Utilização de um rejeito da fabricação do alumínio como carga inorgânica em espumas flexíveis de poliuretano
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Claudio Gouvea dos Santos
Luiz Carlos Alves de Oliveira
Vito Modesto de Bellis
Rochel Montero Lago
Luiz Carlos Alves de Oliveira
Vito Modesto de Bellis
Rochel Montero Lago
Resumo
Durante o processo Bayer, na indústria de alumínio, um pó preto é descartado nos pátios industriais gerando contaminação ambiental. Este resíduo é rico em alumina (Al2O3), material de alto valor comercial. Difração de Raios X confirmaram ainda a presença de hidróxido de alumínio (Al(OH)3) nesse rejeito. Com intuito de procurar aplicações para este rejeito, foram sintetizadas espumas flexíveis de poliuretano utilizando este pó preto como carga. Cargas são substâncias adicionadas aos materiais poliméricos para melhorar suas propriedades mecânicas e térmicas. No presente trabalho, o pó preto foi adicionado às espumas e os compósitos obtidos foram comparados com compósitos de espumas contendo cargas comerciais como carbonato de cálcio e alumina. Foram utilizadas ainda, como carga, alumina recuperada do pó preto e uma mistura preparada com alumina comercial e hidróxido de alumínio. MEV, análises térmica e mecânica foram utilizadas para caracterizar as espumas flexíveis contendo pó preto. Estas espumas apresentaram excelentes propriedades mecânicas e de retardância de chamas. Análises por calorimetria exploratória diferencial (DSC) das espumas contendo o pó preto como carga mostraram transições vítreas dos segmentos flexíveis a ca. -50oC, e dos segmentos rígidos, acima de 0oC. Os valores de temperatura de transição vítrea, referente aos segmentos rígidos decresceram como o aumento de pó preto na formulação, sendo este fato atribuído, provavelmente, a reação entre o rejeito e isocianato. Neste caso, o excesso de isocianato introduzido na formulação para promoverligações cruzadas, enrijecendo a matriz polimérica, foi consumido na reação com o pó preto, ficando as cadeias poliméricas com maior liberdade de movimentação, fato esse que gera redução na temperatura de transição vítrea.
Abstract
During the Bayer process in the aluminum industry a very fine black dust waste is discharged in the industry landfill leading to the environment contamination. This residue is rich in alumina (Al2O3) which is a compound of high commercial value. XRD patterns confirm, also, the presence of aluminium hydroxide (Al(OH)3). To find applications to this waste, flexible polyurethane foams were synthesized using this black dust as filler. Fillers are substances that are added to polymers toproduce materials with better mechanical and, also, thermal properties.In the present work, the black dust was added in the flexible polyurethane foams syntheses and the obtained products were compared with the foams produced with commercial fillers as calcium carbonate and alumina. They were also compared with the alumina recovered by the black powder, and with one mixture prepared with commercialalumina and recovered alumina. By SEM, thermal and mechanical analyses were used to characterize the flexible polyurethane foams containing the black dust. These foams showed excellent mechanicaland, also, flame retardant behaviour. DSC results of the flexible foams containing the fillers showed two glass transition (Tg) temperatures: the first at ca. -50oC due to the flexible segments of the polyurethane foams, and the other in temperatures above 0oC corresponding to the rigidsegments of the polyurethane foams. For polyurethane foams containing black dust as filler, Tg values of the rigid segment decreased, probably owing to the interaction of the filler with the polymer matrix which contribute to the diminution of the hysteresis in these foams.
Assunto
Espumas, Residuos, Alumina, Análise térmica, Quimica inorganica, Calorimetria
Palavras-chave
espumas flexíveis de poliuretano, Residuos, Análise térmica, Alumina