Uma equipe de pesquisadores da NUS alcançou um grande avanço tecnológico ao converter resíduos de pneus de borracha em aerogéis superleves que têm uma ampla gama de aplicações. Esta é a primeira vez que os aerogéis são feitos de resíduos de pneus de borracha. Os novos aerogéis de borracha demonstram propriedades notáveis ​​- eles são extremamente leves, altamente absorvente, muito durável, e também são muito eficientes na captura de calor e som.

Ao reciclar borracha residual em produtos de maior valor comercial, esta nova tecnologia promove um uso mais amplo de pneus inservíveis, e oferece uma maneira ecologicamente correta de reciclar borracha usada. Esta nova tecnologia foi publicada na versão impressa da revista científica Colloids and Surfaces A:Physicochemical and Engineering Aspects em setembro de 2019, e uma patente foi registrada.

Para impulsionar os esforços de pesquisa da equipe e aumentar a conscientização pública sobre a reciclagem, Investimentos Mapletree, uma incorporadora imobiliária líder com forte foco na sustentabilidade ambiental, recentemente fez um presente de S $ 155, 000 para NUS.

Sucata de pneus - um problema significativo de resíduos

Todo ano, cerca de 1 bilhão de pneus inservíveis são gerados em todo o mundo. Os pneus de borracha são altamente duráveis ​​e não biodegradáveis. Apenas 40 por cento são reciclados em produtos de baixo valor agregado, enquanto 49 por cento são incinerados para gerar energia, e pelo menos 11% acabam em aterros sanitários. Embora os aterros sanitários sejam comumente praticados, os aterros sanitários estão a esgotar-se e também existe o risco de o lixiviado causar poluição ambiental. Além disso, queimar borracha produz substâncias tóxicas que representam problemas de saúde e segurança.

"Embora 40 por cento dos resíduos de pneus de borracha sejam reciclados, a taxa de reciclagem em todo o mundo permanece baixa porque o processamento da borracha usada é caro e consome muita energia, juntamente com a falta de incentivo monetário. Nossa equipe decidiu se concentrar na criação de aerogéis de borracha a partir de pneus de borracha usados ​​porque eles são uma fonte barata e abundante de matéria-prima. Ao converter resíduos de pneus de borracha em aerogéis de alto valor, poderíamos aumentar o incentivo monetário para a reciclagem da borracha e, por sua vez, reduzir o desperdício de borracha, "explicou o professor associado Duong Hai-Minh, que lidera a equipe de pesquisa do Departamento de Engenharia Mecânica da NUS Engineering.

Sr. Edmund Cheng, Presidente Mapletree, disse, "Mapletree sempre colocou grande ênfase na integração de projetos sustentáveis ​​em nossos empreendimentos. Este projeto que visa transformar resíduos de borracha em aerogel por meio de tecnologia verde está alinhado ao nosso compromisso de reduzir o impacto ambiental negativo. Estamos empolgados que parte do apoio também será financiar as instalações do laboratório reformadas para pesquisa aplicada e educação sobre o potencial da tecnologia de reciclagem. Esperamos que, por meio da educação, um de nossos principais pilares de responsabilidade social corporativa, haverá mais conscientização sobre as questões ambientais. "

Simples, processo de produção econômico e ecológico

Para criar os aerogéis de borracha, fibras recicladas de pneus de automóveis são primeiro misturadas em fibras mais finas. Essas fibras finas de borracha são então embebidas em água e em uma quantidade muito pequena de reticulantes químicos. Próximo, a mistura de fibras de borracha e solventes ecológicos é dispersa uniformemente por meio de um agitador por 20 minutos. O gel de suspensão uniforme é então liofilizado a menos 50 graus Celsius por até 12 horas para produzir aerogéis de borracha.

Assoc Prof Duong disse, "O processo de fabricação é simples, econômica e ecológica. Todo o processo de produção leva de 12 a 13 horas para ser concluído e custa menos de S $ 10 para produzir uma folha de aerogel de borracha com 1 m² de tamanho e 1 cm de espessura. O processo também pode ser facilmente ampliado para produção em massa. Isso torna os aerogéis de borracha um produto comercialmente atraente. "

Aerogéis de borracha altamente versáteis

Os novos aerogéis de borracha criados pela equipe da NUS possuem propriedades notáveis ​​para muitas aplicações:

• Extremamente leve e mais rígido do que a espuma comercial
• Altamente poroso:isso torna os aerogéis de borracha bons absorventes para a remoção de óleo derramado. Eles são duas vezes mais absorventes do que os absorventes convencionais, como o tapete de polipropileno.
• Excelente absorção de som:os aerogéis de borracha são 27% mais eficazes do que o absorvedor de espuma comercial com a mesma espessura.
• Excelente isolamento térmico:os aerogéis de borracha possuem alta resistência ao calor. Um pedaço de aerogel de borracha com espessura de uma polegada (2,54 cm) tem um limite de transferência de calor equivalente a 25 vidraças padrão.
• Altamente durável:a maioria dos aerogéis são extremamente frágeis e friáveis ​​(ou seja, eles tendem a se fragmentar e pulverizar), mas os aerogéis de borracha podem voltar à sua forma original após a compressão. Esta propriedade única os torna adequados como material de isolamento para fins industriais, como em sistemas submarinos, refinarias de petróleo e edifícios industriais, e também nas casas, geladeiras, bem como itens pessoais, como jaquetas e palmilhas de sapatos.
• Quando revestido com um produto químico chamado metoxitrimetilsilano, os aerogéis de borracha tornam-se extremamente repelentes à água e podem ser usados ​​para evitar que a umidade corroa ou danifique o equipamento de isolamento.

"Os mercados potenciais de aerogéis são enormes. Por exemplo, o ruído do veículo e o conforto térmico são vitais em projetos de veículos - os mercados globais de soluções de isolamento acústico e térmico automotivo devem alcançar US $ 3,2 bilhões até 2022. Além disso, o mercado global de gerenciamento de derramamento de óleo deve atingir US $ 182,7 bilhões até 2025, "acrescentou o professor Nhan Phan-Thien, que é um membro sênior da equipe de pesquisa.

Comercialização e novos aplicativos

Assoc Prof Duong, O Prof Nhan e sua equipe estão ansiosos para perceber o impacto ambiental positivo dos aerogéis, trabalhando com a Mapletree e parceiros da indústria para comercializar e expandir essa nova tecnologia. Com a generosa contribuição do Mapletree, a equipe da NUS poderá conduzir estudos adicionais para melhorar o desempenho dos aerogéis de borracha, explorar outras aplicações, bem como usar outros tipos de resíduos para converter em aerogéis.