Desenvolvimento de Couro Artificial Biodegradável - Neves, Andrea Soares das (2021)
Esta dissertação descreve as atividades desenvolvidas entre abril e setembro de 2021 na empresa Monteiro, Ribas – Revestimentos S.A., no âmbito da unidade curricular Dissertação/Estágio para a conclusão do Mestrado em Engenharia Química, ramo opcional de Energia e Biorrefinaria. O Policloreto de Vinilo é um dos plásticos mais utilizados pelo Homem, justamente, devido à sua versatilidade, o que o torna aplicável em vários setores industriais. Um desses setores é a indústria dos revestimentos, onde é produzida uma enorme variedade de revestimentos vinílicos, em todo o tipo de cores e para diversas aplicações finais. Porém, a sua lenta degradação contribui para o aumento do impacto ambiental. Em consequência, tornou-se imprescindível o desenvolvimento de materiais poliméricos mais biodegradáveis e sustentáveis, procurando-se novas formulações com substituição de alguns componentes por alternativas mais eco-friendly. Nesta perspetiva, a presente dissertação deu continuidade à investigação realizada em anos anteriores e teve como principal objetivo desenvolver um couro artificial mais biodegradável em que, pelo menos, 50% das matérias-primas sejam naturais. Foram desenvolvidos, à escala piloto, sete produtos em PVC. O produto, cuja formulação não sofreu alterações, foi designado por Convencional e os restantes por Alternativos. Os novos produtos possuem uma formulação com substituição de alguns constituintes, relativamente, à formulação convencional. Como alterações, destaca-se a substituição do plastificante de ftalato de diisonilo pelo plastificante biológico (citrato de acetiltributilo) e por uma mistura deste último com óleo de soja epoxidado. A substituição da masterbatch de azodicarbonamida pela masterbatch de amido e água foi igualmente explorada. Por último, foi avaliada a substituição da carga convencional – carbonato de cálcio – por duas cargas alternativas, nomeadamente, um filler de base amido obtido de resíduos da indústria da castanha e a casca de arroz. Estes estudos foram realizados de forma univariante com a finalidade de entender a influência de cada um dos componentes alternativos que foram adicionados nas pastas de PVC. Posteriormente, procedeu-se à caracterização físico-mecânica dos produtos com o objetivo de avaliar a sua performance e a percentagem de componentes naturais, comparativamente, ao produto desenvolvido no ano de 2018. Por último, ainda foi estudada a eficiência do carbonato de cálcio e do filler de amido como agentes de nucleação na masterbatch de amido e água. Este estudo foi realizado com o objetivo de melhorar a expansão e uniformizar a estrutura celular da espuma de amido. Contudo, nas condições testadas, não se observou um aumento da espessura dos produtos à escala laboratorial. Com base nas propriedades físico-mecânicas, na percentagem de constituintes naturais e no custo de fabrico, concluiu-se que o produto que possui mais vantagens, relativamente ao produto Bio 16.1, é o produto designado de alternativo 1.1.3. Este produto inclui na sua formulação, como alternativas mais sustentáveis, o plastificante citrato de acetiltributilo, uma masterbatch de amido, um filler de amido e um suporte 100% de algodão biológico. O mesmo incorpora 56% de constituintes naturais. Este produto, em relação ao produto desenvolvido em anos anteriores – com o plastificante de citrato acetiltributilo, uma masterbatch de amido e um suporte de 65% poliéster e 35% algodão – apresenta uma maior percentagem de matériasprimas naturais e resistência à adesão do revestimento. Não foi possível avaliar a biodegradabilidade dos produtos desenvolvidos neste trabalho devido à pandemia da Covid-19. Contudo, com as substituições realizadas é expectável um aumento da biodegradabilidade, resultante da incorporação de um suporte de algodão biológico, de uma masterbatch de amido, de um plastificante de origem biológica e de uma carga natural.