Dissertação de Mestrado

Visando reduzir os impactos ambientais causados pelos resíduos de gesso, este trabalho foca na reciclagem e reuso deste resíduo no desenvolvimento de novos compósitos ecológicos de poli(ácido láctico) (PLA), gesso reciclado e plastificantes biodegradáveis (óleo de coco, cardanol e óleo de soja epoxidado). Primeiro foi estudada a desidratação dos resíduos gesso por meio da moagem e a calcinação dos mesmos a 500°C por 1 h e 3 h. As amostras foram caracterizadas por Espectroscopia Vibracional de Absorção no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Difração de Raios X (DRX) e Análise Termogravimétrica (TG) e foi observado que apenas a amostra calcinada durante 3 h (GR3) foi completamente desidratada. A morfologia e o tamanho de partículas da amostra GR3 foram avaliados por Granulometria a Laser e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). O PLA foi micronizado em um moinho de facas e, seguidamente, compósitos de PLA micronizado, gesso reciclado (GR3) e plastificantes foram processados duas vezes em uma extrusora de dupla rosca e injetados para a fabricação de corpos de prova. Os compósitos foram caracterizados por MEV, ensaios mecânicos de resistência à tração, à flexão e ao impacto, TG, Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e ensaios reológicos. Os resultados mostraram que o processo de micronização afetou negativamente as propriedades mecânicas e reológicas do PLA e que a adição de cargas de gesso reciclado promoveu a tenacificação do material. Os três compostos biodegradáveis foram eficientes na plastificação do compósito, o que foi evidenciado pela diminuição da Tg do material, mas apenas o óleo de coco e o óleo de soja epoxidado promoveram o aumento da tenacidade sem afetar significativamente a estabilidade térmica do compósito.

In order to reduce the environmental impacts caused by gypsum residues, this work focuses on the recycle and reuse of this waste in the development of ecological composites of Poly(lactic acid) (PLA), recycled gypsum and biodegradable plasticizers (coconut oil, cardanol and epoxidized soybean oil). First, the dehydration of gypsum residues was studied through grinding and calcination at 500°C for 1 h and 3 h. The samples were characterized by Fourier Transform Infrared Absorption Vibrational Spectroscopy (FTIR), X-Ray Diffraction (XRD) and Thermogravimetric Analysis (TG) and it was observed that only the sample calcined for 3 h (GR3) was completely dehydrated. The morphology and particle size of the GR3 sample were evaluated by Laser Granulometry and Scanning Electron Microscopy (SEM). Then the PLA was micronized in a knife mill and composites of micronized PLA, recycled gypsum (GR3) and plasticizers were processed twice in a twin-screw extruder and injected to manufacture test specimens. The composites were characterized by SEM and mechanical tests of tensile, flexural and impact strength. The results showed that the micronization process negatively affected the mechanical and rheological properties of PLA and that the addition of recycled gypsum fillers promoted toughening in the material. The three bioplasticizers were efficient in plasticizing the composite, which was evidenced by the decrease in the Tg of the material, but only coconut oil and epoxidized soybean oil promoted an increase in toughness without significantly affecting the thermal stability of the composite.