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RECICLAGEM MEC�ICA DE ESPUMAS RIGIDAS
Leonardo M. dos Santos1, Luiz A. M. Alimena2,3, Sandra Einloft1, 2, Jeane Dullius1,2, Rosane Ligabue1,2
1Faculdade de Química, PUCRS, Porto Alegre-RS
2 Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Tecnologia de Materiais, PUCRS, Porto Alegre-RS
3Termolar S.A., Porto Alegre - RS
O poliuretano (PU) é um dos polímeros mais utilizados na atualidade e em função disso, existe hoje uma crescente
preocupação com o descarte final deste material. Consequentemente, vários processos tem sido descritos como
possíveis para a reciclagem deste polímero. Este trabalho descreve a reciclagem mecânica de espumas rígidas usadas
como isolamento térmico em garrafas térmicas. A espuma de PU descartada foi micronizada e utilizada na produção de
nova espuma PU juntamente com as matérias-primas comerciais. A espuma reciclada obtida (4,5% em massa) possui
características similares a espuma virgem e este processo produz um ganho econômico de cerca de 47% comparado
com a venda do resíduo de espuma.
Palavras-chave: Reciclagem mecânica, poliuretano, espumas rígidas, MEV.
MECHA�ICAL RECYCLI�G OF RIGID FOAM
The polyurethane (PU) is one of most polymers used in the present and, and therefore, there is now a growing concern
about the disposal of this material. Consequently, several processes have been described as possible for the recycling of
this polymer. This paper describes the mechanical recycling of rigid foam used as insulation in vacuum. The PU foam
of micronized was used in the production of new PU foam along with the raw materials. The recycled foam obtained
(4.5% by mass) has characteristics similar to virgin foam and this process produces a financial benefit of about 47%
compared with the sale of residual foam.
.
Keywords: MechanicalrRecycling, Polyurethane, rigid foam, MEV. Introdução
Nos últimos 35 anos o poliuretano (PU) avançou de simples curiosidade de laboratório até
produtos comerciais de grande importância, saltando de uma produção total de 3,8 milhões de
toneladas em 2005 para 4,1 milhões de toneladas previstos para 2010[1].
Atualmente, os poliuretanos têm sido usados em variadas aplicações, como por exemplo,
PU`s flexíveis: colchões, estofados e assentos automotivos; PU`s semi-rígidos: largamente utilizado
na indústria automotiva na forma descansa braços, painéis, pára-choques; os PU`s micro-celulares:
na área calçadista e os PU`s rígidos: isolamento térmico de equipamentos de refrigeração
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residencial, comercial e industrial, nas carrocerias dos caminhões frigoríficos, isolamento térmico
para residências, etc. [1].
Como conseqüência do crescente uso deste polímero tornou-se fundamental a preocupação
com os resíduos sólidos gerados na fabricação e/ou no descarte final do produto. Em função disso,
vários processos têm sido descritos como possíveis formas de reutilização destes resíduos, tais
como, a reciclagem química, reciclagem mecânica (re-uso, moagem/pulverização, aglomeração por
prensagem e moldagem por compressão), entre outros [2-5].
Este trabalho apresenta uma reciclagem mecânica de espumas de PU provenientes de
espumas rígidas de peças descartadas na produção do isolamento térmico de garrafas térmicas de
uma empresa do sul do Brasil. Com relação à produção de resíduos de PU advindos de sistemas de
isolamento térmico, s cerca de 390 kg/mês (80% são de peças rejeitadas e os demais 20% são
perdas devido a limpeza do maquinário) [6].
As características da espuma reciclada (4,5% em peso de resíduo de PU) foram comparadas
com a espuma padrão (produzida a partir das matérias-primas comerciais).
Experimental
Material
A espuma utilizada na reciclagem é um PU rígido que faz parte do isolamento térmico do
produto comercial isotérmico da Termolar S.A. denominado de 1380 constituindo-se de 3 principais
partes: 1) corpo externo de PP; 2) corpo interno de PP e 3) Isolamento térmico de Poliuretano
rígido.
Para os ensaios, foram utilizados corpos de prova de material espumado em produtos
isotérmicos 1095 da Termolar S.A. em máquina dosadora de baixa pressão de marca Decker (USA).
Para a preparação da nova espuma (com 4,5% de resíduo de PU) foram utilizadas matérias-
primas comerciais: poliisocianato IsoPMDI 92140 (Basf), poliol Elastopor HBR 2010/3 (Basf).
Caracterização
O resíduo de espuma PU utilizado na reciclagem foi micronizado em um moinho de discos
da marca PALVES. Para espuma micronizada foi feita uma classificação granulométrica,
utilizando-se peneiras de 60, 150, 200 e 400 mesh. Utilizou-se como referência o procedimento
expresso na norma ASTM D 422, onde o tempo de peneiramento é alcançado quando não mais de
1% em massa do material numa peneira não ultrapassa essa peneira durante 1 minuto de
peneiramento.
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Para analisar a morfologia da espuma reciclada e compará-la com a espuma virgem utilizou-
se a técnica de microscopia eletrônica de varredura através de um equipamento PHILIPS modelo
XL30 com tensão de aceleração de 20 kV.
Reciclagem Mecânica
Inicialmente foi feita uma mistura de espuma micronizada com o poliol em um misturador
de batelada por 20 minutos e após, a mistura foi transferida para o tanque da máquina dosadora de
PU de baixa pressão da marca Decker, onde as matérias-primas (mistura espuma micronizada-poliol
e poliisocianato) são bombeadas para uma câmara de mistura que propicia a homogeneização dos
dois componentes. A temperatura de saída da mistura espuma micronizada-poliol foi de 18-25 oC e
do poliisocianato foi de 40-55 oC. A partir deste momento, a mistura escoa através da câmara
(rotação do cabeçote 7000 rpm) em um tempo de processamento de 10 minutos.
Resultados e Discussão
O resultado da classificação granulométrica realizada na espuma micronizada que foi usada
na reciclagem é descrita tabela 1.
Tabela 1 - Distribuição granulométrica da espuma micronizada.
Peneira (mesh) Tamanho (µm) Quantidade (%)
400 38 6,27
200 75 13,20
150 106 50,99
60 250 29,54
A análise granulométrica da espuma micronizada (tabela 1) mostra que a maior parte da
espuma que foi micronizada possui tamanho de partículas acima de 106 µm (80,53%). Desta forma,
a espuma micronizada não foi previamente separada para o uso na reciclagem mecânica.
A figura 1 apresenta as micrografias obtidas através da técnica de MEV para a espuma
virgem e a espuma reciclada.
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Figura 3. Micrografias das espumas (A) virgem e (B) reciclada.
As micrografias obtidas a partir da espuma virgem e da espuma reciclada (figura 3 a e b,
respectivamente) mostraram que não há nenhuma partícula solta (espuma micronizada) sobre a
superfície da espuma produzida através da reciclagem mecânica (figura 3b) quando comparada com
a espuma virgem (figura 3a). Além disso, a espuma reciclada possui características estruturais
semelhantes a da espuma virgem, onde o tamanho de poros na espuma virgem está entre 963-631
µm e na espuma reciclada está entre 1,03 mm -245 µm. Estes resultados mostram que as condições
usadas no processamento foram adequadas para produzir uma nova espuma PU a partir da
reciclagem mecânica.
A reutilização de resíduos de descarte de espumas rígidas tem um ganho real ambiental e
econômico. Uma estimativa da empresa Termolar S.A mostra que o ganho econômico utilizando-se
a reciclagem mecânica é de 47% comparada com a venda do resíduo de espuma.
A
B
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Conclusões
Este trabalho apresentou um método de reciclagem de espumas PU rígidas usadas em
isolamento térmico de garrafas térmicas comerciais. Os resultados mostraram ser possível a
reciclagem mecânica deste tipo de espuma para a produção de nova espuma rígida com 4,5% em
massa de espuma PU descartada. A utilização de espumas de PU para a produção de novas espumas
tem um impacto ambiental e econômico significativo.
Agradecimentos A empresa Termolar S.A. pela disponibilização da espuma rígida e do maquinário. Ao Laboratório
de Oraganometálicos e Resinas da PUCRS.
Referências Bibliográficas 1. D.Becker, Dissertação de Mestrado, Universidade Federal de Santa Catarina, 2002. 2. C. Molero, A. Lucas, J.F. Rodriguez Polymer Degradation and Stability 2006, 91, 894. 3. A. Marand, D. Karlsson, M. Dalene, G. Skarping Analytica Chimica Acta, 2004, 510, 109. 4. C-H. Wu, C-Y. Chang, J-K. Li Polymer Degradation and Satability, 2002, 75, 413. 5. D.W. Hatchett, G. Kodippili, J.M. Kinyanjui, F. Benincasa, L. Sapochak Polymer Degradation
and Satability, 2005, 87, 555. 6. Empresa Termolar S.A.
