Reciclagem de cápsulas de café expresso para a obtenção de compósitos reforçados com a borra de café aplicados no design de uma composteira doméstica

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Bomfim, Anne Shayene Campos de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Compósito natural; Reciclagem; Borra de café; Degradação; Materiais compostos; Reaproveitamento; Sustentabilidade; Design Sustentável; Natural composite; Recycling; Coffee grounds; Degradation; Sustainable design
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/192078

Mediante o contexto de sustentabilidade e a crescente necessidade de diminuição do impacto ao meio ambiente, a reutilização de resíduos para produção de novos materiais tem sido implantada visando a obtenção de produtos ecologicamente corretos. Nesse contexto, o reaproveitamento de cápsulas de café expresso, através de seu resíduo plástico e orgânico, como matéria-prima para obtenção de um compósito natural com propriedades mecânicas e térmicas adequadas para aplicação em design sustentável de composteira doméstica, foi objeto de estudo deste trabalho. As cápsulas de café, feitas em polipropileno (PP), foram recicladas mecanicamente e usadas como matriz do compósito, enquanto a borra de café, material orgânico lignocelulósico, foi usada como reforço. Os compósitos foram obtidos com 20 e 30% de reforço com e sem agente compatibilizante, através de processos convencionais de mistura em homogeneizador de plásticos e moldagem por injeção. Em seguida foram caracterizados quanto às suas propriedades mecânicas (tração e impacto), térmicas (TGA e DSC) e morfológicas (MEV), antes e após serem expostos à biodegradação e a fotodegradação. As análises térmicas mostraram que o processo de reciclagem mecânica das cápsulas não alterou as propriedades do polímero viabilizando, portanto, a obtenção dos compósitos. Os resultados mecânicos mostraram que a adição do reforço, independentemente da porcentagem, causou uma diminuição na resistência à tração e na deformação (Ϭmáx e total), sem alteração do módulo, quando comparados ao polímero puro. Enquanto a adição do agente compatibilizante, para todas as condições, apesar de aumentar a resistência à tração dos compósitos, causou uma fragilização significativa, comprovada pela diminuição da deformação e da tenacidade. A microscopia mostrou que a presença do agente compatibilizante causou uma melhora na adesão interfacial entre matriz e reforço e na dispersão das partículas. Após a exposição às degradações, os resultados mostraram que a exposição ao solo da composteira (biodegradação) não causou mudanças nas propriedades térmicas, mecânicas e morfológicas dos materiais. Todavia, a exposição ao intemperismo acelerado causou uma branqueamento e fragilização da superfície do material, comprovado pela microscopia óptica da superfície degradada. Além disso, não houve mudanças na resistência à tração dessas amostras, entretanto, houve uma fragilização significativa, comprovada pela queda da deformação e da tenacidade. O conceito desenvolvido para a composteira doméstica foi submetido a uma análise por elementos finitos onde foi possível determinar os esforços que a composteira será submetida durante seu uso através das tensões equivalentes de von Mises e da deformação total do modelo. Desta maneira, foi determinado que, para o modelo com 3 mm de espessura de parede, todos os compósitos obtidos atendem aos requisitos necessários para ser aplicado na composteira.