Estudo comparativo do coeficiente de condutividade térmica de espuma rígida de poliuretano obtida por reciclagem mecânica e química

Abstract

A growing volume of residues of polyurethane (PU) foam is causing a large environmental impact, due to the large need of these foams by consumers nowadays. With the intention of reducing these residues, several processes are being investigated as a form of reuse of this material, for example, chemical and mechanical recycling. This work has the goal to make a comparative study of the thermal conductivity coefficient of rigid polyurethane foams that were recycled mechanical and chemically. In chemical recycling, the residues of rigid PU foam were put in a glycolysis reaction to form a polyol mixture that was utilized to obtain the recycled foam with 2 to 5% of raw polyol in its formulation. In the mechanical recycling, the residues of rigid foam were micronized and aggregated 2 to 5% to virgin polyol. The chemical recycling (glycolysis) has produced a raw mixture of polyol with density of 1. 15g/cm3, viscosity of 71 mPa. s, number average molecular weight of 1514 g/mol, ponderal average molecular weight of 2029 g/mol and hydroxyl value of 77-81 mg KOH/g, similar characteristics to commercial polyol (virgin polyol). The comercial and recycled polyurethane foam were put under core density, resistence to compression and thermal conductivity analysis. The values for the thermal conductivity of recycled foams (around 0. 021 W/m. K) are similar to the commercial foam (0. 022 W/m. K), indicating that foams obtained through chemical and mechanical recycling have good performance as an isolating material. The chemical recycling produced foam with more defined cell morphology, while the mechanical recycling produced more heterogeneous cells and with indefinite ruptures.

Um volume crescente de resíduos de espuma de poliuretano (PU) vem causando sérios problemas de impactos ambientais, devido ao grande consumo de espumas de poliuretano, na atualidade. Visando diminuir estes valores vários processos têm sido investigados como forma de transformação destes resíduos, como por exemplo, a reciclagem química e reciclagem mecânica. Este trabalho tem como objetivo principal estudar comparativamente a condutividade térmica de espumas rígidas de poliuretano recicladas quimicamente e mecanicamente de resíduo industrial. Na reciclagem química, os resíduos de espuma rígida de PU sofreram uma reação de glicólise para formar uma mistura de polióis (poliol bruto) que foi utilizada na obtenção da espuma reciclada com 2 e 5% de poliol bruto na sua formulação. Na reciclagem mecânica, os resíduos de espuma rígida foram micronizados e agregados em 2 e 5% ao poliol comercial. A reciclagem química (glicólise) das espumas PUR produziu uma mistura bruta de polióis com densidade de 1,15 g/cm³, viscosidade de 71 mPa. s, massa molar numeral média de 1514 g/mol, massa molar ponderal média 2029 g/mol e índice de hidroxilas de 77-81 mg KOH/g, características semelhantes ao do poliol comercial (poliol virgem). As espumas reciclada e comercial de poliuretano foram submetidas a análises de densidade de núcleo, resistência à compressão e condutividade térmica. Os valores da condutividade térmica (fator k), escopo principal deste trabalho, das espumas recicladas (em torno de 0,021 (W/m. K) são similares ao da espuma comercial (0,022 W/m. K), indicando que as espumas obtidas através das reciclagens química e mecânica apresentam bom desempenho como material isolante.