Caraterização e processabilidade de polietileno reciclado pós consumo reciclado para o processo de moldação rotacional

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Main Author: Ribeiro, Maria da Silva
Publication Date: 2024
Format: Master thesis
Language: por
Source: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
Download full: https://hdl.handle.net/1822/95337
Summary: Dissertação de mestrado em Engenharia de Polímeros
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O trabalho insere-se numa das linhas de desenvolvimento do projeto PRR - Embalagem do Futuro, que pretende usar materiais reciclados pós-consumo (PCR) para a moldação rotacional. Este material é oriundo de embalagens plásticas produzidas pelos processos de injeção e extrusão sopro, geralmente utilizando poliolefinas. Como tal, as suas características devem ser adequadas aos requisitos do processo de moldação rotacional e dos produtos rotomoldados. O presente estudo centra-se na avaliação das propriedades e características do material reciclado, fornecido pela empresa Sirplaste, e na avaliação do ciclo de processamento do mesmo, tendo como objetivo avaliar a viabilidade do material para aplicações de grande dimensão e durabilidade, produzidas por moldação rotacional. O material reciclado, foi sujeito a uma análise abrangente quanto ao índice de fluidez, densidade aparente, tempo de fluxo a seco, dimensões granulométricas, características químicas e térmicas. Quanto aos estudos de processabilidade avaliou-se a influência da massa e da temperatura de processamento nos defeitos das peças, estrutura morfológica e propriedades mecânicas. Avaliou-se ainda o efeito da mistura de material reciclado com material virgem, nas referidas propriedades. Os resultados mostram que o PEr é constituído por HDPE e uma pequena fração de Polipropileno (PP). O pó de PEr tem uma morfologia irregular, afetando a etapa de sintetização do material, e após as etapas de fusão e densificação pode levar a defeitos significativos, nomeadamente porosidades superficiais, empenos ou mesmo degradação, este último, quando a temperatura de processamento não é adequada. A janela operatória útil para o processamento do PEr situa-se entre os 230 e 250°C, onde se minimiza o aparecimento de defeitos. A mistura de PEr com 40 a 50% de PE virgem favorece a redução da temperatura de processamento e do tempo de ciclo, bem como a resistência mecânica ao impacto. Este é um bom resultado, considerando o objetivo de priorizar a utilização de material reciclado. Concluiu-se que o material é aplicável na moldação rotacional, podendo as suas propriedades ser melhoradas através da temperatura de processamento e mistura com materiais virgens.Circular economy has become an inevitable topic in the plastics processing industry, aiming to extend resource use and maximize value. In this context, the mechanical recycling of thermoplastic materials presents a valuable opportunity to recover raw material value, reduce waste, and decrease virgin material consumption. This work is part of the development lines of the PRR - Packaging of the Future project, which seeks to use post-consumer recycled (PCR) materials for rotational molding. These materials come from plastic packaging produced through injection molding and blow extrusion processes, typically using polyolefins. As such, their properties must meet the requirements of the rotational molding process and the resulting products. This study focuses on evaluating the properties and characteristics of the recycled material supplied by Sirplaste and assessing its processing cycle, with the goal of determining the material's suitability for large-scale and durable applications produced through rotational molding. The recycled material underwent a comprehensive analysis of melt flow index, bulk density, dry flow time, particle size distribution, chemical, and thermal characteristics. Processability studies examined the influence of material mass and processing temperature on part defects, morphological structure, and mechanical properties. Additionally, the effect of blending recycled material with virgin material on these properties was assessed. The results indicate that the PEr material is composed of HDPE and a small fraction of polypropylene (PP). The PEr powder exhibits an irregular morphology, impacting the sintering stage of the material, and after the melting and densification stages, it may lead to significant defects such as surface porosities, warping, or even degradation if the processing temperature is not appropriate. The operational window for PEr processing lies between 230°C and 250°C, where defect occurrence is minimized. Blending PEr with 40% to 50% virgin PE helps reduce processing temperature and cycle time, as well as improve impact resistance. This is a promising outcome, considering the aim of prioritizing recycled material usage. In conclusion, the material is suitable for rotational molding, and its properties can be enhanced through optimized processing temperature and blending with virgin materials.Martins, Carla I.Universidade do MinhoRibeiro, Maria da Silva2024-12-162024-12-16T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://hdl.handle.net/1822/95337por203850963info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)instname:FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologiainstacron:RCAAP2025-04-19T01:17:49Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/95337Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireinfo@rcaap.ptopendoar:https://opendoar.ac.uk/repository/71602025-05-29T06:29:40.793095Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP) - FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologiafalse
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