CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS POLIMÉRICOS RECICLÁVEIS POR MEIO DE TÉCNICAS SIMPLES E POR ANÁLISE ESPECTROSCÓPICA NO INFRAVERMELHO

ISBN 978-85-85905-19-4

Área

Ambiental

Autores

Neves, M.A.F.S. (IFRJ - CAMPUS NILÓPOLIS) ; Jorge, F.E. (IFRJ - CAMPUS NILÓPOLIS)

Resumo

Os polímeros são associados a problemas ambientais por terem baixa degradabilidade e um descarte equivocado, seja por parte da população ou pelas empresas que não codificam o material produzido. Este trabalho se propôs a comparar formas de caracterização através de técnicas simples, como densidade e combustão, e técnicas mais avançadas, espectroscopia de infravermelho, a fim de auxiliar na reciclagem desses materiais. Como resultado, viu-se a caracterização de cada material, sendo que a técnica mais avançada mostrou maior detalhamento da composição do material e uma maior precisão da matriz do material analisado.

Palavras chaves

polímeros; reciclagem; caracterização

Introdução

Os polímeros são suma importância em nossa sociedade, tendo em vista que nos auxiliam em praticamente tudo e tornam nossa vida mais prática em várias ocasiões. Entretanto, nas últimas décadas, a sua grande durabilidade, tornou-se motivo de discussão sobre os impactos causados ao meio ambiente devido ao descarte inadequado desses materiais. Com o crescimento da produção dos polímeros em todo o mundo, os problemas ambientais se tornaram cada vez mais visíveis, pelo aumento do acúmulo de lixo e até mesmo a morte de animais de grande e pequeno porte. Uma das formas de diminuir esse impacto é a reciclagem, processo de transformação do polímero, pelo qual o mesmo pode ser reaproveitado. Para que isso ocorra, deve-se ter uma boa separação dos materiais poliméricos. Quando isso não ocorre, se torna inviável a reciclagem, pois com a mistura de polímeros diferentes se tem um novo material com características e propriedades diferentes da desejada (FORLIN e FARIA, 2002). Um fator importante para a reciclagem é conhecer o tipo de material polimérico, quando não se sabe qual o tipo de polímero, são necessárias técnicas que auxiliem a caracterização. A densidade e a combustão são as mais empregadas em cooperativas e empresas de reciclagem no Brasil, pois são técnicas simples para empresas de pequeno porte e com mão de obra não qualificada (SPINACÉ e DE PAOLI, 2004). A espectroscopia no infravermelho é mais sofisticada, não tendo uso nessas empresas e cooperativas, mas para fins acadêmicos é uma boa ferramenta para estudo desse tipo de material. Esse trabalho tem como objetivo a avaliação das técnicas utilizadas na caracterização dos materiais poliméricos termoplásticos de interesse industrial.

Material e métodos

O presente trabalho foi realizado no Instituto Federal do Rio de Janeiro (IFRJ) – Campus Nilópolis, caracterizando embalagens de materiais poliméricos como PEAD, PEBD, PP, PS, PET e PVC e comparando com padrões do mesmo material polimérico pelas técnicas apresentadas abaixo. CARACTERIZAÇÃO POR DENSIDADE A caracterização por densidade foi realizada seguindo a literatura conforme o trabalho de FRANCHETTI e MARCONATO (2003). CARACTERIZAÇÃO POR COMBUSTÃO Através da queima do material, pode-se observar a cor, o tipo da chama, o odor e algumas características sutis, que auxiliam na caracterização dos materiais. Por essa degradação, deve-se ter o cuidado de realizar em capelas, pois os materiais liberados com as quebras das ligações podem ser tóxicos. Cada amostra foi levada a chama do bico de Bunsen, na chama oxidante, para sua total queima e deixadas em contato com a chama até que queimassem por completo. CARACTERIZAÇÃO POR ESPECTROSCOPIA NO INFRAVERMELHO (IR) A técnica de caracterização de materiais por IR baseia-se na observação da freqüência e intensidade de radiação infravermelha absorvida quando um feixe desta radiação atravessa a amostra (CANEVAROLO JR., 2006). As amostras utilizadas para a caracterização por IR foram as mesmas utilizadas na caracterização por densidade, adicionando-se a amostra 6, sem a necessidade de tratamento das mesmas.

Resultado e discussão

Na separação pela densidade as amostras e padrões seguiram a literatura, Figura 1, quando feito em água, solução de cloreto de cálcio 6% e mistura água/etanol 52%. Na separação pela mistura etanol/água 38%, observou-se que a amostra 5 foi mais densa, enquanto a amostra 3 foi menos densa que o meio. Segundo o informado pelos fabricantes, a amostra 3 seria PEAD e a amostra 5 seria PEBD, mas no teste realizado, viu-se que na mistura etanol/água 38% o material mais denso foi a amostra 5, que pela literatura, deveria flutuar, enquanto o material mais leve foi a amostra 3. Essa alteração pode ter se dado por um simples erro do fabricante no momento da rotulagem ou então por motivos mais técnicos, como aditivações ou tratamentos térmicos para aumentar ou diminuir a cristalinidade. Na caracterização por combustão, as amostras seguem a literatura. Para as poliolefinas (amostras 2, 3 e 5), se têm apenas a fusão dos materiais, com forte cheiro de vela queimando, como se fossem parafinas. As amostras 1 e 4 possuem comportamento parecido, pois ambas têm chama amarela e liberam muita fuligem, só diferem na forma de escoamento, enquanto 1 funde e escoa, 4 se contrai. A amostra 6 seria PVC é aquela que apresenta características mais diferentes da descrita na literatura, assemelhando-se a uma poliolefina. O fabricante pode ter errado na caracterização do produto ou o material ser muito plastificado, que influenciaria diretamente nas propriedades. Os resultados e considerações da caracterização por espectroscopia no infravermelho estão na tabela 1: Com o espectro de IR da amostra 6 e dos padrões, a amostra mais se assemelha ao PE. Quando se tem o PVC, a caracterização do Cloro se dá pela bandas fortes nas ligações com o CH (1250 cm-1) e com o Carbono (800-600 cm

Conclusões

As metodologias usadas para a caracterização dos polímeros se mostraram satisfatórias, pois em cada técnica se pôde observar a diferença de propriedades dos materiais poliméricos. A técnica de IR foi a de maior eficiência, pois através dela outros constituintes das amostras de matriz polimérica, que poderiam afetar as propriedades dos materiais, podem ser observados, complementando as informações das técnicas anteriores. Desta forma, Observou-se a importância de se ter uma simbologia correta nas embalagens, pois com ela economiza-se tempo na identificação do material para sua reciclagem.

Agradecimentos

Ao IFRJ e ao IMA/UFRJ pela doação dos padrões

Referências

CANEVAROLO JR., S. V. Técnicas de caracterização de polímeros. São Paulo: Artliber, 2006.
FORLIN, F.; FARIA, J. A. Considerações sobre a reciclagem de embalagens plásticas. Polímeros: Ciência e Tecnologia, Vol. 12, Nº 1, p. 1-10, 2002.
FRANCHETTI, S. M. M.; MARCONATO, J. C. Propriedades físicas dos polímeros na reciclagem. Química Nova na Escola. Nº 18. p. 42-45, 2003.
ROMÃO, W.; SPINACÉ, M. A. S.; DE PAOLI, M. A. Poli (tereftalato de etileno), PET: Uma revisão sobre os processos de síntese, mecanismos de degradação e sua reciclagem. Polímeros: Ciência e Tecnologia, vol. 19, nº 2, p. 121-132, 2009.
SANTOS, L. R. N. Avaliação da Eficiência da Separação de Plásticos de Resíduos Sólidos Urbanos por Métodos de Dissolução Seletiva. 150 f. Dissertação (Mestrado em Processamento e Caracterização de Materiais) – Universidade do Minho, Guimarães, 2009.
SPINACÉ, M. A. S.; DE PAOLI, M. A. A tecnologia da reciclagem de polímeros. Química Nova, Campinas, Vol. 28, nº 1, p. 65 – 72, 2004.