águas acumuladas em pneus velhos. 2.1.1. Legislação sobre reciclagem de pneus Em 26 de agosto de 1999, foi aprovado uma resolução do Conselho Nacional de Meio Ambiente (CONAMA) estabeleceu o conceito de que o produtor é o responsável pelo destino final do produto. Pela resolução Nº 258, desde janeiro de 2002, fabricantes e importadores de pneus são obrigados a coletar e dar destino final de forma ambientalmente adequadas para os produtos que colocam no mercado. Pela proposta o IBAMA é responsável pela aplicação da resolução, podendo punir os infratores com base na Lei de Crimes Ambientais. Inicialmente, para cada 4 pneus fabricados no Brasil ou importados, os fabricantes deverão reciclar ou reutilizar 1 pneu usado (MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE, 2010). Muitos países legislaram para direcionar seus departamentos de transporte a investigar a possibilidade de utilização de materiais recicláveis em obras. O governo americano, em especial tem incentivado a incorporação de borracha modificada (vulcanizada) nas misturas asfálticas. A seção 1038, da lei sobre a Eficiência do Transporte Intermodal de Superfície de 1991 (Intermodal Surfase Transportation Efficienty Act – ISTEA), que trata do uso de materiais reciclados em pavimentação, visando a proteção ambiental, estabelece a utilização de um percentual mínimo de borracha reciclada nas misturas asfálticas. Esta lei garante benefícios fiscais aos estados que utilizam borracha de pneus nas misturas asfálticas e prevê punições aos estados que não a obedecem. Vários estados americanos também cobram dos fabricantes de pneus uma taxa de cinco dólares, que é empregada para financiar os mais diversos projetos que envolvam reciclagem dos pneus usados (BERTOLLO, 2008). 2.1.2. Tipos de pneus Existem vários tipos de pneus, com diferentes tipos de borrachas, devido a sua aplicação em diferentes veículos. Os mais comuns e em maior quantidade, são os pneus para automóveis, caminhões e ônibus. Um pneu é construído, basicamente, com uma mistura de borracha natural e de elastômeros (polímeros com propriedades físicas semelhantes às da borracha natural), também chamados de “borracha sintética”. A adição de negro fumo confere à borracha propriedades de resistência mecânica e à ação dos raios ultravioleta, durabilidade e desempenho. A figura 1 e tabela 1 apresentam os materiais que compõem um pneu e tipo de borracha de pneu e suas finalidades respectivamente (ANDRIETTA, 2006).. $*#*. 0QPSUP 1PSUVHBM  |$*#&. 1PSUP 1PSUVHBM . Figura 1. Corte de um pneu radial com suas partes e materiais (ANDRIETTA, 2006).. Tabela 1. Quantidade de componentes da borracha de pneu utilizada (PINHEIRO, 2001).. * SBR – Styrene Butadiene Rubber (Borracha Sintética Estirenobutadieno) ** NR – Natural Rubber (Borracha Natural). 2.1.3. Reutilização de pneus usados Devido ao grande volume de material gerado e problemas de deposição, pesquisas envolvendo a comunidade cientifica tem sido realizadas nos últimos anos abordando o tema. Lund (1993) apresenta casos de reciclagem de pneus em diversos estados americanos, bem como, estatísticas de utilização de pneus naquele país. A borracha proveniente do pneu ou o próprio pneu inteiro possuem atrativos para sua utilização como subproduto: a) a “carcaça” de pneu se constitui em um resíduo de fácil transporte e pode ser encontrado em qualquer aglomerado urbano; b) seu manuseio não oferece riscos aos operadores (material inerte e atóxico); c) material com alta resistência ao intemperismo e ao envelhecimento; d) é um material homogêneo, permitindo a determinação das suas características de comportamento com mínima variação; e) seu custo em muitos casos, resume-se ao transporte dos locais onde foram gerados aos pontos de utilização; f) os pneus possuem dimensões geométricas padronizadas, o que facilita o desenvolvimento de equipamentos de desmonte e trituração, caso sejam necessários. A seguir serão apresentadas algumas possibilidades para utilização de pneus usados, tanto de pneus inteiros quanto de resíduos. - Recauchutagem A primeira etapa de utilização da carcaça do pneu é sua recauchutagem, ou seja, levar o pneu a uma condição de. .

(4) &MNPɨJBHP-JOT$ÚVSBT'PSE +PTÏ6CJSBHJEF-JNB.FOEFT 3VCFOT.BSJCPOEPEP/BTDJNFOUP "OUPOJP5PSSFT.BSRVFT $FMFTUF.BSHBSJEB$PSSFJB1FSFJSB  7BMFOUJOB"MFTTBOESB$BSWBMIPEP7BMF. pneu novo, para que possa ser utilizado novamente como material rodante. O pneu pode ser recauchutado, aproximadamente, três vezes, dependendo do estado de conservação da carcaça. Estima-se que no Brasil sejam recauchutados 8 milhões de pneus de caminhão por ano e 4 milhões de pneus de veículos de passeio. Durante o processo de recauchutagem a borracha da banda de rodagem deve ser toda removida, como pode ser observado nas figuras 2 e 3, o processo é realizado através de escovas metálicas rotativas, gerando um resíduo de borracha denominado nesta pesquisa de raspa.. Figura 2. Modelo esquemático da recauchutagem (PINHEIRO, 2001). sintético para que a superfície da placa tomasse uma textura rugosa. Os resultados dos ensaios demonstraram a superioridade das placas de borracha na absorção de ruídos e a potencialidade desta aplicação para atenuar dois problemas ambientais: a poluição sonora gerada pelos veículos e o descarte de pneus usados. - Reforço de material cimentado Krizek e Sobhan (1995) estudaram a incorporação de pedaços de alongados de borracha de pneu, no formato de raspas, como reforço de material granular cimentado para utilização com base de pavimentos flexíveis. A principal dificuldade encontrada pelos pesquisadores foi de produzir em campo, mesmo em escala de pesquisa, amostras onde as raspas de borracha ficassem homogeneamente distribuídas na matriz de material granular, de forma a melhorar as características de ductilidade e tenacidade. No Brasil, a indústria de cimento consome, aproximadamente 3 milhões de unidades de pneus por ano. O pneu é picado mecanicamente e adicionado ao clínquer, matéria-prima do cimento, à uma temperatura de 1200ºC. Estima-se que as plantas de produção de cimento instaladas no Brasil, tenham capacidade de consumir até 14 milhões de unidades de pneumáticos inservíveis por ano. Entretanto, mesmo diante das diversas formas de reutilização dos pneus inservíveis, ainda existe varias lacunas para utilização dos resíduos do pneu, como a utilizada nesta pesquisa para isolamento térmicos, aproveitando dessa forma as potencialidades da raspa de pneu como a baixa condutividade térmica características da borracha. 2.2. Matriz polimérica. Figura 3. Processo de recauchutagem, com detalhe em vermelho para o resíduo gerado.. - Fonte energética As termoelétricas têm um grande potencial de utilização de pneus como fonte de energia calorífica. Um dos inconvenientes é a necessidade da instalação de sistema para amenizar o problema da emissão de resíduos para atmosfera. Em alguns estados americanos as termelétricas que têm como combustível, pneus inteiros, sendo consumidos aproximadamente 700 pneus/hora. Segundo Lund (1993), o poder calorífico do pneu varia de 3000kcal/kg a 9000kcal/kg, enquanto o do carvão varia de 4200kcal/kg a 6700kcal/kg. Entretanto deve-se ressaltar que a queima de pneu não é uma alternativa eficaz. Pois, os resíduos gerados pela combustão de pneu pelas termoelétricas na maioria dos casos são mais danosos que o descarte dos pneus em aterros sanitários. - Barreiras contra ruído Zhu e Carlson (1999) apresentaram um estudo experimental onde barreiras de absorção de ruído usadas em rodovias foram comparadas a placas moldadas com borracha moída (tamanho de partículas entre 0,5 e 2 mm). Para moldagem das placas foi utilizado um aglomerante.  . As resinas que são usadas como matrizes em compósitos reforçados com fibras podem ser classificadas em dois tipos, termorrígidas e termoplásticas, de acordo com a influência da temperatura nas suas características (PILATO e MICHNO, 1994). Os Termoplásticos, assim como os metais, amolecem com o aquecimento e eventualmente fundem, endurecendo novamente com o resfriamento. Nylon e polipropileno são exemplos típicos de resinas termoplásticas. Materiais termorrígidos (ou termofixos) são formados por uma reação química interna onde a resina e solidificador são misturados e então sofrem uma reação química não reversível para formar um produto duro e infusível (PILATO e MICHNO, 1994). Os sistemas de resinas para uso em materiais compósitos requerem as seguintes características: boas propriedades mecânicas, adesivas e de tenacidade e boa resistência à degradação ambiental (LAPIQUE e REDFORD, 2002). A principal característica da resina matriz é a capacidade de absorver energia e reduzir as concentrações de tensões, pelo fornecimento de tenacidade à fratura ou ductilidade, maximizando a tolerância a danos de impacto e o tempo de durabilidade do compósito (PILATO e MICHNO, 1994). O desempenho termo-mecânico, esperado dos compósitos, é governado pela resistência das resinas ao calor. Deste modo, espera-se que a resina da matriz. $*#&. 1PSUP 1PSUVHBM ]$*#*. 0QPSUP 1PSUVHBM .

(5) "/«-*4&%"3&4*45³/$*""5&.1&3"563"%&6.$0.1»4*50"#"4&%&3"41"%&1/&6&-«5&9. forneça melhores características ao compósito, dentro da faixa de temperatura recomendada. Embora existam vários tipos de resinas usadas em compósitos para indústria, a maioria das partes estruturais é feita principalmente com resina termofixa, ou seja, que necessitam de uma reação de cura. Dentre essas resinas a poliéster, vinil éster e epóxi são as mais utilizadas. As resinas poliéster são produzidas a partir da reação de um álcool, como glicol, e um ácido di-básico, obtendo-se como produto poliéster e água (SPSYSTEMS, 2003). A Figura 4 mostra a estrutura molecular de um poliéster.. Resinas epóxi são formadas de longas cadeias moleculares, com grupos reativos epóxi em vez de grupos éster. A ausência de grupos éster confere à resina epóxi boa resistência à água. A Figura 6 mostra a estrutura molecular de uma resina epóxi.. Figura 6. Estrutura molecular de uma resina epóxi (COOK et al., 1999).. Figura 4. Estrutura molecular de um poliéster (SPSYSTEMS, 2003).. Muitas resinas poliéster são viscosas, consistindo de líquidos claros de uma solução de poliéster em um monômero que é normalmente estireno. A adição de estireno em quantidades acima de 50% ajuda a produzir uma resina de fácil manuseio pela redução da viscosidade (MARGOLIS, 1986). As resinas vinil éster são similares em sua estrutura molecular aos poliéster, as diferem principalmente na localização de seus sítios reativos, que estão posicionados somente nos finais das cadeias moleculares. Como todo comprimento da cadeia está disponível para absorver choques de carregamento, as resinas vinil éster são mais resilientes do que as resinas poliéster. A resina vinil éster apresenta também um conteúdo de grupos éster relativamente menor (somente no final da molécula) do que a resina poliéster (ao longo de toda a molécula do polímero). Estes grupos éster são suscetíveis à degradação em água por hidrólise. Deste modo, com a redução do número de grupos éster, a resina vinil éster é menos propensa a danos por hidrólise e muitos outros produtos químicos do que a resina poliéster, e são freqüentemente encontrados em aplicações tal como tubulações e tanques de armazenamento (MARGOLIS, 1986). A Figura 5 mostra a estrutura molecular de uma resina vinil éster.. Figura 5. Estrutura molecular de uma resina vinil éster (ABADIE et al., 2001).. Resinas epóxi são atualmente amplamente usadas para materiais compósitos industriais quando propriedades como alto módulo de elasticidade, baixa fluência, e razoável desempenho em alta temperatura são requeridos. O termo epóxi refere-se ao grupo químico cíclico constituído de um átomo de oxigênio ligado a dois carbonos. A resina líquida e os agentes de cura (alcalinos e ácidos) formam um sistema de alta viscosidade e difícil processabilidade. Porém, uma das propriedades mais vantajosas da resina epóxi é sua baixa contração durante a polimerização, minimizando assim as tensões internas (COOK et al., 1999).. $*#*. 0QPSUP 1PSUVHBM  |$*#&. 1PSUP 1PSUVHBM . Essas resinas são geralmente frágeis devido à alta densidade de reticulações, e o seu extenso uso tem resultado num grande interesse na modificação desses sistemas com termoplásticos dúcteis de alto desempenho como uma alternativa para melhorar sua tenacidade sem sacrificar outras propriedades úteis, tais como temperatura de transição vítrea (Tg) e dureza (ABAD et al., 2001). A escolha de um sistema de resina para uso em alguns componentes estruturais depende de inúmeras características, das quais as mais importantes são as propriedades adesivas, mecânicas, resistência à microtrincas e a degradação pelo ingresso de água (ABAD et al., 2001). 2.2.1. Látex Alguns vegetais produzem látex, os quais fluem de cortes como resina leitosa. Células especiais chamadas latíciferes produzem látex. O látex alcalino era coagulado para formar uma matriz a partir da qual eram confeccionadas as bolas e outros artigos. Durante o primeiro milênio, bolas de borracha eram utilizadas pelos Maias, esses “brinquedos” tinham sido confeccionados a partir do látex oriundo de uma arvore nativa das Américas Central e do Sul. As cinzas das fogueiras, que eram usadas para aquecer, isso pode ter sido a primeira contribuição do conhecido “negro de fumo”, que desde essa época foi o responsável para dar maior resistência aos artigos de borracha (LEBER, 2001). Todos os látex são emulsões, ou seja, suspensões aquosas de materiais insolúveis entre eles podem-se incluir: resinas, fenólicos, proteínas, açúcares e hidrocarbonetos. Nem todos os látex são elásticos; aqueles com elasticidade contêm hidrocarbonetos de cadeias longas. Borracha é um coagulado de látex elástico. Vegetais que produzem látex elástico são amplamente neotropicais. A Borracha comercial é produzida do látex da Hevea Brasiliensis, originalmente coletado de árvores silvestres na América do Sul (GAZELEY et. al., 1990). Como a borracha foi reconhecida como um material que apresentava interessantes propriedades físicas, no início de 1700 teve inicio estudos sobre comportamento da borracha natural quando misturada em solventes, com o objetivo de desenvolver algum material que fosse à prova d’água, que possuísse elasticidade para fabricação de balões a ar quente. A modernização da indústria de polímeros começou com o desenvolvimento da borracha na Europa. Sua primeira aparição no cenário comercial data do século XVI, quando os franceses começaram a descobrir as vantagens e aplicações desse material. Em 1820, Thomas Hancok. .

(6) &MNPɨJBHP-JOT$ÚVSBT'PSE +PTÏ6CJSBHJEF-JNB.FOEFT 3VCFOT.BSJCPOEPEP/BTDJNFOUP "OUPOJP5PSSFT.BSRVFT $FMFTUF.BSHBSJEB$PSSFJB1FSFJSB  7BMFOUJOB"MFTTBOESB$BSWBMIPEP7BMF. iniciou a obtenção de produtos da borracha e em 1837 desenvolveu um equipamento para mistura e mastigação de elastômeros (HANCOCK, 2008). M. Faraday em 1826 foi o primeiro a analisar a estrutura química do material e foi o primeiro a postular que tratava-se de um material constituído exclusivamente de carbono e hidrogênio. O aquecimento levou a um resido e um destilado de hidrocarbonetos com uma formula empírica igual a C5H8. A fração volátil foi caracterizada na Inglaterra em 1860 como tendo um ponto de ebulição entre 37-38ºC, e foi chamada de isopreno. Sua estrutura foi determinada por W. Tilden, quando estudou a fração volátil isoladamente e concluiu que essa fração era a responsável pela sua elasticidade. A descoberta fundamental para o desenvolvimento da borracha aconteceu em 1839 por Nathaniel Hayward e Charles Goodyear, nos Estados Unidos e Thomas Hancok na Inglaterra, em trabalhos independentes. Embora o mérito tenha sido concedido à Goodyear, ambos obtiveram resultados bastante semelhantes. Eles aqueceram a borracha natural com enxofre e chumbo branco obtendo desta forma um material com propriedades superiores às da borracha natural. As propriedades da borracha natural vulcanizada, nome do processo de cura então desenvolvido, constituiu, e ainda constitui, um modelo para que se possa ter idéia das suas propriedades elastoméricas incluindo entre outras, a possibilidade de grandes alongamentos, alta dureza, resistência ao estiramento e rápida retração. Embora atualmente existem inúmeros agentes de reticulação, o enxofre continua a ser o mais utilizado na indústria da borracha. O Brasil já foi o maior produtor e exportador mundial de látex, tendo a seringueira é originária da Amazônia. Época que a Região Norte do Brasil experimentou um momento de grande prosperidade, tornando-se a região econômica do país no início do século XX. Essa posição foi ocupada até a década de 50, quando a exploração era, na totalidade, do tipo extrativista. Problemas econômicos e fitossanitários na região impediram o desenvolvimento sustentável da atividade. Hoje, a maior parte da produção mundial de 6.850.000 ton./ano de borracha natural vem do Sudeste Asiático, com um total de 5.126.700 ton./ano. O Brasil responde por uma produção de 90.000 ton./ano de um total de 134.000 ton./ano da América Latina. O custo no exterior da borracha natural é de US$ 740.00/ton.. No Brasil o custo é de US$ 1,65/kg (www.ciflorestas.com.br, Jan2011, cotação do dólar 13/jan/2011). Atualmente, a borracha natural é produzida no país por meio de cultivo de plantas de alta produtividade, selecionadas e adaptadas também as regiões Sudeste e Centro-Oeste do país. 2.2.2. O látex de borracha natural Látices de borracha natural ocorrem em cerca de 200 espécies de plantas, sendo que a Hevea Brasiliensis fornece aproximadamente 99% da produção mundial de borracha natural. O látex acha-se em minúsculos vasos no córtex interno da casca da árvore o qual fica abaixo do córtex externo (BRYDSON, 1988), sendo que a borracha se encontra nas partículas citoplasmáticas (CORNISH, 1998). Genericamente, o látex é uma dispersão coloidal.  . constituída de substâncias não-borracha e partículas de borracha dispersas em uma fase aquosa chamada de soro (BAKER, 1997). Gazeley et. al., (1990) afirmam que a borracha natural consiste de 97% de moléculas de cis-1,4-isopreno. É um polímero linear com peso molecular variando de 30 mil a 4 milhões. Tem alta resistência à ação de álcalis e aos ácidos diluídos, mas a resistência aos ácidos mais concentrados não é satisfatória e a resistência aos hidrocarbonetos aromáticos e alifáticos é pobre. Não é afetada pelo ácido clorídrico concentrado embora seja atacado pelos ácidos oxidantes, tais como o ácido nítrico. Segundo Filho e Bó (1985), sua composição ocorre, em média, 35% de hidrocarbonetos, destacando-se o 2-metil1,3-butadieno 1,3 (C5H8) comercialmente conhecido como isopreno, o monômero da borracha. O látex é uma dispersão coloidal estável de uma substância polimérica em um meio aquoso. É praticamente neutro, com pH 7,0 a 7,2, mas quando exposto ao ar por um período de 12 a 24 horas, o pH cai para 5,0 e sofre coagulação espontânea, formando o polímero que é a borracha. De acordo com o processo de cura, a mesma enquadra-se no tipo de borracha “folha não fumada”, ou seja não passa por um processo de defumação para se alcançar a cura e de acordo com o teor de resíduos expresso pela especificação SMR (Standard Malaysian Rubber), que consiste em se verificar o percentual de resíduos retido em peneira de malha 40μm. Para o caso em questão o teor de resíduos encontrado foi de 6,5%, podendo a mesma ser enquadrada como do tipo SMR 10 (FILHO e BÓ, 1985). Mooibroek e Cornish (2000) afirmaram que a borracha (cis1,4-poliisopreno) é um dos mais importantes polímeros naturais produzidos pelos vegetais por tratar-se de um material usado em mais de 40.000 produtos, incluindo mais de 400 utensílios médicos. A fonte da matéria prima é a borracha natural colhida da árvore brasileira Hevea Brasiliensis que devido à sua estrutura molecular e ao alto peso molecular tem propriedades que lhe conferem um desempenho dificilmente igualado pelos polímeros artificiais. Essas propriedades incluem: resiliência, elasticidade, resistência à abrasão e resistência ao impacto. De acordo com Kang et al. (2000) a borracha natural (cis1,4-poliisopreno) é um polímero composto de 320 a 35.000 moléculas de isopreno e é largamente usado na fabricação de vários produtos industriais e medicinais que requerem elasticidade e flexibilidade. Entre as plantas que produzem borracha natural, a árvore brasileira (Hevea Brasiliensis) é a única com potencial comercial, devido ao alto conteúdo de borracha. Analisando a degradação térmica da borracha natural em ar, para uma razão de aquecimento constante, Li et al. (2000) verificaram que esse processo não é uma simples cisão das cadeias randômicas mas uma reação exotérmica. Evidenciaram que a formação de gel faz a temperatura de degradação térmica da borracha natural diminuir reduzindo a estabilidade térmica da borracha natural. Efeitos do envelhecimento térmico de nas propriedades mecânicas da borracha natural foram investigadas por Fan, et al. (2000), para diferentes condições de cura. Os resultados mostraram algumas diferenças aparente na resistência à tração e à elongação na quebra. Envelhecimento térmico aeróbico e anaeróbico conduziram a um aumento de 100% no módulo elástico e dureza shore e um decréscimo na resistência à tração e à. $*#&. 1PSUP 1PSUVHBM ]$*#*. 0QPSUP 1PSUVHBM .

(7) "/«-*4&%"3&4*45³/$*""5&.1&3"563"%&6.$0.1»4*50"#"4&%&3"41"%&1/&6&-«5&9. elongação na quebra, devido a principalmente à mudanças na densidade. A influência na resistividade específica do látex natural resultante da presença de metais no mesmo, foi analisada por Mellawati et al. (2001). Eles concluíram que essa resistividade é afetada não apenas pela presença de metais, mas também pelas ligações livres que atuam como transportadoras de cargas, movendo-as de uma região para outra. Brown e Soulagnet (2001) investigaram perfis de microdureza de amostras de borracha natural envelhecida entre um período de quarenta anos em três regiões com condições ambientais diferenciadas. Variações significativas foram observadas no volume e no aspecto superficial, fato atribuído à escolha do local de envelhecimento. Além disso, verificaram diferenças entre a microdureza nos centros das peças em teste para os três modos de exposição, que devido à magnitude, não puderam ser explicadas apenas por uma variabilidade no processo de cura. Concluíram não ser exagerado afirmar que a taxa de difusão de oxigênio tem influência nesse processo. Analisando a oxidação térmica da borracha natural oriunda da Hevea Brasiliensis através da técnica DSC, Bonfils (2001) constatou que essa oxidação resulta em cisão de cadeia e que a transição observada durante a oxidação térmica estava associada às ligações cruzadas.. adsorvidas e que são produtos de hidrólise de fosfolipídios. Essa estabilidade é mantida a partir da hidrólise das proteínas originalmente adsorvidas na superfície, as quais, em pH alto fornecem o caráter iônico do látex (SUBRAMANIAN, 1995). O principal componente do látex da borracha natural é o poli-cis-isopreno sindiotático que possui propriedades suigeneris quando comparado com a maioria das borrachas sintéticas. Entre as principais propriedades encontra-se a possibilidade de inúmeras modificações químicas, como a hidrogenação, epoxidação, cloração por enxertia e vulcanização, viabilizadas pela insaturação em sua estruturação, levando ao grande número de produtos de borracha encontrados no mercado (TANAKA e SAKDAPIPANICH, 2001). A partir do método de centrifugação, observamos quatro frações no látex natural: a fração borracha, a fração intermediária, o soro e os lutóides (figura 8).. 2.2.3. Processo de extração Neste processo uma faca especialmente desenhada é usada para remover fatias da casca da superfície de um corte feito na árvore a uma profundidade de cerca de 1 mm do câmbio (camada de tecido do vegetal). O corte é feito da esquerda para a direita em um ângulo de 30° em meia circunferência ao redor do tronco e no ponto mais baixo é inserido um “aparador/canal” de metal por onde o látex escorre para dentro de pequenos recipientes (figura 7). O corte em cada lado do painel (região do tronco em que se fazem os cortes) deve ser feito em dias alternados e as incisões devem ser feitas logo abaixo do corte anterior (ALVARENGA, 2008).. Figura 8. O látex após centrifugação, a 10000 rpm e 2 h, onde são obtidas quatro frações: a fração borracha, a fração intermediária, o soro e os lutóides. (TANAKA e SAKDAPIPANICH, 2001).. - Fase borracha (37%) (hidrocarboneto isoprênico) A fração borracha fica no topo da coluna, é a mais volumosa e contém as partículas de borracha, que são menos densas que a água e migram para a superfície. A fração intermediária contém pequenas partículas de borracha (SATO, 2003) e um pouco do soro e é conhecida como fração skim (SEAL e MORTON, 1986) (“desnatada” ou “magra”). Apresenta coloração branca. As figuras 9 e 10 mostra a estrutura molecular da borracha e seus tipos de cadeias.. Figura 9. Estrutura molecular da borracha. (SATO, 2003) Figura 7. Corte para extração do lates na seringueira em meia espira.. O látex de borracha natural é polidisperso (tamanho médio de partículas ~ 1μm) com alto teor de amônia (NH3) que é utilizada para impedir o crescimento de bactérias na fase de estocagem do material. Este látex é estabilizado pelas longas cadeias de ácidos graxos. $*#*. 0QPSUP 1PSUVHBM  |$*#&. 1PSUP 1PSUVHBM . Figura 10. Formas das cadeias. (SATO, 2003). .

(8) &MNPɨJBHP-JOT$ÚVSBT'PSE +PTÏ6CJSBHJEF-JNB.FOEFT 3VCFOT.BSJCPOEPEP/BTDJNFOUP "OUPOJP5PSSFT.BSRVFT $FMFTUF.BSHBSJEB$PSSFJB1FSFJSB  7BMFOUJOB"MFTTBOESB$BSWBMIPEP7BMF. - Soro (48%) Fração aquosa é o meio dispersivo do sistema coloidal látex e contém proteínas e sais dissolvidos. A fração aquosa abaixo da intermediária é soro que contém íons, proteínas, carboidratos, açúcares e outras substâncias solúveis (SPENCE, 1996). - Fração de fundo (Lutóides) (15%) A fração do fundo contém os lutóides, que são as organelas ricas em soro catiônico que promove a coagulação do látex, além de suas funções bioquímicas como o controle do pH e de patógenos (HENON e NICOLAS, 1989). Apresenta coloração amarela e é constituída por: lutóides (proteínas, fosfolipídios e sais minerais) e partículas Frey-Wyssling (constituídas de carotenóides e lipídios conferindo à borracha, a coloração amarela). 2.2.4. Conservação do látex A necessidade de estabilização do látex através de aditivos decorre da necessidade de se evitar o processo de coagulação espontânea, em que se observa a formação de uma fase superior coagulada e uma fase inferior aquosa e clara. Segundo Blackley (1997), várias hipóteses explicam o porquê deste processo ocorrer rapidamente, em questão de horas. A primeira considera a ação de microorganismos reagindo com compostos “nãoborracha”, diminuindo seu poder de estabilização. A segunda hipótese atribui esse efeito à liberação de ânions de ácidos graxos através da hidrólise de várias substâncias lipídicas presentes no látex. Estes ânions são então adsorvidos na superfície das partículas de borracha, possivelmente removendo parte das proteínas adsorvidas. Estes ânions então interagem com cátions metálicos divalentes como cálcio e magnésio, presentes no látex ou gradualmente liberados de complexos pela ação de enzimas. A Tabela 2 mostra a composição típica em porcentagem em massa e total de sólidos (TS) de látex da borracha natural. Tabela 2. Composição típica em porcentagem em massa e total de sólidos (TS) de látex da borracha natural (GAZELEY et al, 1990).. 2.3. Compósito Um compósito consiste na combinação de dois ou mais materiais com características individuais distintas. Um é a fase contínua ou matriz e o outro é a fase dispersa (reforço ou carga), obtendo-se, a partir dessa combinação, um novo material com propriedades distintas das fases individuais (HULL, 1981)..  . Os compósitos representam um caso de particular importância dentro do grupo das misturas poliméricas imiscíveis, onde, de uma forma geral, pode-se dizer que constituem uma classe de materiais heterogêneos, multifásicos. Dada sua vasta aplicabilidade, atenção especial vem sendo dada por pesquisadores em todo o mundo, no sentido de melhorar e criar novos materiais de modo a que se tenha uma gama cada vez maior desse importante material e com isto, aumentar as perspectivas de consumo (MANO, 2000) 2.3.1. Classificação Os principais elementos que fazem parte da estrutura dos compósitos são: reforço – dá maior responsabilidade no suporte de carga. Matriz – responsável pela forma da peça e propriedades físico-química. O reforço pode ser de natureza orgânica ou inorgânica (metálico ou cerâmico), de forma regular ou irregular. Em geral o mesmo é disponível na forma de fibras (tecido ou não-tecido), partículas (esféricas, planas.) ou pós. A matriz é quase sempre um polímero orgânico macio ou duro, termoplástico ou termofixo, podendo também ser metálica ou cerâmica. O papel da matriz na transferência da carga aplicada ao reforço é de suma importância, já que a mesma se dá através da interface reforço/matriz. 2.3.2. Propriedades As propriedades dos compósitos dependem fundamentalmente da forma como os componentes individuais interagem entre si, os quais dependem basicamente dos seguintes fatores: propriedades dos componentes individuais; porosidade, orientação e disposição do reforço; grau de interação entre as fases (características da interface); grau de homogeneidade e dispersão da mistura (AQUINO, 1993). A aderência interfacial, uma das principais responsáveis pelas propriedades dos compósitos, pode ser explicada por cinco mecanismos, que podem ocorrer de modo isolado ou combinado, são eles: a) adesão por adsorção ou molhabilidade – quando a superfície sólida é inteiramente coberta ou molhada por um líquido; b) adesão por difusão – quando a união entre dois polímeros ocorre por difusão nos retículos macromoleculares; c) adesão por atração eletrostática – quando forças de atração eletrostática ocorrem entre duas superfícies, sendo uma portadora de cargas positivas e a outra de cargas negativas; d) adesão por ligação química – formada entre grupamentos químicos dos componentes; e e) adesão mecânica – obtida pelo simples contato superficial. Devido a alta anisotropia dos materiais compósitos, a resistência e a rigidez dos mesmos dependem da direção de aplicação da carga, sendo a partir daí designados para aplicações nas indústrias: aeronáutica, automobilística, naval, eletro-eletrônica, química, esportiva, entre outros. 2.3.3. Processos de fabricação A escolha do processo de fabricação mais conveniente de materiais compósitos, com influência direta na resposta. $*#&. 1PSUP 1PSUVHBM ]$*#*. 0QPSUP 1PSUVHBM .

(9) "/«-*4&%"3&4*45³/$*""5&.1&3"563"%&6.$0.1»4*50"#"4&%&3"41"%&1/&6&-«5&9. mecânica do material (HULL, 1981), dependerá de fatores como: formato, dimensões e escala de produção do produto desejado. Os processos mais conhecidos são classificados em molde aberto e molde fechado. No molde aberto tem-se os métodos de contato manual, projeção à pistola, centrifugação e enrolamento. Já no molde fechado tem-se as métodos de moldagem por compressão, injeção e pultrusão. 3. Materiais e métodos Objetivando a fabricação do compósito para desenvolvimento da pesquisa em questão, utilizou-se raspa de pneu, oriunda de resíduo de recauchutagem para servir como reforço e borracha natural (látex) para servir como matriz polimérica. 3.1. Reforço Como reforço, foi utilizado a raspa de pneu (figura 11), obtido através do processo de recauchutagem, obtido de empresas de pneu localizadas em Natal - Brasil.. neste resíduo, o látex como matriz polimérica. Fabricaram-se compósitos nas proporções 1:2 (33:67%); 1:1 (50:50%) e 2:1 (67:33%) (raspa de pneu – látex) (tabela 3), afim de que fosse possível identificar as vantagens e desvantagens do aumento ou diminuição da proporção do reforço e/ou matriz. Tabela 3. Composição dos compósitos. Compósitos Reforço / Matriz Compósito 2:1 67:33% Compósito 1:1 50:50% Compósito 1:2 33:67%. 3.4. Confecção das mantas de compósitos Para a confecção das mantas de compósito, as raspas de pneu e o látex foram pesados nas proporções desejadas, misturados até a formação de uma massa pastosa e colocadas em formas de aço de geometria retangular 25 cm de comprimento, 12 cm de largura e 1 cm de espessura. Após aproximadamente 24 horas de cura as mantas foram retiradas das formas e estavam prontas para serem utilizadas, como podem ser observadas na figura 13.. Figura 11. Raspa de pneu.. 3.2. Matriz. Figura 13. Compósitos 1:2; 1:1 e 2:1 (raspa de pneu - látex) respectivamente.. Como matriz, foi utilizada a borracha natural (látex), originaria da Amazônia. Onde foi extraída da Hevea Brasiliensis (Figura 12).. 3.5. Análise de resistência a temperatura. Figura 12. Extração da borracha natural (látex).. 3.3. Compósito Para a confecção do compósito utilizou-se o resíduo de pneu com distribuição aleatória das raspas, inserindo-se. $*#*. 0QPSUP 1PSUVHBM  |$*#&. 1PSUP 1PSUVHBM . A resistência à temperatura constitui-se em uma das características mais importantes para materiais de isolação térmica, uma vez que os mesmos trabalham continuamente adjacentes a fontes de calor cuja grandeza varia de acordo com a especificidade do sistema. Dessa forma, a importância de se especificar o limite de temperatura de trabalho destes, que pode ser determinada com precisão pela Técnica de Análise Termogravimétrica (TGA). Com o intuito de caracterizar as amostras de raspa de pneu, borracha natural (látex) e dos compósitos 2:1 (67:33%); 1:1 (50:50%) e 1:2 (33:67%), foram utilizadas aproximadamente 10mg as quais foram colocadas em um recipiente de alumínio que ficava no interior do forno do equipamento, expostas à uma taxa de aquecimento de 10ºC/min., com variação de temperatura de 20 ºC até 800ºC. O limite de resistência à temperatura dos materiais foi especificado, onde a partir do qual se iniciava a degradação destes. Através deste ensaio foi possível, comparativamente, analisar a degradação do material com o aumento da temperatura. Os procedimentos para desenvolvimento dos ensaios foram especificados pelo fabricante do equipamento.. .

(10) &MNPɨJBHP-JOT$ÚVSBT'PSE +PTÏ6CJSBHJEF-JNB.FOEFT 3VCFOT.BSJCPOEPEP/BTDJNFOUP "OUPOJP5PSSFT.BSRVFT $FMFTUF.BSHBSJEB$PSSFJB1FSFJSB  7BMFOUJOB"MFTTBOESB$BSWBMIPEP7BMF. 4. Resultados e discussões 4.1. Resistência a temperatura O limite de resistência a temperatura de um material é um dos principais parâmetros que caracteriza sua eficiência como isolante térmico dentro de uma faixa especifica de temperatura. A análise termogravimétrica feita com a raspa de pneu, visando encontrar o limite de temperatura até a qual não se verifica degradação do material dada à ação do calor. Verificou-se que para a raspa de pneu o limite de resistência a temperatura é de 300ºC. Na figura 14, verifica-se que até 300ºC um primeiro patamar relativo à perda de umidade na raspa de pneu. A partir de 300ºC até 500ºC verifica-se um acentuado declive, referente à degradação do material, principalmente da borracha natural, negro de fumo e de óleos contida na raspa de pneu. A partir de 500 ºC ocorre a perda dos oxido de zinco, prevalecendo apenas enxofre no resíduo do material.. Verificou-se que para o compósito 2:1, os limites de resistência a temperatura é de 200 - 220ºC. Na figura 16, verifica-se até 220ºC um primeiro patamar relativo à perda de umidade. A partir de 220ºC verifica-se um acentuado declive, referente à degradação do material, principalmente de negro de fumo e de óleos contida na raspa de pneu e dos hidrocarbonetos e lutóides contidos na borracha natural, ocasionando a desintegração das interação reforço/matriz. A partir de 450º ocorre a perda dos oxido de zinco, prevalecendo apenas enxofre no resíduo do material.. Figura 16. Análise Termogravimétrica do compósito 2:1.. Figura 14. Análise termogravimétrica da raspa de pneu.. Para a borracha natural (látex), de acordo com a figura 15, verifica-se que até 200ºC um primeiro patamar relativo a perda de umidade. A partir de 200ºC até 350ºC verifica-se um acentuado declive referente a degradação do material, principalmente dos hidrocarbonetos contidos na borracha natural. A partir de 350ºC ocorre a perda de lutóides (proteínas e sais minerais). Portanto o limite de resistência à temperatura da borracha natural (látex) obtido foi de 200ºC, ou seja, em uma faixa inferior a do limite de resistência da raspa de pneu, devido a maior umidade contida no material. Entretanto a mesma pode ser usada nesta faixa de temperatura conjuntamente para fabricação do compósito.. Verificou-se que para o compósito 1:1, os limites de resistência a temperatura é de 200 - 220ºC. Na figura 17, verifica-se até 220ºC um primeiro patamar relativo à perda de umidade. A partir de 220ºC até 480ºC verifica-se um declive, referente ao inicio da degradação do material, principalmente de negro de fumo e de óleos contida na raspa de pneu e dos hidrocarbonetos e lutóides contidos na borracha natural, ocasionando a desintegração das interação reforço/matriz. A partir de 480ºC acentua-se a degradação do material. ocorre a perda dos oxido de zinco, prevalecendo apenas enxofre no resíduo do material.. Figura 17. Análise Termogravimétrica do compósito 1:1.. Figura 15. Análise Termogravimétrica da borracha natural (látex)..  . Verificou-se que para o compósito 1:2, os limites de resistência a temperatura é de 200 - 210ºC. Na figura 18, verifica-se até 210ºC um primeiro patamar relativo à perda de umidade, principalmente contida no látex. A partir de 210ºC verifica-se um inicio de declive, acentuando-se a partir de 300Cº até 400ºC, referente à degradação acentuada do material, principalmente de negro de fumo e de óleos contida na raspa de pneu e dos hidrocarbonetos e lutóides contidos na borracha natural, ocasionando a desintegração das interação reforço/matriz. A partir de. $*#&. 1PSUP 1PSUVHBM ]$*#*. 0QPSUP 1PSUVHBM .

(11) "/«-*4&%"3&4*45³/$*""5&.1&3"563"%&6.$0.1»4*50"#"4&%&3"41"%&1/&6&-«5&9. 400ºC acentua-se a degradação do material. ocorre a perda dos oxido de zinco, prevalecendo apenas enxofre no resíduo do material.. [4] BOVEA, M. D.; GALLARDO, A. 2006. The influence of impact assessment methods on materials selection for Eco-design. Materials and Design, v. 27, p. 209 – 215. [5] CALLISTER, W. D. Jr. 1997. Materials science and engineering and introduction. 4. ed. New York: Wiley. [6] CAO, W. 2007. Study on properties of recycled tire rubber modified asphalt mixtures using dry process. Construction and Building Materials, v. 21, p. 10111015. [7] EMBRAPA, 2011. cnpf.embrapa.br. Figura 18. Análise Termogravimétrica do compósito 1:2. Portanto, observa-se a influência do látex na diminuição da resistência a temperatura, devido a principalmente a maior teor de umidade contida e também devido a maior sensibilidade a elevadas temperaturas por parte de proteínas e sais que estão presentes na sua estrutura. Dessa forma, a estabilidade térmica dos compósitos 2:1; 1:1 e 1:2, ficou evidenciada através da técnica de análise termogravimétrica (TGA) que mostrou um limite de temperatura entre 200-220ºC não havendo degradação do material nessa faixa de temperatura. Esses limites de temperaturas abrange a maioria das aplicações térmicas em baixa e média temperatura, utilizadas no âmbito doméstico, industrial e comercial. Conclusões Os compósitos 2:1(67:33%); 1:1 (50:50%) e 1:2 (33:67%) podem ser usados como isolantes térmicos até o limite de temperatura de 200ºC sem risco de danos às suas estruturas. Entre os compósitos analisados, o 1:1 apresentou-se como o mais adequado para fim de isolamento térmico, em sistemas quentes (até 200ºC), devido à melhor estabilidade térmica. O compósito 2:1 é economicamente o mais acessível, para uma manta de 1m2 por 50 mm de espessura, seu custo é aproximadamente 56% menor que o da lã de vidro, e 60% menor que o da lã de rocha, O compósito 1:1 possui um custo aproximadamente 36% menor que o da lã de vidro e 43% menor que o da lã de rocha. O compósito 1:2 possui um custo aproximadamente 18% menor que o da lã de vidro e 25% menor que o da lã de rocha. Isto é válido, porque estes materiais têm eficiência similares no que diz respeito a isolação térmica.. [8] FIORI, J. 2009. Petrobrás tira óleo de pneu usado cooperando com o combate da dengue. Revista Limpeza Pública, Associação Brasileira de Limpeza Pública – ABPL. São Paulo, n. 47 p. 25. [9] GRIPPI, S. 2001. Lixo, reciclagem e sua história: guia para prefeituras brasileiras. Rio de Janeiro: Interciência. 134p. [10]. HANCOK, T. 2008.. [11] KREITH, F. 2008. Princípios da transmissão de calor. 9. ed. São Paulo: Editora Edgard Blucher. [12] LARSEN, M. B.; SCHULTZ, L.; GLARBORG, P.; JENSEN, L. S.; JOHANSEN, K. D.; FRANDSEN, F.; HENRIKSEN, U. 2006. Devolatilization characteristics of large particles of tire rubber under combustion conditions, Fuel, v. 85. p.1335 –1345. [13] LEBER, AP. 2001. Overview of isoprene monomer and polyisoprene production processes. Chem Biol Interact. 1(135-136): pp.169-173. [14] MANO, E. B. 2000. Polímeros como materiais de engenharia. São Paulo: Editora Edgard Blucher Ltda. [15] MINISTERIO DA SAÚDE - MS. 2009. Brasilia, 2009. (Site consultado em dezembro 2009). [16] PIERCE, C; BLACKWELL, M. 2002. Potencial of Scrap Tires Rubber as Lightweight Aggregate in Flowable Fill. [17] SANTOS A. 2005. Avaliação do comportamento do concreto com adição de borracha obtida a partir da reciclagem de pneus com aplicação em placas prémoldadas. Dissertação de Mestrado. Maceió.. Referências [1] ABNT. 1997. Resíduos Sólidos: ABNT/NBR 10004. Rio de Janeiro. [2] ASTM-C 177. Steady-state thermal transmission properties by means of the guarded hot plate. 1982. [3] BERTOLO, S. A. 2008. Avaliação laboratorial de misturas asfáltica densas modificadas com borracha reciclada de pneus. São Carlos. Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo. 197p.. $*#*. 0QPSUP 1PSUVHBM  |$*#&. 1PSUP 1PSUVHBM . .

(12)

Referências

Documentos relacionados

4.5.3.1 Comparação da evolução das e iên ias da rede gerada pelo modelo Elite om uma rede aleatória, uma rede livre de es ala e uma rede de mundo pequeno

forficata recém-colhidas foram tratadas com escarificação mecânica, imersão em ácido sulfúrico concentrado durante 5 e 10 minutos, sementes armazenadas na geladeira (3 ± 1

Assim sendo, a. tendência assumida pela pós - graduação em co- municação nos anos 60 contribuiu muito menos para melhorar e.. Ora, a comunicação de massa , após a Segunda Guerra

Portanto, mesmo percebendo a presença da música em diferentes situações no ambiente de educação infantil, percebe-se que as atividades relacionadas ao fazer musical ainda são

a) será apurado o número, composto de 7 (sete) algarismos, obtido através da leitura, de cima para baixo, da coluna formada pelo algarismo da centena e dezena simples do primeiro

As pontas de contato retas e retificadas em paralelo ajustam o micrômetro mais rápida e precisamente do que as pontas de contato esféricas encontradas em micrômetros disponíveis

Objetivando a fabricação do compósito para desenvolvimento da pesquisa em questão, utilizou-se fibras de pneu oriunda de resíduo de recauchutagem para servir como reforço e a

Objetivando a fabricação do compósito para desenvolvimento da pesquisa em questão, utilizou-se fibras de pneu oriunda de resíduo de recauchutagem para servir como