Produção de polímeros termoplásticos vulcanizados ... · termoplásticos, o que gera um material com propriedades de um elastômero e capaz de ser reprocessado como um termoplástico

Universidade Federal do Rio de Janeiro

Produção de polímeros termoplásticos

vulcanizados utilizando pó de pneu tratado

com PECVD

Antônio Pedro Andrade da Cunha Ponciano Gomes

2017

PRODUÇÃO DE POLÍMEROS TERMOPLÁSTICOS

VULCANIZADOS UTILIZANDO PÓ DE PNEU

TRATADO COM PECVD


Projeto de Graduação apresentado ao Curso de

Engenharia de Materiais da Escola Politécnica,

Universidade Federal do Rio de Janeiro, como

parte dos requisitos necessários à obtenção do

título de Engenheiro.

Orientadoras:

Renata Antoun Simão

Bluma Guenther Soares

Rio de Janeiro

Agosto de 2017

iii

Gomes, Antônio Pedro Andrade da Cunha Ponciano

Produção de Polímeros Termoplásticos Vulcanizados

Utilizando Pó de Pneu Tratado com PECVD/ Antônio Pedro

A. da C. P. Gomes – Rio de Janeiro: UFRJ/ Escola

Politécnica, 2017.

XI, 70 p.: il.; 29,7 cm

Orientadoras: Renata Antoun Simão; Bluma Guenther

Soares.

Projeto de Graduação – UFRJ/ Escola Politécnica/

Curso de Engenharia de Materiais, 2017.

Referências Bibliográficas: p. 56-59.

1-Termoplásticos Vulcanizados. 2-Tratamento por

plasma. 3-Pó de pneu. 4-Polipropileno

I. Simão, Renata Antoun. II. Soares, Bluma Guenther. III.

Universidade Federal do Rio de Janeiro, Escola Politécnica,

Curso de Engenharia de Materiais.

iv

Resumo do Projeto de Graduação apresentado à Escola Politécnica/ UFRJ como parte

dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Engenheiro de Materiais.

PRODUÇÃO DE POLÍMEROS TERMOPLÁSTICOS VULCANIZADOS

UTILIZANDO PÓ DE PNEU TRATADO COM PECVD


Agosto/2017

Orientadoras: Renata Antoun Simão


Curso: Engenharia de Materiais

O acúmulo de pneus inservíveis representa hoje um dos maiores desafios encontrados

na área de gestão de resíduos sólidos. Isso ocorre devido à grande dificuldade para

reciclar esses materiais em função de sua característica estrutura molecular. Com

objetivo de resolver essa questão, vêm sido estudadas diversas formas alternativas de

utilização destes pneus inservíveis, entre elas a mistura do seu pó com polímeros

termoplásticos, o que gera um material com propriedades de um elastômero e capaz de

ser reprocessado como um termoplástico. A este material é dado o nome de

termoplástico vulcanizado (TPV). Porém, um dos grandes problemas encontrados neste

material é a falta de adesão entre seus componentes, o que gera um produto de

propriedades mecânicas pobres.

Este trabalho segue a linha de pesquisa de aumento de adesão entre matriz/reforço,

através do tratamento superficial das cargas com a técnica de “plasma enhanced

chemical vapor deposition” (PECVD). O pó de pneu no experimento foi tratado com os

gases hexafluoreto de enxofre (SF6), metano e ar atmosférico. Os resultados

demonstraram que o tratamento com os gases de metano e SF6 foram eficientes em

aumentar as propriedades mecânicas das misturas enquanto que o tratamento com

plasma de ar atmosférico gerou corpos de prova com propriedades inferiores as das

misturas não tratadas.

Palavras-chave: Pó de pneu, TPV, PECVD, propriedades mecânicas, caracterização.

v

Abstract of Undergraduate Project presented to POLI/UFRJ as a partial fulfillment of

the requirements for the degree of Engineer.

PRODUCTION OF THERMOPLASTIC VULCANIZATES UTILIZING TIRE

POWDER TREATED WITH PECVD


August/2017

Advisors: Renata Antoun Simão


Course: Materials Engineering

The accumulation of unusable tires represents today one of the greatest challenges in

solid waste management. This occurs because of the great difficulty found in recycling

these materials because of their characteristic molecular structure. With the goal of

solving this matter, many alternative ways of utilizing these unusable tires have been

studied, among them is the mixture of tire rubber powder with thermoplastic polymers,

creating a material with properties of an elastomer and capable of being reprocessed like

a thermoplastic. This material is named thermoplastic vulcanizates (TPV). However,

one of the major problems found in this material is the lack of adhesion between its

components, creating a product with poor mechanical properties.

This work follows the line of study of increasing the adhesion between the matrix and

its reinforcement, through the surface treatment its aggregates with the technique of

plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). The tire rubber was treated with

the gases sulfur hexafluoride (SF6), methane and atmospheric air. The results showed

that the treatments with methane and SF6 were efficient in increasing the mechanical

properties of the mixtures while the treatment with atmospheric plasma generated

specimens with lower properties then the non treated samples.

Key words: Tire rubber powder, TPV, PECVD, mechanical properties, characterization

vi

AGRADECIMENTOS

Gostaria de agradecer a minha família por sempre me apoiar e encorajar a ser

melhor nos momentos mais difíceis da vida.

Aos meus amigos e colegas que sempre me fizeram rir e aprender cada vez mais.

A UFRJ pela oportunidade de participar de um grupo tão dedicado tanto em

ensinar como em aprender cada vez mais.

A professora Renata Antoun Simão por ter me recebido em seu laboratório e me

ensinado não só na parte acadêmica, como também que para que um trabalho mostre

frutos, é necessária dedicação e coragem para seguir em frente nos momentos de

dificuldade.

A professora Bluma Guenther Soares pelo auxílio e orientação durante o

desenvolvimento do meu trabalho de conclusão de curso.

A Jackson Belmiro, Márcia Soares Sader, Felipe Sampaio Alencastro, Jennifer

Paola Flórez Cristancho, José Roberto e Gabriel Cardoso por toda a ajuda,

conhecimento e amizade nos últimos anos.

A todos os professores do departamento de engenharia metalúrgica e de

materiais pelo conhecimento e pelo tempo.

vii

Sumário

CAPITULO I- INTRODUÇÃO ....................................................................................... 1

CAPITULO II – OBJETIVOS ......................................................................................... 4

Objetivos Gerais ........................................................................................................... 4

Objetivos Específicos ................................................................................................... 4

CAPITULO III - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ............................................................. 5

Polímeros ...................................................................................................................... 5

1) Plásticos ............................................................................................................. 6

2) Elastômeros ........................................................................................................ 8

3) Propriedades Térmicas ....................................................................................... 9

4) Propriedades Mecânicas .................................................................................. 10

Elastômero Termoplástico e Termoplástico vulcanizado ........................................... 12

Plasma Enhanced Chemical Deposition – PECVD ................................................... 15

CAPITULO IV- MATERIAIS E MÉTODOS ............................................................... 17

Pneus ........................................................................................................................... 17

Polipropileno ............................................................................................................... 18

Preparação do pó de pneu ........................................................................................... 20

5) Separação granulométrica ................................................................................ 20

6) Densitometria ................................................................................................... 22

7) Tratamento de PECVD .................................................................................... 24

Preparação dos corpos de prova .................................................................................. 27

1) Mistura e Moagem ........................................................................................... 27

2) Injeção .............................................................................................................. 28

Caracterização ............................................................................................................. 29

1) Termogravimetria e Termogravimetria Derivada ............................................ 29

2) FTIR ................................................................................................................. 31

3) Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) .................................................. 32

viii

4) DMA ................................................................................................................ 35

5) MEV ................................................................................................................. 37

Ensaio de Tração ......................................................................................................... 38

CAPITULO V–RESULTADOS .................................................................................... 39

CAPÍTULO VI – CONCLUSÃO ................................................................................... 53

CAPÍTULO VII – TRABALHOS FUTUROS ............................................................... 55

Bibliografia ..................................................................................................................... 56

Anexos ............................................................................................................................ 60

ix

Lista de imagens

Figura 1: Descarte indevido de pneus .............................................................................. 2

Figura 2: Exemplos de aplicações para pneus inservíveis ................................................ 3

Figura 3: Exemplos de aplicações de materiais poliméricos ............................................ 5

Figura 4: Exemplo de interação molecular de termoplásticos .......................................... 6

Figura 5: Exemplo de interação molecular de termorrígidos ........................................... 7

Figura 6: Modelo de deformação de um elastômero aonde as linhas são as cadeias e os

pontos são as ligações cruzadas. (A – em repouso; B – tensionado)................................ 8

Figura 7: Resposta mecânica de acordo com o volume livre (Vs) por temperatura ......... 9

Figura 8: Resposta mecânica de materiais viscoelásticos a variação de velocidade de

ensaio (esquerda) e temperatura (direita) ....................................................................... 10

Figura 9: Fenômeno de reptação .................................................................................... 11

Figura 10: Comparação do ciclo de vida de um elastômero tradicional contra o de um

TPE ................................................................................................................................. 12

Figura 11: Esquematização de um TPV ......................................................................... 12

Figura 12: Curva de DMA de um TPV. Podemos observar a presença de duas

temperaturas de transição vítrea, a do elastômero (esquerda) e do termoplástico (direita)

[7] ................................................................................................................................... 13

Figura 13: Comparação a resposta mecânica entre termoplásticos, elastômeros e

termoplásticos vulcanizados [7] ..................................................................................... 14

Figura 14: Reator indutivo de PECVD ........................................................................... 16

Figura 15: Diagrama de constituintes de um pneu ......................................................... 18

Figura 16: Monômero de polipropileno ......................................................................... 18

Figura 17: Equipamento ro-tap (esquerda) e pó de pneu separado por granulometria

(direita) ........................................................................................................................... 20

Figura 18: Picnômetro utilizado para a medida da densidade do pó de pneu ................ 22

Figura 19: Esquematização do reator indutivo utilizado (esquerda) [17], foto do reator

(direita) e porta amostras (abaixo) .................................................................................. 24

Figura 20: Moinho de facas utilizado (esquerda) e a mistura de polipropilenocom pó de

pneu moída (direita)........................................................................................................ 27

Figura 21: Mini injetora usada e corpos de prova fabricados......................................... 28

x

Figura 22: Exemplo de curva TG com aquecimento constante e três constituintes A B e

C ..................................................................................................................................... 29

Figura 23: Curva DTG em comparação a curva TG [6] ................................................. 30

Figura 24: TGA utilizado durante o experimento .......................................................... 30

Figura 25: aparelho de FTIR utilizado nas medidas ....................................................... 31

Figura 26: Exemplo de curva fluxo de calor/temperatura obtida em uma medida de DSC

(Tg – Temperatura de transição vítrea, Tc – Temperatura de cristalização e Tm –

Temperatura de fusão) .................................................................................................... 32

Figura 27: DSC utilizado nos ensaios............................................................................. 34

Figura 28: Exemplo de curva obtida em um ensaio DMA ............................................. 36

Figura 29: Equipamento de TGA utilizado .................................................................... 36

Figura 30: Esquema de funcionamento de um MEV ..................................................... 37

Figura 31: Equipamento utilizado para realizar o ensaio de tração (esquerda) e método

utilizado para determinar o limite de escoamento do material (direita) ......................... 38

Figura 32: Curvas TGA e DTG do pó de pneu tratado (esquerda) e do pó de pneu não

tratado com plasma (direita) ........................................................................................... 39

Figura 33: Efeito do aumento da quantidade de negro de carbono no espectro obtido

[26] ................................................................................................................................. 41

Figura 34: Espectros de FTIR obtidos dos pós de pneu tratados.................................... 41

Figura 35: FTIR com a correção de linha de base .......................................................... 42

Figura 36: Curvas de tensão/deformação dos corpos de prova ensaiados ...................... 43

Figura 37: Gráficos barra dos resultados obtidos ........................................................... 44

Figura 38: Curvas DSC do segundo aquecimento .......................................................... 45

Figura 39: Curvas de módulo de armazenamento e de tangente de delta das amostras . 47

Figura 40: Sobreposição das curvas de módulo de armazenamento e tangente δ .......... 48

Figura 41: Aumento de 60x, 1) não tratado, 2) SF6, 3) metano, 4) ar atmosférico ........ 49

Figura 42: Aumento de 200x, 1) não tratado, 2) SF6, 3) metano, 4) ar atmosférico ...... 51

Figura 43: 1) não tratado (aumento de 1000x), 2) SF6 (aumento de 1000x), 3)

metano(aumento de 1000x), 4) ar atmosférico (aumento de 5000x) .............................. 52

xi

Lista de tabelas

Tabela 1: Produção brasileira de pneus nos últimos anos [3]........................................... 1

Tabela 2: Propriedades do polipropileno utilizado no projeto ....................................... 19

Tabela 3: Sequência de peneiras utilizadas e granulometrias retidas ............................. 21

Tabela 4: Densidades calculadas para duas massas distintas de pó de pneu .................. 23

Tabela 5: Parâmetros utilizados em cada tratamento ..................................................... 25

Tabela 6: Parâmetros de injeção utilizados .................................................................... 28

Tabela 7: TGA em atmosfera de N2 do pó de pneu não tratado .................................... 40

Tabela 8: TGA em atmosfera de N2 do pó de pneu tratado com plasma de SF6 ........... 40

Tabela 9: Resultados médios obtidos através das curvas tensão deformação (LE* –

Limite de escoamento).................................................................................................... 43

Tabela 10: Entalpia de fusão das misturas de polipropileno com pó de pneu ................ 46

Tabela 11: Temperaturas de pico das curvas tangente ................................................... 48

1

CAPITULO I- INTRODUÇÃO

Os materiais conhecidos popularmente como borrachas podem ser encontrados

nas mais diversas aplicações, tais como solas de sapato, mangueiras, o-rings e pneus de

carros. Porém, devido à natureza desses materiais, eles não podem passar pelos

processos tradicionais de reciclagem, gerando assim grandes volumes de resíduos

sólidos de difícil gestão [1, 2]. Entre os produtosque causam grande impacto ambiental,

destacam-se os pneus automotivos devido ao considerável volume produzido e

descartado anualmente, como apresentado na Tabela 1.

Tabela 1: Produção brasileira de pneus nos últimos anos [3]

A reciclagem de pneus é um dos maiores desafios para a gestão de resíduos

sólidos em razão de sua composição complexa. Seu acúmulo em regiões de risco, como

lixões a céu aberto, rios e terrenos baldios, pode gerar um passivo ambiental, ou seja,

danos ao meio ambiente, cuja recuperação é custosa e difícil. [1, 2]

O descarte em locais indevidos pode, inclusive, afetar a polução local,pois:

• São foco de proliferação de diversas espécies de insetos e animais transmissores

de doenças.

• Sua queima, proposital ou não, leva à liberação de diversos voláteis na forma

gasosa prejudiciais à saúde, assim como de material oleoso, que ao entrar em

contato com o lençol freático torna suas águas inservíveis para o consumo

humano.

• Quando enterrados podem causar deslizamentos e, conseqüentes mortes e perdas

materiais.

2

Em função desses riscos, existe a legislação brasileira No 416/2009 de

CONAMA que regulamenta a produção, a coleta e o destino final dos pneus produzidos

e importados para o país. Nela, é definido como pneu inservível o “pneu usado que

apresente danos irreparáveis em sua estrutura não se prestando mais à rodagem ou à

reforma. ”

De acordo com a mesma legislação fica definido que “Destinação

ambientalmente adequada de pneus inservíveis: procedimentos técnicos em que os

pneus são descaracterizados de sua forma inicial, e que seus elementos constituintes

são reaproveitados, reciclados ou processados por outra(s) técnica(s) admitida(s) pelos

órgãos ambientais competentes, observando a legislação vigente e normas

operacionais específicas de modo a evitar danos ou riscos à saúde pública e à

segurança, e a minimizar os impactos ambientais adversos.”

Apesar dessa legislação, o quantitativo de pneus descartados de forma

inadequada no país ainda é muito grande (figura 1). Estima-se que o número desse

montante se encontre entre 100 milhões de unidades e 400 milhões de unidades. [1]

Figura 1: Descarte indevido de pneus

Por isso é necessário encontrar novas formas remover este material de zonas de

risco e encontrar uma nova aplicação para ele [1]. Diversas aplicações já foram adotadas

(figura 2), entre elas:

• Incorporação de partículas de pneu no asfalto, aumentando seu tempo de vida e

melhorando suas propriedades.

• Reutilização dos pneus em moveis e decorações.

3

• Utilização como material combustível para produções industriais, tais como

cimento, cal, papel e celulose.

• Reprocessamento, através de um processo de desvulcanização no qual são

quebradas as ligações cruzadas entre as moléculas.

• Fabricação de compósitos de pó de pneu com matriz termoplástica.

Figura 2: Exemplos de aplicações para pneus inservíveis

Como foi mencionado no último item, as partículas de pneu podem ser

incorporadas em uma matriz termoplástica. Isso gera um material com propriedades de

um elastômero que, ao contrário das borrachas tradicionais, pode ser reprocessado

diversas vezes. Materiais com esta propriedade são conhecidos como TPE ou

elastômeros termoplásticos e, devido a sua combinação de propriedades elastômericas e

o fato de serem reprocessáveis, têm encontrado aplicação cada vez maior no mercado

mundial de elastômeros.

Neste trabalho, será analisada a possibilidade de melhoraria das propriedades

mecânicas e térmicas dos termoplásticos vulcanizados de polipropileno, através do

tratamento das partículas de pneu com a técnica de deposição química de vapor assistida

por plasma (PECVD) com os gases hexafluoreto de enxofre, metano e ar atmosférico.

A utilização do tratamento com a técnica de PECVD foi selecionada devido a

sua capacidade de funcionalizar, recobrir ou realizar uma ablação na superfície dos

materiais, sem afetar suas propriedades, causando pouco impacto ao meio ambiente,

diferentemente de processos químicos tradicionais. [4]

4

CAPITULO II – OBJETIVOS

Objetivos Gerais

O objetivo deste trabalho é o aumento da adesão entre as partículas de pneu e a

matriz de polipropileno e a análise das alterações físicas e químicas sofridas pelo pó de

pneu e suas misturas após o tratamento com a técnica de PECVD. Os grânulos de pneu

foram tratados com os gases hexafluoreto de enxofre (SF6), metano (CH4) e com ar

atmosférico, através da técnica de PECVD, com o intuito de alterar as propriedades

superficiais das partículas e melhorar sua adesão à matriz.

Objetivos Específicos

• Aumento da adesão entre as partículas de pó de pneu tratadas com plasmas de

SF6, metano e ar atmosférico, à matriz de polipropileno.

• Caracterização química do pó de pneu tratado para análise de mudanças na

estrutura química do material.

• Análise térmica do pó de pneu tratado para averiguar se o tratamento afeta a

estabilidade térmica do material.

• Comparação entre os resultados obtidos para determinar quais gases foram os

mais eficientes no aumento da adesão.

5

CAPITULO III - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Polímeros

De acordo com a literatura “um polímero é uma macromolécula composta por

muitas (dezenas de milhares) de unidades de repetição denominadas meros, ligadas por

ligação covalente” (S. V. CANEVAROLO, Ciência dos polímeros 3a edição, pag. 21).

Como mencionado por Canevarolo os materiais poliméricos são moléculas

compostas por uma grande quantidade de unidades de repetição conhecidas como

meros. Devido ao grande número de meros existentes, as combinações possíveis são

infinitas, criando a possibilidade de produzir materiais com propriedades físicas e

químicas de acordo com as necessidades de determinadas aplicações. [5]

A versatilidade dos polímeros pode ser observada pela expressiva quantidade de

materiais poliméricos presentes no mercado hoje, que vão desde aplicações simples,

como a fabricação de decorações ou recipientes para líquidos, até aplicações complexas,

como a fabricação de arcabouços biodegradáveis ou revestimentos anticorrosivos para

tubos, como pode ser visto na figura 3.[5]

Figura 3: Exemplos de aplicações de materiais poliméricos

6

Dentre os polímeros podemos destacar:

1) Plásticos

Podem ser moldados em diversos formatos e são sólidos em sua temperatura de

utilização. Podem ser subdivididos em:

a) Termoplásticos

Possuem esse nome devido à sua capacidade de serem moldados em diversas

formas quando expostos a altas temperaturas e pressões moderadas. Alguns exemplos

mais conhecidos desses materiais são o polietileno (PE) e o polipropileno (PP).

Os termoplásticos podem ser remoldados diversas vezes após seu uso em

determinada aplicação, contanto que o material não tenha sofrido danos ou

contaminações extensivas em suas cadeias. [5]

Esse fenômeno ocorre em função das fracas forças intermoleculares entre as

cadeias poliméricas dos termoplásticos, figura 4. A interação entre as cadeias dos

termoplásticos se dá por ligações secundárias, como a interação dipolo-dipolo, dipolo-

dipolo induzido, as forças de dispersão e as ligações de hidrogênio, que, por possuírem

baixa energia, podem ser facilmente rompidas com o aumento da energia térmica do

sistema ou pela adição de solventes possibilitando a movimentação das

cadeias e, consequentemente, a sua remodelagem e solubilização. [5]

Figura 4: Exemplo de interação molecular de termoplásticos

7

b) Termorrígidos

São materiais plásticos moldáveis, só que, diferentemente dos termoplásticos,

durante o primeiro processo de moldagem, estes passam por um processo de reticulação

no qual suas cadeias formam ligações primárias entre si, conhecidas como ligações

cruzadas, exemplificado na figura 5, gerando um material rígido e insolúvel. [5]

Este material não poderá mais ser remoldado, pois as temperaturas necessárias

para quebrar as ligações cruzadas também levariam a quebra das ligações covalentes das

cadeias poliméricas e a degradação do polímero. [5]

Assim, os termorrígidos são caracterizados por possuírem alta rigidez, serem

insolúveis e não recicláveis. Entre os exemplos mais conhecidos deste material estão às

resinas epóxi e o fenol-formaldeído. [5]

Figura 5: Exemplo de interação molecular de termorrígidos

8

2) Elastômeros

São materiais poliméricos capazes de sofrer grandes deformações, apresentando

rápida e total recuperação de seu formato original. [5]

As grandes deformações são possibilitadas pela sua estrutura molecular,

composta de cadeias lineares e flexíveis que permitem que as moléculas se rearranjem

com facilidade com a aplicação de um esforço mecânico. [6]

As cadeias poliméricas possuem uma pequena quantidade de ligações cruzadas

formadas durante o processo de cura do material que permitem que este retorne ao seu

formato original após a aplicação de um esforço mecânico e a conservação de suas

propriedades mecânicas mesmo em altas temperaturas (figura 6). [6]

Outra característica importante para os elastômeros é que sua temperatura de

transição vítrea ocorre muito abaixo de sua temperatura de utilização, para garantir que

as cadeias do material possuam mobilidade suficiente para se rearranjar durante a

aplicação de um esforço mecânico. [6]

Devido a presença de ligações cruzadas, os elastômeros, como os termorrígidos,

não podem ser remodelados em altas temperaturas tampouco serem solubilizados, o que

inviabiliza o processo de reciclagem. [5]

Figura 6: Modelo de deformação de um elastômero aonde as linhas são as cadeias e os pontos

são as ligações cruzadas. (A – em repouso; B – tensionado)

9

3) Propriedades Térmicas

As propriedades térmicas de um material polimérico são de grande importância

na seleção de seu método de fabricação e em sua aplicação. As propriedades destes

materiais podem passar de um comportamento rígido e frágil a um estado de fluido

viscoso dependendo da temperatura a qual é exposto, como observado na figura 7. [6]

Dentre as propriedades térmicas dos polímeros se destacam a temperatura de

transição vítrea (Tg), a temperatura de cristalização (Tc) e a temperatura de fusão (Tm).

[6]

A temperatura de transição vítrea representa a temperatura média na qual as

cadeias da fase amorfa do polímero adquiram mobilidade e se tornam capazes de sofrer

alterações em sua conformação. Abaixo desta temperatura o material apresenta caráter

rígido e frágil (estado vítreo) e acima dela caráter borrachoso ou viscoso. [5]

A temperatura de cristalização também é um valor médio de uma faixa de

temperatura na qual as cadeias poliméricas são capazes de se rearranjar em uma fase

cristalina. [5]

A temperatura de fusão é o valor médio da faixa de temperatura na qual os

cristais presentes no polímero passam pelo processo de fusão. Apenas polímeros

semicristalinos apresentam este fenômeno. [5]

Figura 7: Resposta mecânica de acordo com o volume livre (Vs) por temperatura

10

4) Propriedades Mecânicas

Uma das características mais marcantes dos materiais poliméricos é sua resposta

a aplicação de esforços mecânicos, como a deformação ou a aplicação de tensão, que

diferentemente de grande parte dos materiais de engenharia, apresentam comportamento

viscoelástico. [6]

A viscoelasticidade é caracterizada por combinar duas respostas distintas a

aplicação de um esforço mecânico, os materiais se comportam como um fluido viscoso

(efeito similar à de um amortecedor) em conjunto com uma resposta elástica típica de

sólidos hookeanos (comportamento característico de molas). [6]

Como está representado na figura 8, o comportamento viscoelástico é fortemente

dependente da temperatura em que o material está sendo utilizado e da taxa de aplicação

de cargas ou taxa de deformação. [5]

Figura 8: Resposta mecânica de materiais viscoelásticos a variação de velocidade de ensaio

(esquerda) e temperatura (direita)

Esta resposta dos polímeros ocorre devido ao mecanismo de movimentação de

suas cadeias, também conhecido como reptação. A movimentação das cadeias ocorre

dentro de uma região tubular delimitada pelos pontos de emaranhamento ao redor da

molécula, figura 9. Por isso a resposta mecânica dos polímeros está relacionada com o

tempo de relaxação (𝜏) em determinada temperatura, ou seja, o tempo necessário para

que as cadeias se reorganizem devido a aplicação de um esforço mecânico no material.

[6]

11

𝑡𝑐𝑎𝑟𝑟𝑒𝑔𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 ≫ 𝜏 Comportamento viscoso (fluido viscoso)

𝑡𝑐𝑎𝑟𝑟𝑒𝑔𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 ≈ τ Comportamento visco elástico (patamar borrachoso)

𝑡𝑐𝑎𝑟𝑟𝑒𝑔𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 ≪ 𝜏 Comportamento elástico (vítreo)

Figura 9: Fenômeno de reptação

12

Elastômero Termoplástico e Termoplástico vulcanizado

Os elastômeros termoplásticos (TPE) são materiais poliméricos com

propriedades elastoméricas a baixas temperaturas e que quando são aquecidos adquirem

a capacidade de escoarem e serem remodelados como os termoplásticos [7]. Esta

propriedade permite que, diferentemente dos elastômeros tradicionais que geram

material não reaproveitáveis, os TPE possam ser reutilizados no processo de fabricação

reduzindo assim custos de produção e o impacto ambiental, exemplificado na figura 10.

Figura 10: Comparação do ciclo de vida de um elastômero tradicional contra o de um TPE

Entre esses materiais existem os termoplásticos vulcanizados, ou TPV. Os

materiais que compõem esta classe são compósitos bifásicos de matriz termoplástica

com um reforço de borracha vulcanizada esquematizado na figura 11. [7]

Figura 11: Esquematização de um TPV

13

Devido a incompatibilidade termodinâmica entre o elastômero e o termoplástico

esses materiais apresentam duas temperaturas de transição vítrea, a do elastômero e a do

termoplásticocomo está demonstrado na figura 12. [7]

Figura 12: Curva de DMA de um TPV. Podemos observar a presença de duas temperaturas de

transição vítrea, a do elastômero (esquerda) e do termoplástico (direita) [7]

Esta morfologia bifásica permite que a baixas temperaturas o material transfira

as cargas aplicadas para o reforço de borracha vulcanizada, que após a deformação

retorna a seu formato original, dando ao termoplástico propriedades semelhantes às de

um elastômero. Em temperaturas acima da temperatura de fusão do termoplástico, a

mistura perde sua coesão e o material pode ser remodelado. [7]

Quanto maior a proporção de elastômero nos termoplásticos vulcanizados menor

é a tendência que eles apresentem o fenômeno de empescoçamento, que ocorre devido a

deformação permanente sofrida pelos termoplásticos presentes na mistura, figura 13.

Composições com maiores quantidades de elastômero tendem a apresentar uma redução

do limite de resistência do material. [7]

Os TPVs podem ser produzidos de duas formas distintas, a primeira sendo o

processo de vulcanização dinâmica criada pelos franceses Dr. A. Y. Coran e R. Patel. O

processo consiste na mistura de uma borracha virgem em uma matriz termoplástica,

durante o processo de mistura é então adicionado o agente de cura, gerando um material

14

com uma fina dispersão de partículas de borracha curadas, apresentando boa adesão

entre o elastômero e a matriz, provendo boas propriedades mecânicas ao material. [7]

Figura 13: Comparação a resposta mecânica entre termoplásticos, elastômeros e

termoplásticos vulcanizados [7]

A segunda forma de fabricação de TPVs se dá pela dispersão direta de partículas

te elastômero previamente vulcanizado na matriz termoplástica, este método apresenta

algumas dificuldades como a aglomeração das partículas de borracha e a baixa adesão

entre as partículas de elastômero e a matriz termoplástica, o que leva a diminuição das

propriedades mecânicas do produto final. [7]

A baixa adesão e dispersão ocorrem devido à elevada tensão interfacial entre a

carga e a matriz. Combinações de elastômeros e termoplásticos com energias

superficiais e polaridades semelhantes, como os TPVs de polipropileno com borracha

etileno-polipropileno-dieno (EPDM), apresentam boas propriedades mecânicas. No

entanto este não é o caso para grande parte das combinações possíveis de termoplásticos

e elastômeros, que geram materiais com baixos limites de resistência e deformação. [7]

Este problema normalmente é resolvido adicionando a mistura um polímero

funcionalizado para melhorar a adesão entre os constituintes [8, 9] ou pela adição de

compatibilizantes químicos. [8, 10, 11]

15

Plasma Enhanced Chemical Deposition – PECVD

A técnica de PECVD é uma variante da técnica tradicional de deposição de

química em vapor, na qual uma câmara é preenchida com gases voláteis específicos e

aquecida até uma temperatura na qual reações químicas entre o gás e o substrato são

favorecidas, formando assim filmes finos de alta pureza e qualidade ou funcionalizando

a superfície do material. Na técnica de PECVD as reações químicas ocorrem devido as

reações das espécies reativas em um plasma criado a partir de um gás precursor na

superfície do substrato. [12]

Nos processos de PECVD são utilizadas as descargas luminescentes ou “glow

discharges”, neste tipo de descarga o grau de ionização do gás (quantidade de

moléculas que se ionizam) é muito pequeno alcançando valores muito inferiores a 1%.

O plasma é formado em baixas pressões através da aplicação baixas energias na forma

de campos elétricos, magnéticos ou micro-ondas causando a formação das espécies do

plasma por colisões elásticas ou pela absorção de feixes eletromagnéticos, permitindo

que as descargas ocorram em temperaturas relativamente baixas. [12]

A formação do plasma no sistema indutivo utilizado se dá pela colisão entre um

elétron livre acelerado por um campo magnético e uma molécula de gás, o que pode

causar diversos fenômenos [13] entre eles:

• A ionização dos constituintes do plasma (e + A → A+ + 2e)

• A excitação de um dos átomos de um constituinte do plasma (e + A → A* + e

→ A + e + fóton)

• O choque elástico entre o elétron e a molécula do gás (e + A → A + e)

Podem também ocorrer interações entre os íons formados e as moléculas de gás

presentes no sistema:

• O choque elástico entre o íon e as moléculas de gás (A1+ + A2 → A1

+ + A2)

• A transferência de cargas do íon para a molécula de gás (A1+ + A2 → A1 + A2

+)

16

Diversos processos físicos e químicos podem ocorrer durante o tratamento com

plasma [14] como a formação de filmes poliméricos na superfície do substrato,

sputtering e o ataque químico do substrato, esse processo irão variar dependendo dos

gases utilizados e dos parâmetros de pressão, fluxo e energia do sistema.

Figura 14: Reator indutivo de PECVD

CORDEIRO [14] demonstrou melhorias nas propriedades mecânicas de

compósitos de polipropileno com diversas fibras de madeira após o tratamento com

plasma de SF6. O autor constatou o ataque as fibras através da incorporação de flúor na

superfície do material, aumentando a compatibilidade química entre sua carga e a matriz

termoplástica.

CARNEIRO [19] também apresentou melhorias nas propriedades mecânicas em

compósitos de fibra de coco com Polihidroxibutirato (PHB) após a exposição das

partículas ao plasma de ar atmosférico, aumentando sua rugosidade devido ao etching e

ao sputtering causados pelo plasma.

Neste trabalho foram seguidas estas linhas de pesquisa para averiguar se o

tratamento de pó de pneu com plasma de diversos gases é capaz de modificar as

propriedades superficiais dos grânulos de pneu e assim melhorar a adesão e a dispersão

das partículas no compósito, melhorando suas propriedades mecânicas, e possivelmente,

realizando alterações físico químicas no material.

17

CAPITULO IV- MATERIAIS E MÉTODOS

Pneus

Como mencionado anteriormente o acumulo de pneus é um grande problema na

área de rejeitos sólidos devido à produção mundial em grande escala em conjunto com

sua composição complexa de diversos materiais que dificultam a sua reciclagem. [1, 2]

Sua utilização como carga elastomérica na produção de TPVs tem sido utilizada

uma vez que é uma matéria prima de fácil obtenção e baixo custo.

Pneus são constituídos de diversos materiais com funções específicas para seu

funcionamento. Os principais constituintes de um pneu são:

• Elastômeros – presentes na banda de rodagem e nas paredes laterais (flanco),

essas duas regiões requerem elastômeros com propriedades diferentes. Os

elastômeros da banda de rodagem ficam em contato direto com o solo e devem

possuir boa resistência ao desgaste enquanto que o material presente nas paredes

laterais/flanco devem ser compostos por elastômeros de maior flexibilidade.

• Fibras de aço – Se encontram presentes na carcaça, na cinta de aço e no talão e

sua função é de prover resistência ao pneu.

• Tecidos – Materiais como poliéster e nylon estão presentes na carcaça de lona e

são responsáveis por reter o ar comprimido dentro da câmara.

Como cargas de adição normalmente são utilizados o negro de carbono e sílica

precipitada para melhorar as propriedades mecânicas e de condutividade térmica,

também são adicionados óleos minerais para atuarem como plastificantes e outros

materiais que atuam como antioxidantes. [15]

Os grânulos de pneu utilizados foram fornecidos pela empresa Crystone Pneus

(Petrópolis), o material foi gerado durante o processo de raspagem dos flancos e das

bandas de rolagem de pneus usados destinados a um processo de remodelagem. O

pó de pneu foi utilizado na mesma forma em que foi recebido da empresa.

18

Figura 15: Diagrama de constituintes de um pneu

Polipropileno

O polipropileno é um homopolímero termoplástico utilizado em uma grande

quantidade de aplicações como recipientes, partes plásticas de carros, tecidos,

equipamentos de laboratório. Dentre suas principais características estão a baixa

densidade, baixo custo, resistência a fadiga, resistência química e boa processabilidade.

Devido a essa combinação de fatores o polipropileno é o segundo maior polímero

sintético consumido no mundo. [16]

Figura 16: Monômero de polipropileno

Neste trabalho foi utilizado para a produção dos corpos de prova o polipropileno

Teldene® H26ML fornecido pela empresa MMS plásticos, suas propriedades mecânicas

e térmicas estão na tabela 2.

19

Tabela 2: Propriedades do polipropileno utilizado no projeto

Propriedades Condições Métodos Valor Unidade

Densidade 23 oC ISO 1183 0,9 g/cm3

MeltFlow Rate 230 oC/2,16 Kg ASTM D 1238 –

13 25 g/(10 min)

Mecânicas

Módulo de Flexão ISO 178 1500 MPa

Tensão na Fratura 50 mm/min ISO 527 23 MPa

Tensão no Limite de

Escoamento 50 mm/min ISO 527 32 MPa

Deformação na Fratura 50 mm/min ISO 527 >50 %

Deformação no Limite de

Escoamento 50 mm/min ISO 527 13 %

Izodentalhado 23 oC ISO 180 4,1 KJ/m2

Térmicas

HeatDeflectionTemperature 0,45 MPa não

recozido ISO 75B 94 oC

VicatSofteningTemperature A50 (50oC/h –

10N) ISO 306 152 oC

20

Preparação do pó de pneu

5) Separação granulométrica

O material recebido se encontrava em diversas granulometrias sendo necessária

a sua separação em faixas de tamanho ideais para serem utilizados na fabricação dos

compósitos.

De acordo com a patente USS 6,262,175 B1 [9] o tamanho ideal de partículas

para a fabricação se encontra na faixa de tamanhos entre 150 µm e 840 µm (peneiras

Tyler 100 mesh e 20 mesh respectivamente). Granulometrias menores que 150 µm não

são normalmente utilizadas devido aos altos gastos energéticos e econômicos para

serem obtidas e partículas maiores que 840µm tendem a gerar compósitos com baixas

propriedades mecânicas.

Para realizar a separação dos grânulos foi utilizado o equipamento ro-tap no

Laboratório de Tecnologia Mineral (PEMM/COPPE) representado na figura 17, este

equipamento é amplamente utilizado no processo de peneiramento de partículas sólidas

em uma ampla faixa de tamanhos.

Figura 17: Equipamento ro-tap (esquerda) e pó de pneu separado por granulometria (direita)

21

A sequência de peneiras utilizadas no peneiramento do pó de pneu pode ser

observada na tabela 3.

Tabela 3: Sequência de peneiras utilizadas e granulometrias retidas

Abertura da peneira (µm) Granulometria das partículas

retidas (µm)

4000 Partículas > 4000

2000 2000 < Partículas < 4000

1000 1000 < Partículas < 2000

850 850 < Partículas < 1000

500 500 < Partículas < 850

300 300 < Partículas < 500

150 150 < Partículas < 300

Fundo Partículas < 150

Foram selecionados os grânulos de na faixa de tamanho entre 150µm e 300µm

para a realização dos tratamentos. Os grânulos passaram por um processo de separação

magnética após o peneiramento para a remoção de partículas metálicas que poderiam

estar presentes.

22

6) Densitometria

Após a separação o pó de pneu foi submetido a uma análise de densidade para

podermos calcular a massa necessária de material para ser utilizada na mistura do

material. As medidas de densidade foram realizadas no picnômetro de gás AccuPyc II

1340 (micromeritics), figura 18.

Figura 18: Picnômetro utilizado para a medida da densidade do pó de pneu

O picnômetro de gás é um equipamento de alta precisão capaz de medir o

volume real de uma amostra devido a injeção de um gás inerte (nitrogênio ou hélio)

através da variação de pressões decorrentes do processo. Este método se mostra mais

eficiente para a medição de volume do que o método de Arquimedes em um líquido

devido à maior capacidade de permeação dos gases nos poros das amostras.

O equipamento consiste de duas câmaras de volume conhecido, a primeira sendo

a câmara de expansão e a segundo a câmara da amostra. As duas câmaras são

conectadas por uma válvula.

Antes da análise a amostra passa por uma etapa de purga para a remoção de

gases contaminantes e umidade da câmara. Após a purga a câmara de amostra é isolada

da câmara de expansão e é pressurizada até uma pressão P1 (17 psig). Em seguida a

válvula que conecta as duas câmaras é aberta e ocorre uma queda para a pressão P2. O

volume do sólido pode ser então calculado pela equação:

23

𝑉𝑠 = 𝑉𝑎 −𝑉𝑒

𝑃1

𝑃2− 1

Aonde:

P1 = Pressão da câmara daamostra pressurizada

P2 = Pressa da câmara da amostra conectada a câmara de expansão

Vs = Volume do sólido

Va = Volume da câmara da amostra

Ve = Volume da câmara de expansão

Obtendo o valor do volume do sólido e com o valor da massa, o equipamento

calcula o valor da densidade da amostra. Para cada amostra utilizada o aparelho realiza

diversas medidas. Na tabela 4 podemos observar a densidade calculada para dois corpos

de prova distintos (amostra 1002 e 1003):

Tabela 4: Densidades calculadas para duas massas distintas de pó de pneu

Amostra Densidade (g/cm3) Desvio Padrão

1002 - Medida 1 1,2099 ± 0,0031

1002 - Medida 2 1,2080 ± 0,0012

1002 - Medida 3 1,2084 ± 0,0016

1002 - Medida 4 1,2059 ± 0,0009

1003 - Medida 1 1,2090 ± 0,0017

1003 - Medida 2 1,2090 ± 0,0017

1003 - Medida 3 1,2067 ± 0,0005

1003 - Medida 4 1,2072 ± 0,0007

Os valores médios para a densidade em cada corpo de prova foramaproximados então

para 1,21 g/cm3.

24

7) Tratamento de PECVD

O tratamento das amostras foi realizado em um reator de plasma indutivo

construído no Laboratório de Superfícies e Filmes Finos (COPPE/PEMM) [17]. O pó de

pneu foi inserido em um porta amostra de vidro borossilicato que foi rotacionado

durante o tratamento, expondo assim todo o material ao plasma e garantindo um

tratamento uniforme em todas as partículas, figura 19.

A fonte de energia utilizada no reator foi uma fonte RF (13,56 MHz) acoplada a

um sistema de adaptação para o controle da impedância do sistema. A rede de adaptação

é então ligada a uma bobina indutiva que envolve a câmara externa do reator e gera o

campo magnético necessário para a formação do plasma.

O sistema de geração de vácuo é composto por uma bomba mecânica presente

em uma das extremidades da câmara externa e o fluxo de gás de trabalho, localizado na

outra extremidade do reator, é controlado com uma válvula manual. A pressão do

sistema é controlada com o uso de um medidor de pressão.

Figura 19: Esquematização do reator indutivo utilizado (esquerda) [17], foto do reator

(direita) e porta amostras (abaixo)

25

Devido às dimensões do reator utilizado foi necessário repetir cada tratamento

do pó diversas vezes para ser obtida a quantidade necessária de material para realizar a

mistura com polipropileno no termo misturador.

Foram utilizados como gases de trabalho o ar atmosférico, SF6 e o metano, os

parâmetros utilizados em cada tratamento se encontram na tabela 5.

Tabela 5: Parâmetros utilizados em cada tratamento

Gás de trabalho Potência (W) Pressão de

trabalho (mbar)

Pressão de base

(mbar)

Tempo

(minutos)

Ar atmosférico 60 2x10-1 4x10-2 20

SF6 80 2x10-1 4x10-2 20

Metano 60 2x10-1 4x10-2 20

Durante os tratamentos foi observada a formação de um filme de cor alaranjada

na superfície do vidro do reator, possivelmente devido a liberação de voláteis de baixa

massa molecular.

a) SF6

Como foi provado por CORDEIRO [14] o tratamento com plasma de SF6 é

capaz aumentar a adesão entre um reforço de fibras de madeira e uma matriz de

polipropileno ao incorporar átomos de flúor à superfície do material. Neste trabalho

partículas de pneu foram tratadas com plasma de SF6 para tentar reproduzir os

resultados obtidos no tratamento com fibras de madeira.

A potência de 80W foi utilizada para prover energia o suficiente para que os íons

de flúor incidissem sobre a superfície e possivelmente quebrassem as ligações químicas

na camada superficial do material e incorporasse o flúor reativo presente no plasma ao

material.

26

b) Metano

A utilização de um gás precursor de hidrocarbonetos, como metano, na técnica

de PECVD pode levar a formação de filmes de carbono amorfo com propriedades

poliméricas, conhecidos como PLC, ou “polymer like carbon”. [18]

O tratamento com plasma de metano foi utilizado para a deposição de filmes de

PLC na superfície das partículas de pó de pneu formando um recobrimento sobre o

material. Devido à estrutura química dos filmes de PLC, compostos principalmente por

ligações de carbono sp2, esse material possui alto caráter apolar. [18]

Devido a essas propriedades acredita-se então que a deposição de um filme fino

de PLC sobre o pó de pneu poderia reduzir a tensão superficial entre as partículas e a

matriz de polipropileno, melhorando então a adesão entre a carga e a matriz. [7, 8]

c) Ar atmosférico

O plasma de ar atmosférico foi utilizado devido a sua atuação no aumento da

rugosidade das amostras por conta dos efeitos de etching e sputtering característicos

desta técnica [19]. O aumento da rugosidade pode causar o aumento da adesão entre a

matriz e a carga devido ao efeito de ancoramento mecânico.

27

Preparação dos corpos de prova

Os corpos de prova foram preparados com 70% de fração mássica de pó de pneu

e 30% de polipropileno, essa proporção foi selecionada de acordo valores encontrados

na literatura. [20]

1) Mistura e Moagem

As misturas de polipropileno com pó de pneu foram realizadas em um

equipamento Brabender Plastograph 2 hands no Instituto de Macromoléculas

(IMA/UFRJ).

O equipamento consiste em uma câmara metálica com três termopares

independentes para o controle da temperatura e um par de roscas (rollers) utilizadas

para cisalhar e misturar os materiais desejados. Antes do processo de mistura a câmara

metálica é aquecida até uma temperatura desejada (acima da Tm do termoplástico e

abaixo da temperatura de degradação da borracha) e os materiais são então inseridos na

câmara, o termoplástico é fundido devido às altas temperaturas e devido a ação dos

rollers ocorre a mistura física da matriz e da carga desejada (pó de pneu).

As misturas foram realizadas na temperatura de 180oC com uma rotação de 60

RPM durante cinco minutos. Após a mistura foram obtidas as massas de termoplástico

vulcanizado, para a utilização deste material na injetora foi necessário realizar sua

moagem. Para a moagem foi usado um moinho de facas modelo SL – 30, figura 20.

Figura 20: Moinho de facas utilizado (esquerda) e a mistura de polipropilenocom pó de pneu

moída (direita).

28

2) Injeção

O processo de injeção foi realizado em uma mini injetora Thermo Scientific

HAAKE™ no Instituto de Macromoléculas (IMA/UFRJ), apresentada na figura 21, os

parâmetros de injeção utilizados se encontram na tabela 6. Não foram utilizadas

temperaturas mais elevadas para evitar a perda de voláteis do pó de pneu.

Tabela 6: Parâmetros de injeção utilizados

Temperatura de

injeção (oC)

Temperatura do

molde (oC)

Pressão de

injeção (bar)

Pressão de

recalque (bar)

190 30 450 250

Os flocos de TPV foram mantidos cerca de 1 minuto na câmara de aquecimento

antes de serem injetados para garantir a fusão completa do material antes de ser

injetado. Foram produzidos corpos de prova no formato de alteres para o ensaio de

tração e retangulares para o ensaio de DMA.

Os corpos de prova produzidos apresentaram bom acabamento final, figura 21,

nenhuma dificuldade de fabricação foi observada durante o processo.

Figura 21: Mini injetora usada e corpos de prova fabricados

29

Caracterização

1) Termogravimetria e Termogravimetria Derivada

O ensaio de termogravimetria consiste em analisar a variação de massa de um

material em função da temperatura/tempo enquanto a amostra é aquecida a uma taxa

pré-determinada, em uma atmosfera selecionada pelo operador. A figura 22 mostra uma

curva típica de um ensaio de TGA. [21]

Esta técnica é amplamente utilizada uma vez que é possível analisar propriedades como:

• Desidratação

• Oxidação

• Combustão

• Temperatura de degradação (estabilidade térmica)

• Composição mássica de cada constituinte

Figura 22: Exemplo de curva TG com aquecimento constante e três constituintes A B e C

Na termogravimetria derivada (DTG) as curvas são traçadas a partir da primeira

derivada da curva TG em função do tempo (dM/dt) ou da temperatura (dM/dT), neste

gráfico os patamares de perda de massa são substituídos por picos representando cada

processo térmico, observada na figura 23, que ocorre em uma determinada temperatura.

[21]

30

Figura 23: Curva DTG em comparação a curva TG [6]

As análises de termogravimétricas feitas nos pós de pneu não tratado e no

tratado com plasma de SF6, para averiguar se o material passou por um processo de

degradação durante o tratamento de PECVD. As medidas foram realizadas em um TA

Instruments TGA Q50, figura 24. A faixa da temperatura analisada foi de 23oC até

700oC em uma atmosfera de nitrogênio (fluxo de 50 ml/minuto) com uma taxa de

aquecimento de 10oC/minuto.

Figura 24: TGA utilizado durante o experimento

31

2) FTIR

A espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) consiste

na incidência de um feixe eletromagnético de comprimentos de onda dentro da faixa do

infravermelho sobre uma amostra sólida, liquida ou gasosa. [22]

A técnica se baseia na existência das frequências de vibrações naturais das

ligações covalentes nas quais, ao absorverem energia de frequência específica, se

movimentam em determinados padrões (estiramento simétrico, estiramento assimétrico,

dobramento angular, torção, balanço e rotação). [22]

Desta forma ao direcionarmos um feixe, de intensidade conhecida, de diversos

comprimentos de onda sobre um material suas ligações irão absorver apenas

comprimentos de onda específicos de acordo com as ligações químicas presentes.

Permitindo assim à análise da composição química do material. [22]

Os espectros dos pós de pneu foram realizadas em um equipamento Thermo

Scientific iS50 FT-IR, figura 25, através do método ATR com um cristal de diamante na

faixa de 400 – 4000 cm-1.

Figura 25: aparelho de FTIR utilizado nas medidas

32

3) Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC)

A técnica de calorimetria exploratória diferencial é amplamente utilizada na área

de polímeros para detectar fenômenos termicamente ativados como a fusão, a formação

de cristais ou a passagem do material pela temperatura de transição vítrea [21].

Podemos observar uma curva típica de DSC na figura 26.

Figura 26: Exemplo de curva fluxo de calor/temperatura obtida em uma medida de DSC (Tg –

Temperatura de transição vítrea, Tc – Temperatura de cristalização e Tm – Temperatura de

fusão)

As amostras analisadas pela técnica passam por dois processos de aquecimento,

o primeiro aquecimento revela o histórico termomecânico adquirido pelo material

durante sua fabricação ou utilização como a cristalização induzida pela aplicação de

tensões. O material é então fundido, apagando seu histórico termomecânico, e a amostra

é resfriada. Logo em seguida o corpo de prova é aquecido novamente e pode ser

observado na curva obtida as propriedades do material. [21]

Transição Vítrea (Tg)

A temperatura de transição vítrea pode ser observada na curva de DSC como

uma mudança da linha de base do material. Como a Tg ocorre em uma faixa de

temperatura normalmente o valor estabelecido para ela é o valor médio da faixa de

temperatura aonde ocorre o fenômeno.

33

Temperatura de cristalização (T c)

A temperatura de cristalização pode ser identificada como um pico exotérmico

(transição de primeira ordem) e como na Tg é um fenômeno que ocorre em uma faixa de

temperaturas, a temperatura tomada como Tc é a temperatura do ponto de inflexão do

pico endotérmico.

Temperatura de fusão (Tm)

O processo de fusão dos cristais pode ser observado como pico endotérmico

(transição de primeira ordem) e a temperatura normalmente definida como a Tm do

material é a temperatura do ponto de inflexão do pico.

Através do pico de fusão cristalina é possível a obtenção do grau de

cristalinidade do material pode então ser definida através do cálculo:

Calculando a área do pico obtemos:

∫ 𝐹𝑙𝑢𝑥𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟 ∗ d𝑇 =𝐽 ∗ 𝐾

𝑔 ∗ 𝑠

Dividindo pela taxa de aquecimento:

𝐽∗𝐾

𝑔∗𝑠

𝐾

𝑠

=𝐽

𝑔= Δ𝐻𝑚

Aonde ΔHm é a entalpia de fusão do material. Podemos calcular o grau de

cristalinidade do material dividindo a entalpia de fusão hipotética calculada (supondo

100% de cristalinidade):

𝑋 = (Δ𝐻𝑚

Δ𝐻𝑚0 ) ∗ 100

As medidas de DSC foram realizadas em um equipamento NETZSCH DSC

204F1 Phoenix no Instituto de Macromoléculas (UFRJ), figura 27. Os ensaios foram

realizados com o intuito de analisar se o pó de pneu tratado apresentaria alguma

alteração na cristalinidade do polipropileno.

34

As medidas foram realizadas em atmosfera de nitrogênio para evitar a oxidação

do material durante o ensaio, o recipiente utilizado foi um cadinho de alumínio furado

na superfície e as amostras analisadas foram cortadas diretamente dos corpos de prova

de tração não utilizados. O ciclo térmico consistiu em quatro etapas:

• O primeiro aquecimento até a temperatura de 200oC com taxa de aquecimento

de 10oC/minuto

• O primeiro resfriamento até -50oC com a taxa de resfriamento de 30oC/minuto

• O segundo aquecimento até a temperatura de 200oC com taxa de aquecimento de

10oC/minuto

• O segundo resfriamento até 20oC com a taxa de resfriamento de 30oC/minuto

Os resultados obtidos foram analisados no software da NETZSCH Proteus®, e as

áreas medidas dos picos foram delimitadas de acordo com a primeira derivada da curva.

Os cálculos da cristalinidade foram realizados considerando um valor de entalpia de

fusão de 104 J/g para o polipropileno homopolímero. [20]

Figura 27: DSC utilizado nos ensaios

35

4) DMA

A técnica de análise térmica dinâmico-mecânica consiste no estudo da resposta

mecânica de um material a aplicação de um esforço mecânico dinâmico em uma faixa

de temperatura pré-determinada. Ela é utilizada para obter dados precisos de módulo de

elasticidade, módulo de cisalhamento, temperatura de transição vítrea e a temperatura

de fusão de um determinado material e seus constituintes. [21]

Quando um material visco elástico é exposto a uma tensão senoidal (dentro do

limite de elasticidade linear) ele irá sofrer uma deformação em resposta a este esforço.

Materiais perfeitamente elásticos apresentam uma deformação instantânea em relação à

aplicação desta carga, ou seja:

σ(t) = σo ∗ 𝑠𝑒𝑛(𝜔 ∗ 𝑡)

휀(𝑡) = 휀𝑜 ∗ 𝑠𝑒𝑛(𝜔 ∗ 𝑡)

Em um material viscoso a resposta a aplicação de carga está fora de fase com a carga

aplicada no material (π/2):

σ(t) = σo ∗ 𝑠𝑒𝑛(𝜔 ∗ 𝑡)

휀(𝑡) = 휀𝑜 ∗ 𝑠𝑒𝑛 (𝜔 ∗ 𝑡 +𝜋

2)

Os materiais viscoelásticos apresentam tanto caráter elástico quanto viscoso, ou

seja, sua resposta a aplicação de um esforço mecânico se encontra entre a resposta de

um material puramente elástico e um material puramente viscoso. Podemos então

definir como o módulo de elasticidade de um corpo de prova viscoelástico como:

𝐸∗ = 𝐸′ + 𝑖𝐸′′

𝐸′ = (𝜎𝑜

𝜖𝑜) cos 𝛿

𝐸′′ = (𝜎𝑜

𝜖𝑜) 𝑠𝑒𝑛 𝛿

36

Aonde E’ é o módulo de armazenamento (parcial elástica), E’’ é o módulo de

perda (parcial viscosa) e δ e o deslocamento da fase. A temperatura de transição vítrea

pode ser obtida encontrando o valor máximo da tangente δ, figura 28, aonde:

tan 𝛿 =𝐸′′

𝐸′

Figura 28: Exemplo de curva obtida em um ensaio DMA

As medidas de DMA foram realizadas em um aparelho NETZSCH DMA 242,

figura 29, no LCPM (COPPE/UFRJ). Foi utilizado o ensaio de flexão em 3 pontos em

corpos de prova retangulares de dimensão 40x10x3 mm para a obtenção dos resultados.

A frequência de ensaio foi mantida em 1Hz, a temperatura de varredura foi de -100oC a

110oC a uma taxa de aquecimento de 2oC/min.

Figura 29: Equipamento de TGA utilizado

37

5) MEV

O microscópio eletrônico de varredura (MEV) consiste de um equipamento

capaz de gerar uma imagem de uma amostra através da utilização de um feixe de

elétrons, diferentemente dos microscópios tradicionais que utilizam a luz visível para

analisar um material. Isso possibilita que o MEV seja capaz de apresentar resoluções

muito superiores as de um microscópio óptico. [21]

O funcionamento do MEV se dá pela incidência de um feixe de elétrons sobre

uma amostra. Ao interagir com os átomos da superfície o feixe de elétrons causa uma

serie de respostas como a geração de elétrons secundários, a emissão de elétrons retro

espalhados, emissão de raios-x característicos. [21]

A análise da topografia das amostras é realizada através da detecção de elétrons

secundários emitidos pela superfície da amostra, figura 30.

As amostras isolantes devem ser recobertas por um material condutor capaz de

suportar as baixas pressões e a incidência do feixe de elétrons, isso é necessário, pois

amostras isolantes acumulam carga eletrostática durante a obtenção das medidas,

impedindo a incidência do feixe de elétrons e a obtenção da imagem. [21]

Neste trabalho foi utilizado um equipamento do modelo VEJA 3 TESCAN para

a obtenção das imagens. A energia dos feixes de elétrons utilizados foi de 15 KeV. As

amostras foram recobertas com ouro através da técnica de sputtering.

Figura 30: Esquema de funcionamento de um MEV

38

Ensaio de Tração

A resposta mecânica de um material compósito pode ser correlacionada com a

adesão das fases presentes devido à transferência de cargas entre a matriz e o reforço

[10].

O aumento da adesão entre as partículas de pó de pneu e a matriz de

polipropileno

levaria a um aumento da tenacidade do material, aumentando a deformação sofrida em

relação ao material não tratado. [10, 20]

Os corpos de prova utilizados para os ensaios de tração estão de acordo com a

norma ASTM D638-14 (tipo V). Foram realizados cinco ensaios para cada um dos

tratamentos realizados.

Os ensaios foram realizados em uma máquina universal de ensaios mecânicos

INSTRON 5567, figura 31, a velocidade de travessão utilizada foi de 50 mm/min, a

temperatura durante o ensaio era de 23oC e a umidade de 70%.

Devido às dimensões dos corpos de prova utilizados não foi possível utilizar um

extensômetro para medir a deformação durante os ensaios, os resultados obtidos foram

calculados em razão da distância entre as duas pinças do equipamento de tração.

O limite de escoamento do material foi definido através da interseção de duas

linhas tangentes, uma tangente a região elástica da curva e outra tangente a região de

deformação plástica, próxima a fratura do material, figura 31.

Figura 31: Equipamento utilizado para realizar o ensaio de tração (esquerda) e método

utilizado para determinar o limite de escoamento do material (direita)

39

CAPITULO V–RESULTADOS

As imagens e tabelas contendo os resultados obtidos nos ensaios se encontram

em maior resolução no anexo do trabalho.

TGA e DTG

A figura 32 apresenta as curvas de TGA e DTG do pó de pneu não tratado e do

pó de pneu tratado com plasma de SF6. Devido a presença de plastificantes,

antioxidantes, óleos, elastômeros, negro de carbono e outros aditivos inorgânicos a

análise das curvas de TGA e DTG de pneus são dificultadas pela sobreposição das

reações de degradação que ocorrem durante o processo. [23, 24]

Figura 32: Curvas TGA e DTG do pó de pneu tratado (esquerda) e do pó de pneu não tratado

com plasma (direita)

Podemos observar um pequeno pico na curva DTG próximo a temperatura de

103oC característico do processo de desidratação, após o tratamento com plasma não é

possível observar o pico de evaporação de água.

A perda de massa que ocorre até cerca de 300oC – 340oC [23, 24] está

relacionada a evaporação de voláteis presentes no material. Para estimar a massa de

voláteis nas amostras foi utilizada a faixa de temperaturas de 105oC até 300oC.

Os dois picos presentes nas temperaturas de 350oC e 425oC estão relacionados

com o processo de degradação dos elastômeros presentes no pó de pneu e de acordo

com a literatura correspondem principalmente a presença de NR (350oC) e SBR

40

(425oC). Porém as temperaturas máximas dos picos encontradas diferem das

encontradas na literatura (NR – 378oC e SBR – 463oC) [25], possivelmente por

diferenças na composição química dos elastômeros analisados ou devido a degradações

sofridas pelo material em sua aplicação anterior.

Tabela 7: TGA em atmosfera de N2 do pó de pneu não tratado

Temperatura (oC) Processo Perda de massa (%)

103 Desidratação 0,10

105–300 Evaporação de voláteis 9,86

350 Degradação 1 21,09


--------- Massa restante 39,26

Tabela 8: TGA em atmosfera de N2 do pó de pneu tratado com plasma de SF6

Temperatura (oC) Processo Perda de massa (%)

103–300 Evaporação de voláteis 8,41



--------- Massa restante 41,32

Comparando as tabelas 7 e 8 podemos observar que houve perda de massa dos

voláteis (de 9,86% para 8,41% da massa total) e uma perda de massa na faixa de

temperatura do primeiro pico de degradação (de 21,09% para 17,91%).

Podemos concluir então que ao serem expostas as temperaturas e pressões dos

tratamentos de PECVD o pó de pneu passou por um processo de perda de aditivos e de

degradação de suas cadeias poliméricas, prejudicando assim as propriedades mecânicas

das misturas.

A massa restante pode ser atribuída ao negro de fumo e as cargas inorgânicas

presentes no material.

41

FTIR

A leitura do espectro de FTIR das amostras é dificultada pela presença do negro

de fumo no pó de pneu, cujas partículas são fortes absorvedoras da radiação

infravermelha [26] mascarando assim o espectro do material e impedindo a obtenção de

uma leitura eficiente, figura 33. Na figura 34 observamos os espectros obtidos de cada

amostra analisada

Figura 33: Efeito do aumento da quantidade de negro de carbono no espectro obtido [26]

Figura 34: Espectros de FTIR obtidos dos pós de pneu tratados

42

Figura 35: FTIR com a correção de linha de base

Nas curvas apresentadas na figura 35 foram realizadas as correções dos

espectros obtidos através da subtração da curva de base, com o uso do software Omnic.

Podemos identificara presença de um pico largo em torno de 3600 – 3000 cm-1 típico da

presença de grupos hidroxila (OH). Os picos entre 3000 – 2800 cm-1 são característicos

das ligações C-H e podem ser observados em grande parte dos materiais poliméricos

orgânicos. [22]

Comparando os espectros não foi possível observar nenhuma diferença

significativa, possivelmente devido à forte sobreposição do sinal devido à presença de

negro de carbono na borracha.

43

Ensaio de Tração

Nas figuras 36, 37 e na tabela 9 estão apresentadas as curvas típicas para o

ensaio de tração dos corpos de prova analisados e seus resultados, os resultados obtidos

e as curvas de cada ensaio de tração realizado podem ser observados no anexo.

Figura 36: Curvas de tensão/deformação dos corpos de prova ensaiados

Tabela 9: Resultados médios obtidos através das curvas tensão deformação (LE* – Limite de

escoamento)

Médias

Modulo de Young

(MPa) Deformação

LE (%) Tensão LE

(MPa) Deformação

na Fratura (%) Tensão na

Fratura (MPa)

Não tratado

376,71 ± 52,24 8,33 ± 0,3 6,26 ± 0,64 57,47 ± 2,60 10,24 ± 0,73

SF6 380,34 ± 7,88 8,58 ± 0,27 7,29 ± 0,18 37,07 ± 3,72 11,29 ± 0,32

Metano 375,71 ± 20,22 8,69 ± 0,28 7,06 ± 0,18 41,64 ± 2,77 10,63 ± 0,40

Ar atmosférico

391,79 ± 17,9 7,97 ± 0,36 6,62 ± 0,19 39,12 ± 2,24 10,14 ± 0,23

44

Figura 37: Gráficos barra dos resultados obtidos

Observa-se que os corpos de prova produzidos com pó de pneu tratado com

plasma de SF6 e metano apresentam um aumento na tensão e na deformação no limite

de escoamento. Os corpos de prova tratados com ar atmosférico também apresentaram

um aumento na tensão no limite de escoamento, porém a deformação no limite de

escoamento se demonstrou inferior à dos corpos de prova não tratados, figura 37. Os

corpos de prova de pneu tratado apresentaram também maior homogeneidade dos

resultados do que os não tratados.

O módulo de Young permaneceu inalterado em todos os corpos de prova

analisados, porém como no caso da tensão no limite de escoamento as amostras tratadas

apresentaram menor dispersão dos valores.

Todos os corpos de prova tratados apresentaram redução no limite de

escoamento em relação aos corpos de prova não tratados, acredita-se que o material

tenha sofrido um processo de degradação e perda de voláteis devido a longa exposição

às pressões e temperaturas do tratamento de PECVD.

Os resultados obtidos diferem dos encontrados na literatura [10, 20] em que o

aumento da adesão entre o pó de pneu e o polipropileno levam a uma redução do limite

de escoamento e a um aumento na deformação resistida pelo material.

45

DSC

Figura 38: Curvas DSC do segundo aquecimento

Ao analisamos as curvas referentes ao segundo aquecimento dos corpos de

prova, não foi possível observar a mudança de inclinação na linha de base característica

do processo de transição vítrea do polipropileno. Todas as misturas apresentaram o pico

de fusão cristalina dentro de faixa de (160,85±0,53)oC característica do polipropileno.

Na curva de segundo aquecimento a área dos picos de fusão foi calculada para

cada mistura. Podemos observar que os valores de entalpia de fusão das amostras não

sofreram grandes alterações, figura 38, indicando que o tratamento das partículas de

pneu não causou modificações no processo de cristalização do polipropileno na mistura,

tabela 10. Esses resultados estão de acordo com os resultados obtidos dos ensaios

tração.

46

Tabela 10: Entalpia de fusão das misturas de polipropileno com pó de pneu

Corpo de prova Temperatura de

fusão (oC)

Entalpia de

fusão (J/g)

Cristalinidade (%)

Não tratado 160,3 25,86 24,87

SF6 161,2 24,14 23,21

Metano 161,4 23,74 22,83

Ar atmosférico 160,5 24,70 23,75

47

DMA

Ao analisarmos as curvas podemos constatar que não houve alterações no

comportamento termomecânico das amostras após o tratamento com plasma, como visto

nas figuras 39, 40 e na tabela 11, o módulo de armazenamento e as temperaturas de

transição vítrea permaneceram inalterados após o tratamento de PECVD.

As curvas de módulo de armazenamento apresentam três patamares distintos,

apresentando pontos de inflexão próximos as temperaturas de -90oC, -60oC e -7oC.

Observando a curva de tangente δ encontramos picos nas temperaturas de -56oC e 5oC.

É possível que exista um pico próximo a temperatura de -90oC mas que ele tenha sido

sobreposto pelo fenômeno que ocorre na faixa de temperatura de -56oC.

De acordo com a literatura as temperaturas de -56oC e 5oC correspondem

respectivamente as temperaturas de transição vítrea de um dos elastômeros presentes no

pó de pneu e do polipropileno [20].

Acredita-se que o ruído observado a partir da temperatura de 40oC esteja ligado

a fenômenos térmicos dos aditivos e cargas presentes no material.

Figura 39: Curvas de módulo de armazenamento e de tangente de delta das amostras

48

Figura 40: Sobreposição das curvas de módulo de armazenamento e tangente δ

Tabela 11: Temperaturas de pico das curvas tangente

Corpo de prova Tg – Pico 1 (oC) Tg – Pico 2 (oC)

Não tratado -56,0 5,0

SF6 -55,4 1,8

Metano -55,8 3,5

Ar atmosférico -56,0 6,2

49

MEV

As imagens apresentadas nas figuras 41, 42 e 43 mostram as superfícies de

fratura dos corpos de prova tracionados. No anexo se encontram as imagens com as

medidas das partículas e vazios presentes.

Figura 41: Aumento de 60x, 1) não tratado, 2) SF6, 3) metano, 4) ar atmosférico

50

Na figura 41 podemos observar que as partículas de pó de pneu presentes na

mistura se encontram distribuídas pela matriz de polipropileno e não formaram

aglomerados como esperado de uma mistura entre dois materiais de energia superficial

dissimilares. [7]

Todos os corpos de prova apresentam um caráter frágil semelhante em suas

zonas de fratura. As partículas de pó de pneu presente no material não romperam

durante o ensaio de tração, mostrando que a não houve aumento suficiente da adesão

entre os grânulos de pneu e a matriz de polipropileno que possibilitasse uma

transferência de cargas eficiente entre os materiais.

51

Figura 42: Aumento de 200x, 1) não tratado, 2) SF6, 3) metano, 4) ar atmosférico

Na figura 42 está apresentado o aumento de 200x na superfície da fratura dos

corpos de prova. Podemos confirmar que as partículas de pneu se encontram inteiras e

que o polipropileno sofreu deformação plástica, indicando a falta de adesão entre os

materiais.

As superfícies apresentam também grande quantidade de vazios, de tamanho

correspondente com o das partículas de pneu adicionadas a mistura, característicos de

misturas de baixa adesão.

Partícula de pneu

Polipropileno

Partícula de pneu

Polipropileno

Polipropileno

Partícula de pneu

Partícula de pneu

Polipropileno

52

Durante a microscopia não foi possível observar defeitos como poros ou

inclusões nos corpos de prova, indicando que os parâmetros de fabricação selecionados

para o processamento das misturas foram eficientes.

Na figura 43 podemos ver a falta de adesão entre as partículas individuais de pó

de pneu com a matriz de polipropileno devido à presença de vazios entre o as partículas

de pneu e a matriz termoplástica.

Figura 43: 1) não tratado (aumento de 1000x), 2) SF6 (aumento de 1000x), 3) metano(aumento

de 1000x), 4) ar atmosférico (aumento de 5000x)

53

CAPÍTULO VI – CONCLUSÃO

Neste trabalho foram fabricados termoplásticos vulcanizados com 70% em peso

de pó de pneu em sua composição. Os grânulos de pneu utilizadas nas misturas foram

tratados com os plasmas de metano, SF6 e ar atmosférico para aumentar a adesão entre

as partículas e a matriz. As misturas produzidas apresentaram bom acabamento

superficial e boa distribuição das partículas.

As curvas de TGA e DTG do pó de pneu mostraram a degradação do pó de pneu

tratado com plasma. A degradação do material ocorreu em razão da temperatura,

pressão e tempo do tratamento utilizado.

Os espectros de FTIR se mostraram ineficientes para o estudo de possíveis

alterações na estrutura do material em função do forte efeito das cargas de negro de

fumo presentes no pó de pneu.

As curvas de DMA não mostraram alterações significativas nas propriedades

termo mecânicas do material após o tratamento com plasma e os ensaios de DSC não

demonstraram mudanças na cristalinidade do polipropileno.

Os corpos de prova produzidos com pó de pneu tratado com plasma de SF6 e

metano apresentaram um aumento na tensão e na deformação no limite de escoamento

do material possivelmente devido à redução da tensão superficial entre as partículas de

pneu e o polipropileno após o tratamento.

As misturas de pó de pneu tratado com plasma de ar atmosférico demonstraram

uma redução na deformação no limite de escoamento, provavelmente pela incorporação

de átomos de oxigênio durante o tratamento, aumentando a polaridade da superfície, e

por consequência, reduzindo a adesão entre a matriz e as partículas de pneu.

Todas as misturas de pó de pneu tratado apresentaram uma redução na

deformação na fratura, em razão da degradação sofrida pelo material observada nas

curvas de TGA e DTG.

O módulo de Young de todas as amostras não apresentou nenhuma alteração,

porém é relevante destacar que as amostras tratadas com plasma apresentaram maior

homogeneidade dos resultados do que as amostras não tratadas.

54

Conclui-se assim que o tratamento do pó de pneu com plasma de metano e de

SF6 pode ser capaz de melhorar as propriedades mecânicas das misturas de pó de pneu

com polipropileno, enquanto que o tratamento com ar atmosférico se demonstrou

ineficaz neste quesito.

É possível também que o pó de pneu tenha sofrido alterações em sua estrutura

química não observadas, o que pode afetar suas propriedades como absorção e difusão

de líquidos polares e apolares, características necessárias para válvulas e vedantes.

55

CAPÍTULO VII – TRABALHOS FUTUROS

• Realização de tratamentos de PECVD com diferentes paramentos de tempo,

potência e pressão

• Fabricação de corpos de prova com diversas proporções mássicas

• Ensaio de compressão

• Ensaio de dureza

• Ensaios de absorção em líquidos polares e apolares

• Análise química com a técnica de XPS

56

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60

Anexos

61

62

63

Não tratado CP

Modulo de Young (MPa)

Deformação LE (%)

Tensão LE (MPa)

Deformação na Fratura (%)

Tensão na Fratura (MPa)

A1 344,89 9,22 5,91 73,59 0,26

A2 382,85 7,99 6,20 53,04 10,15

A3 354,88 8,04 5,81 54,51 9,85

A4 458,75 7,87 7,81 50,05 11,30

A5 342,16 8,54 6,1 56,17 9,68

64

SF6 CP


Deformação LE (%)

Tensão LE (MPa)



S1 382,14 8,20 7,08 31,33 10,77

S2 385,34 8,72 7,32 41,00 11,48

S3 367,57 8,50 7,13 38,71 11,34

S4 378,90 8,94 7,5 38,43 11,59

S5 387,75 8,55 7,42 35,73 11,27

65

Metano CP


Deformação LE (%)

Tensão LE (MPa)



M1 377,11 8,44 6,90 42,00 10,42

M2 365,29 8,81 6,97 44,61 10,66

M3 404,28 8,37 7,37 41,60 11,31

M4 382,01 8,78 7,06 37,14 10,34

M5 349,85 9,03 7,00 42,87 10,41

66

Ar atmosférico CP


Deformação LE (%)

Tensão LE (MPa)



T1 414,63 7,41 6,48 37,01 9,84

T2 398,97 7,92 6,58 39,22 10,32

T3 373,08 7,95 6,45 41,90 9,95

T4 398,29 8,28 6,92 40,69 10,35

T5 373,99 8,29 6,67 36,77 10,22

67

DMA – SF6

DMA – Não tratado

68

DMA - Metano

DMA - Ar atmosférico

69

Não tratado -200x

SF6 -200x

70

Metano -200x

Ar atmosférico -200x

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Produção de polímeros termoplásticos vulcanizados ... · termoplásticos, o que gera um material com propriedades de um elastômero e capaz de ser reprocessado como um termoplástico