Valorização do polipropileno através de sua mistura e reciclagem

Abstract

Resumo: A valorização do polipropileno (PP) tanto pela preparação de blendas com o polietileno de baixa densidade (PEBD) como pelo seu reprocessamento pode contribuir para tornar a reciclagem mecânica uma atividade mais lucrativa. Os objetivos específicos deste trabalho foram: (a) Reprocessar o PP em até sete ciclos de extrusões, para verificação da variação das suas propriedades, e (b) Produzir diferentes blendas de PP/PEBD por moldagem por injeção em diferentes condições para avaliação do comportamento mecânico destes materiais. Dentre os resultados apresentados, verificou-se que durante a reciclagem do PP embora tenha havido apenas pequenas variações na tensão de escoamento e no módulo elástico, houve uma grande variação no alongamento na ruptura, e com isso o número máximo de ciclos que o PP pode ser submetido sem perdas significativas nas propriedades diminui significativamente. As blendas produziram curvas tensão-deformação em ensaios de tração bastante dependentes da sua composição e não foi observado um comportamento global compatível com a lei das misturas para todas as composições, especialmente no que se refere à presença do escoamento e ao alongamento na ruptura, explicado pela incompatibilidade destas blendas, que foi notadamente identificado para a composição com 50% de cada constituinte. O comportamento das blendas foi bastante dependente também da temperatura de processamento, e diferentes blendas apresentaram condições ótimas de processamento distintas. Não obstante, foi obtida uma variação monotônica (linear) da tensão de escoamento e do módulo elástico com a composição da blenda, sendo maior para o polipropileno puro. A adição de 25% de PEBD ao PP pode ser tão prejudicial às propriedades do PP quanto a utilização de uma temperatura de processamento inadequada, 10°C superior à ótima (180°C). A blenda com 25% de PP em PEBD apresentou uma redução significativa da resistência ao impacto do material e com o aumento do teor de PP (de 25 a 50%) o modo de falha passa de dúctil a quebradiço. A análise estatística comparativa de médias utilizada conferiu uma maior confiabilidade aos valores de propriedades mecânicas, sendo importante para alertar da necessidade de análises mais rigorosas quando se relatam resultados de blendas e reciclagem.

Abstract: In order to value the commercial use of polypropylene (PP), one can resort to blends with polyethylene or to the recycling of PP in multiple extrusions, both contributing to make the recycling activity more economically attractive. The main aims of this experimental research work was: (a) To reprocess PP up to seven extrusion cycles, assessing the variation on its properties, and (b) To make different blends of PP/LDPE (low-density polyethylene) via injection molding carried out under different processing conditions to evaluate the mechanical properties of these materials. It was verified that although only minor changes have been noticed in the yield strength and elastic modulus of the recycled PP, there has been a large variation in its ultimate tensile strain, so that the maximum number of recycling cycles that PP can withstand without significant loss of its total mechanical properties falls considerably. The blends yielded tensile stress-strain curves very dependent on their composition, and a global behavior compatible to the rule of mixtures was not observed for all compositions, especially regarding to the presence of necking and ultimate tensile strain, explained by the incompatibility of these plastics, notably identified for the 50% PP blend. The behavior of the blend was also very dependent on the processing temperature, and different blends showed distinct optimum injection temperatures. Nevertheless, a monotonic (linear) variation of the yield strength and elastic modulus with the blend composition was demonstrated. Addition of 25% of LDPE to the PP may result in similarly degrading of its mechanical properties as it also happens when an inadequate processing temperature 10°C higher than the optimum one is used. When 25% of PP is added to the LDPE, there is a significant decrease of impact strength of the latter, and a continuous increase of PP content (from 25% to 50%) makes the failure mode change from ductile to brittle. Statistical analyses comparative of the means (Tukey honest significant difference HSD – test) conferred a higher degree of reliability to the results regarding mechanical properties, being important to alert to the need of carrying out more rigorous statistical analyses when reporting values concerning blends or recycling.