Estudo de processos de reciclagem para compósitos termoplásticos reforçados com fibras de carbono - Souza, Bárbara Righetti de (2023)
Este projeto teve como objetivo avaliar os processos de reciclagens térmica, química e mecânica, de compósitos de poli(sulfeto de fenileno) (PPS) e poliamida 6 (PA6) reforçados com fibra de carbono (FC). Os rejeitos de compósitos de FC/PPS e FC/PA6, assim como recebidos, foram caracterizados quanto às propriedades térmicas por calorimetria exploratória diferencial (DSC) e análise termogravimétrica (TGA). O processo de reciclagem térmica teve o intuito de recuperar as FC, e o processo de reciclagem química recuperar tanto a FC como a matriz. Os compósitos de FC/PPS e FC/PA6 foram reciclados termicamente utilizando um forno tubular com diferentes patamares de tempo. Devido à dificuldade de solubilização dos compósitos de FC/PPS, o processo de reciclagem química foi realizado apenas com os compósitos de FC/PA6, utilizando o ácido fórmico para a hidrólise da matriz e álcool benzílico para a solubilização da matriz. As características das FC recuperadas foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (SEM), na qual verificou-se que os processos não danificaram superfície das FC, resistência à tração dos monofilamentos recuperados, que apresentaram valores superiores ao da FC virgem, e por microscopia de força atômica (AFM), que indicou aumento da rugosidade da FC recuperada no processo de reciclagem térmica e diminuição da rugosidade no processo de reciclagem química. O processo de reciclagem térmica empregada para os compósitos de FC/PA6 apresentaram eficiência de 93,6% e de 87,4% para os patamares de 60 min e 90 min, respectivamente. No processo de reciclagem química dos compósitos de FC/PA6 foi possível recuperar tanto a FC quanto a matriz de PA6, que apresentou massa molar e comportamento térmico semelhante ao da PA6 pura. A reciclagem térmica dos compósitos de FC/PPS apresentou maior eficácia em patamar de 240 min (~ 47%) para as amostras fragmentadas, e em 60 min (~ 54%) para as amostras particuladas. Os resíduos de compósitos de FC/PA6 foram reciclados mecanicamente, por meio da moagem e separação granulométrica, seguido da homogeneização com PA6 pura em uma extrusora para a obtenção dos pellets, com quatro composições, 10%, 20%, 30% e 40% em massa dos rejeitos. Os corpos de prova foram produzidos por moldagem por compressão a quente. Os compósitos desenvolvidos não apresentaram diferenças nas propriedades térmicas, e apresentaram valores de resistência à tração e ao impacto Izod superior ao da matriz de PA6 e boa adesão entre a FC reciclada e a nova matriz de PA6, como verificado por SEM.