Pead - Resumo.docx

UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS – UFAM FACULDADE DE TECNOLOGIA – FT DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA CIÊNCIA DA INFORMAÇÃO – FTQ002

RESUMO: POLIETILENO DE ALTA DENSIDADE

MANAUS – AMAZONAS 2016

Luiz Henrique Becker Moreira – Matrícula: 21203562 Samir do Nascimento Bessa – Matrícula: 21201044

RESUMO: POLIETILENO DE ALTA DENSIDADE

Trabalho

acadêmico

apresentado

à

Universidade Federal do Amazonas como obtenção de nota parcial para a disciplina de Ciência da Informação ofertada no período presente do curso de Engenharia Química.

Professor (a): Ocileide Custódio

MANAUS – AMAZONAS 2016

POLIETILENO DE ALTA DENSIDADE O Polietileno é um material resistente à altas temperaturas, e à maioria de materiais orgânicos e inorgânicos. Também é resistente à impactos físicos e não conduz eletricidade. O tipo de alta densidade, o Polietileno de Alta Densidade (PEAD) é um dos mais comuns. Muito utilizado para produtos moldados, filmes e películas, canos e tubulações, fibras e contêineres de gasolina e petróleo. (WEISBLATT, 2006) Segundo Costa (1982) os polietilenos apresentam uma boa inércia química, baixa condutividade elétrica e térmica, pequena energia livre superficial e propriedades mecânicas que são função, basicamente, de sua constituição química, massa molecular e do tipo de interação inter-cadeias, isto é, reticulação e cristalinidade. Em seu estudo, Costa (1982), avalia o método de modificação superficial de polietilenos (PEAD e PEBD) utilizando-se óxidos metálicos visando obter as condições ótimas das variáveis envolvidas no estudo (temperatura, concentração, tempo, etc.) e um aumento de capacidade de sorção dos mesmos. Os resultados prostraram-se satisfatórios quanto ao método e quanto à estabilidade dos produtos. Na produção do polietileno de alta densidade, um dos aspectos mais importantes está relacionado ao controle da qualidade. Segundo Mohr (2006,p. 14), “A propriedade final mais relevante, e que é especificada para todos os produtos, é o índice de fluidez – ou melt index (MI) – que está relacionado ao tamanho médio das cadeias poliméricas”. Esse valor de tamanho médio é muito importante para a produção de Polietileno de Alta Densidade. O trabalho de Mohr (2006) procura fazer uma estimativa para os parâmetros de modelo de uma planta de operação de produção de Polietileno de Alta Densidade. Para isso, são utilizados conjuntos de dados, e a partir destes, o controle do MI é possível por meio de alterações concernentes ao modelo. Um filtro de Kalman foi utilizado para atualizações online de parâmetros de modelo da planta. Muitos estudos estão sendo realizados para a obtenção de misturas poliméricas para modificações das propriedades mecânicas do PEAD, para diferentes fins. O trabalho de Schneider (2008), faz o uso de crisotila quimicamente modificada como carga em polietileno de alta densidade, e compara o desempenho de tais materiais com a matriz polimérica pura. Segundo o autor, resultados promissores foram obtidos quando a crisotila foi utilizada como mistura em composições diferentes com o PEAD. Foram utilizados dois organossilanos, um com cadeia curta e outro com cadeia maior. O primeiro demonstrou maior influência na resistência mecânica do material, enquanto que o segundo tem influência maior na capacidade de deformação do compósito.

Outro segmento de estudo sobre materiais compósitos poliméricos é o de desenvolvimento de novos compostos utilizando-se fibras naturais como reforço, devido ao baixo custo das fibras, biodegradabilidade, menor densidade e boas propriedades mecânicas. No trabalho desenvolvido por Mulinari (2009) foram desenvolvidos compósitos a partir de fibras de celulose do bagaço de cana de açúcar como reforço em polietileno de alta densidade (matriz). Foram avaliados os tratamentos superficiais das fibras, o percentual das fibras, o tipo de processamento, o uso de agente compatibilizante, o tipo de fibra natural e tratamento e as propriedades dos compósitos. Os resultados apontaram o melhoramento das propriedades mecânicas da matriz compostada em relação à matriz pura. A área de nanocompósitos também vem sendo estudada, devido à grande aplicabilidade que estes materiais possuem, e no range de propriedades que podem ser alteradas pela modificação estrutural num nível molecular. No trabalho de Beauvalet (2010), o nanocompósito de Polietileno de Ultra Alto Peso Molecular (PEUAPM) foi produzido pelo método de polimerização in situ, utilizando diferentes sistemas catalíticos. O PEUAPM alcança altos valores de peso molecular, chegando a 3 000 000 g/mol. Essa característica confere alta resistência à abrasão, boa resistência à corrosão, alta resistência à fratura por impacto, alta dureza e baixo coeficiente de atrito. A aplicabilidade do PEAD se estende, também, a projetos de reatores anaeróbicos em substituição aos mais comuns, de concreto e alvenaria, para projetos relacionados a produção de biogás. Segundo Bicalho (2007) o tratamento de resíduos em propriedades rurais pode ser feito por meio da biodigestão anaeróbia transformando matéria orgânica em biogás e biofertilizante. Em sua pesquisa, comparou os reatores indiano e chinês com o de PEAD e constatou que o último pode ser utilizado eficientemente como substituto. A degradação do PEAD pode ocorrer em qualquer estágio, desde a sua produção até seu uso final, mas, para a maioria das aplicações, a fase em que ocorre a maior degradação e de forma mais rápida é durante o processamento, quando o polímero é exposto a condições severas de cisalhamento e temperatura (MESQUITA, 2010). O trabalho realizado por Mesquita (2010) caracteriza alterações na estrutura química e propriedades do PEAD quando submetido à diferentes condições de processamento por extrusão (perfis de temperatura e aditivos antioxidantes). O autor observou que, com a adição de mais antioxidantes na formulação dos compostos antes de serem levados à extrusora, os mesmos mantinham propriedades semelhantes ao pó original. Além do controle, na cadeia de processo do Polietileno de Alta Densidade, ainda há o descarte e a preocupação com o meio ambiente. O PEAD é um polímero termoplástico que se

degrada lentamente na natureza. É possível realizar misturas de PEAD pós-consumo com poli(álcool vinílico) (PVA), um polímero biodegradável, para que haja uma aceleração do processo de biodegradação do PEAD. O trabalho de Brandalise (2008), utiliza diferentes misturas do PEAD pós-consumo e do PEAD utilizando anidrido maléico e peróxido de dicumila como agentes compatibilizantes, e encontrou bons resultados tanto para a degradação por compostagem quanto por fotodegradação, mudando as composições utilizadas e sem grandes alterações das propriedades mecânicas do PEAD. Outro problema ambiental que pode decorrer da indústria de PEAD são as purgas de máquinas injetoras. O trabalho de Pereira (2015), investiga a viabilidade técnica para a reutilização e reprocessamento da matéria prima das borras plásticas injetadas. Para tanto, o estudo realizou a coleta, separação,classificação, corte, moagem e formulação de diferente frações de borra moída de PEAD e PEAD virgem. Várias propriedades foram testadas para avaliar as propriedades do novo compósito. O estudo demonstrou que o fracionamento simples entre PEAD das borras e PEAD virgem não são eficientes, e sugere que a aditivação das formulações pode trazer melhores resultados.

REFERÊNCIAS BEAUVALET, M.S. Desenvolvimento de processos para produção de nanocompósitos de polietileno de alta densidade via polimerização in situ. 77 f. Tese (Mestrado em Química) – Instituto de Química, UFRS, Porto Alegre, 2010. BICALHO, J. R. S. Modelagem computacional de um reator anaeróbico fabricado em polietileno de alta densidade rotomoldados. Nova Friburgo, 2007. BRANDALISE, R.N. Avaliação da degradação biótica e abiótica da mistura polimérica de polietileno de alta densidade com o poli(álcool vinílico). 161 f. Tese (Pós-Graduação) – Escola de Engenharia, UFRS, Porto Alegre, 2008. COSTA, A. C. da. Modificação de superfície de polietileno de alta e de baixa densidade. Campinas, 1982. MESQUITA, F. A. Modificação das propriedades do polietileno de alta densidade por diferentes condições de extrusão. São Paulo, 2010. MOHR, TIAGO. Desenvolvimento de um Analisador Virtual para uma Planta de Polietileno de Alta Densidade. 130 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia) – Escola de Engenharia, UFRS, Porto Alegre, 2004. MULINARI, D. R. Comportamento térmico, mecânico e morfológico dos compósitos de polietileno de alta densidade reforçados com fibras de celulose do bagaço de cana de açúcar. Guaratinguetá, 2009. PEREIRA, E.R. Viabilidade técnica do reaproveitamento e valorização das borras de PEAD provenientes do processo de injeção de termoplásticos. 172 f. Tese (Mestrado em Engenharia) – Escola de Engenharia, UFRS, Porto Alegre, 2015. SCHNEIDER, C.G. Utilização de Crisotila Modificada Quimicamente Como Carga Em Polietileno De Alta Densidade. 165 f. Tese (Doutorado em Química) – Instituto de Química, UFRS. Porto Alegre, 2008. WEISBLATT, J. Chemical Compounds. Thomson Gale, 2006. 2 v.