Pesquisadores da Tailândia foram pioneiros na conversão de resíduos de garrafas de leite HDPE em compósitos de alta rigidez, usando reforço PALF para um aumento de 162% na resistência à flexão e 204% no módulo. Esta reciclagem ecológica aumenta as propriedades mecânicas ao mesmo tempo que sequestra carbono, apresentando um caminho promissor para materiais sustentáveis.



Para cumprir os Objectivos de Desenvolvimento Sustentável da ONU, reduzindo a produção de novos materiais plásticos e utilizando fibras naturais provenientes de resíduos agrícolas, esta investigação aborda o potencial de reaproveitamento de garrafas de leite de polietileno de alta densidade (HDPE). O objetivo é criar compósitos de alta rigidez e alta temperatura de distorção térmica (HDT) por meio do upcycling.

A matriz composta utiliza polietileno reciclado de alta densidade (rHDPE) obtido de garrafas de leite usadas, enquanto as cargas de reforço são derivadas de resíduos de folhas de abacaxi, abrangendo tanto fibras (PALF) quanto materiais não fibrosos (NFM). A pesquisa foi publicada na revista Polymers .

Para preparar esses compósitos, um misturador de dois rolos é empregado para misturar rHDPE com NFM e PALF, garantindo o alinhamento ideal das cargas no pré-impregnado resultante. Posteriormente, o pré-impregnado é colocado em camadas e comprimido em folhas compostas. A incorporação de PALF como carga de reforço desempenha um papel fundamental no aumento significativo da resistência à flexão e do módulo do compósito rHDPE.

Um resultado particularmente digno de nota é observado com um teor de PALF de 20% em peso, levando a um aumento impressionante de 162% na resistência à flexão e um aumento notável de 204% no módulo em comparação com o rHDPE puro.

Embora o compósito rHDPE/NFM também apresente propriedades mecânicas melhoradas, embora em menor grau do que o reforço de fibra, ambos os compósitos apresentam uma ligeira redução na resistência ao impacto. Notavelmente, a adição de NFM ou PALF aumenta substancialmente a temperatura de distorção térmica (HDT), elevando os valores de HDT para aproximadamente 84°C e 108°C para os compósitos rHDPE/NFM e rHDPE/PALF, respectivamente. Isto contrasta fortemente com o HDT de 71°C do rHDPE puro.

Além disso, as propriedades globais de ambos os compósitos são ainda melhoradas através do aumento da sua compatibilidade através da utilização de polietileno modificado com anidrido maleico (MAPE). O exame das superfícies de fratura por impacto em ambos os compósitos revela maior compatibilidade e alinhamento claro dos enchimentos NFM e PALF, destacando o melhor desempenho e a compatibilidade ambiental dos compósitos produzidos a partir de plásticos reciclados reforçados com enchimentos de resíduos de folhas de abacaxi.

Propriedades mecânicas melhoradas, especialmente resistência à deformação sob temperaturas normais ou altas, aumentam a viabilidade de utilização do produto com peso reduzido ou design mais fino. Isso é crucial para aplicações como peças automotivas.

Esta pesquisa destaca o caminho promissor de utilização de materiais residuais para o desenvolvimento sustentável de compósitos, contribuindo para o objetivo mais amplo de redução do impacto ambiental na indústria de plásticos. Também contribui para a remoção de carbono através do sequestro de carbono em produtos duráveis.

O professor associado Kheng Lim Goh, consultor técnico do estudo PALF-HDPE, considera a reciclagem de garrafas de leite HDPE com fibras de folhas de abacaxi um avanço significativo. Ele está entusiasmado com o fato de esta abordagem transformar resíduos abundantes em materiais compósitos HDPE de alta rigidez com propriedades mecânicas aprimoradas, sendo uma promessa para vários setores, incluindo biomédico e automotivo.

No entanto, para manter uma cadeia de abastecimento sustentável de PALF para a produção de HDPE de elevada rigidez que possa ser aplicada com rapidez e escala, os produtores de ananás devem preparar-se e adaptar-se aos efeitos das alterações climáticas, incluindo chuvas irregulares, temperaturas extremas, secas, erosão do solo, ervas daninhas invasoras. e pragas duráveis.

Tanto os agricultores como os cientistas agrícolas devem utilizar informações provenientes de projecções climáticas, modelos culturais e económicos e dados empíricos de campo para identificar como as culturas de ananás podem resistir à seca e à humidade inadequada do solo. Eles também precisam explorar opções alternativas para sustentar a produção de abacaxi para garantir um fornecimento consistente de PALF para a fabricação de materiais compósitos HDPE de alta rigidez.

Mais informações: Taweechai Amornsakchai et al, Reciclagem de garrafas de leite HDPE em compósitos de alta rigidez e alto HDT com resíduos de folhas de abacaxi, polímeros (2023). DOI:10.3390/polym15244697
Fornecido pela Universidade de Newcastle em Cingapura