Regeneração de rejeito espuma de SBR através de extrusão no estado sólido e incorporação em SBR virgem
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Data de Publicação: | 2017 |
Tipo de documento: | Dissertação |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UFSCAR |
Texto Completo: | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/12105 |
Resumo: | The objective of the present work is the study of the recycling of vulcanized rubber foam waste from the footwear industry through the solid state extrusion process known as Solid State Shear Extrusion (SSSE). The industrial waste, previously ground in the industry responsible for its supply, was characterized in terms of particle size, density and amount of mineral fillers and then regenerated by SSSE. The influence of the process temperature on the material reclaiming was investigated using different temperature profiles in the extruder. The presence of a possible devulcanization agent during extrusion was also studied, in this case with the presence of benzoyl peroxide. After subjecting material to the SSSE process under various conditions of temperature and peroxide quantity, the waste was characterized in terms of soluble content by Sohxlet Extraction in Toluol, and its granulometry classified by sieving. The next stage of the work consisted in the study of the re-incorporation of the regenerated material under the different process conditions in the random copolymer styrene-butadiene rubber, SBR, in the amount of 40 phr of reclaimed rubber, along with vulcanization reagents for later vulcanization. By way of comparison, composition with the original waste rubber (without reclaiming) was also prepared. The compositions were molded and revulcanized by compression molding at a temperature determined by Differential Exploratory Calorimetry and oscillatory disk rheometry. From the molded plates, specimens were obtained by stamping and subjected to mechanical tensile tests and crosslinks density. Comparing the results, especially the mechanical properties, of the regenerated and non-regenerated waste compositions, the advantages of the use of regeneration of the rubber residues by SSSE were evident. From the results, it was also possible to hypothesize about the mechanisms of regeneration and devulcanization involved in the process, which may be useful in the implementation of the reuse process. |
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The industrial waste, previously ground in the industry responsible for its supply, was characterized in terms of particle size, density and amount of mineral fillers and then regenerated by SSSE. The influence of the process temperature on the material reclaiming was investigated using different temperature profiles in the extruder. The presence of a possible devulcanization agent during extrusion was also studied, in this case with the presence of benzoyl peroxide. After subjecting material to the SSSE process under various conditions of temperature and peroxide quantity, the waste was characterized in terms of soluble content by Sohxlet Extraction in Toluol, and its granulometry classified by sieving. The next stage of the work consisted in the study of the re-incorporation of the regenerated material under the different process conditions in the random copolymer styrene-butadiene rubber, SBR, in the amount of 40 phr of reclaimed rubber, along with vulcanization reagents for later vulcanization. By way of comparison, composition with the original waste rubber (without reclaiming) was also prepared. The compositions were molded and revulcanized by compression molding at a temperature determined by Differential Exploratory Calorimetry and oscillatory disk rheometry. From the molded plates, specimens were obtained by stamping and subjected to mechanical tensile tests and crosslinks density. Comparing the results, especially the mechanical properties, of the regenerated and non-regenerated waste compositions, the advantages of the use of regeneration of the rubber residues by SSSE were evident. From the results, it was also possible to hypothesize about the mechanisms of regeneration and devulcanization involved in the process, which may be useful in the implementation of the reuse process.O objetivo do presente trabalho é o estudo da regeneração de rejeito de espuma de borracha vulcanizada proveniente do setor calçadista através do processo de extrusão no estado sólido, conhecido como Solid State Shear Extrusion (SSSE). Assim, o rejeito industrial, previamente moído na própria indústria responsável por seu fornecimento, foi caracterizado em termos de tamanho de partícula, densidade e quantidade de cargas minerais e posteriormente regenerado por SSSE. A influência da temperatura de processo na regeneração do material foi investigada utilizando-se diferentes perfis de temperatura na extrusora. Um possível agente de desvulcanização durante a extrusão também foi estudado sendo, neste caso, o peróxido de benzoíla. Após submeter material ao processo de SSSE em várias condições de temperatura e quantidade de peróxido, o rejeito foi caracterizado quanto ao conteúdo de sol-gel por meio de Extração Sohxlet em Toluol, e sua granulometria classificada por peneiramento. A próxima etapa consistiu no estudo da reincorporação do material regenerado nas diferentes condições de processo em borracha copolímero aleatório de estireno-butadieno, na quantidade de 40 phr de rejeito, juntamente com reagentes para posterior vulcanização. A título de comparação, também foram preparadas composições com o rejeito sem passagem pelo processo de SSSE. As composições foram moldados e revulcanizados sob compressão em temperatura determinada por Calorimetria Exploratória Diferencial e Reometria de Disco Oscilatório. A partir das placas moldadas, corpos de prova foram obtidos por estampagem e submetidos a ensaios mecânicos de tração e densidade de ligações cruzadas. Comparando-se os resultados, em especial das propriedades mecânicas, das composições com rejeito regenerado e não regenerado, ficaram evidentes as vantagens do uso da regeneração dos resíduos de borracha por SSSE. A partir dos resultados foi possível também levantar hipóteses a respeito dos mecanismos de regeneração e desvulcanização envolvidos, o que pode ser útil na implementação do processo de reaproveitamento dos rejeitos.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)CNPq: 132253/2015-1porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEMUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessRegeneração de elastômeroExtrusão no estado sólidoDesvulcanizaçãoReciclagem de rejeito industrialElastomer reclaimingSolid state shear extrusionDevulcanizationIndustrial waste recyclingENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOSRegeneração de rejeito espuma de SBR através de extrusão no estado sólido e incorporação em SBR virgemRegeneration of industrial foam waste of sbr through solid state shear extrusion and incorporation of its on raw SBRinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis600600fcf976e4-5d83-44e4-9a3e-fd4cb4cbdbc2reponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALKaique Afonso Tozzi - Dissertação.pdfKaique Afonso Tozzi - Dissertação.pdfapplication/pdf3557100https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12105/1/Kaique%20Afonso%20Tozzi%20-%20Disserta%c3%a7%c3%a3o.pdf70e85f2fcb2c2af0d960bf08e4e157eeMD51BCO carta comprovante autoarquivamento.pdfBCO carta comprovante autoarquivamento.pdfapplication/pdf515580https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12105/2/BCO%20carta%20comprovante%20autoarquivamento.pdf32fdca8375bf8b3e0edd1fce43d6cbceMD52CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12105/3/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD53TEXTKaique Afonso Tozzi - Dissertação.pdf.txtKaique Afonso Tozzi - Dissertação.pdf.txtExtracted texttext/plain162931https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12105/4/Kaique%20Afonso%20Tozzi%20-%20Disserta%c3%a7%c3%a3o.pdf.txt8de616f8973d0fbf51dd7e0f4b159a06MD54BCO carta comprovante autoarquivamento.pdf.txtBCO carta comprovante autoarquivamento.pdf.txtExtracted texttext/plain1465https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12105/6/BCO%20carta%20comprovante%20autoarquivamento.pdf.txt8b10d0b0ea3aa5a3d997db9d268fab19MD56THUMBNAILKaique Afonso Tozzi - Dissertação.pdf.jpgKaique Afonso Tozzi - Dissertação.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6414https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12105/5/Kaique%20Afonso%20Tozzi%20-%20Disserta%c3%a7%c3%a3o.pdf.jpgccaca886d627aaab35c28b377703c81fMD55BCO carta comprovante autoarquivamento.pdf.jpgBCO carta comprovante autoarquivamento.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg11496https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12105/7/BCO%20carta%20comprovante%20autoarquivamento.pdf.jpgba50137e25d915e9d9b878c39fcd5400MD57ufscar/121052023-09-18 18:31:47.342oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/12105Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:31:47Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
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