Purcom reciclagem quimica dos poliuretanos

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08/11/2016
Reciclagem Química do Poliuretano no Brasil
Não dá pra falar em reciclagem química
sem antes comentar as dificuldades de 
implantar a logística reversa no Brasil.
Logística reversa .
De volta para o 
futuro do Planeta.
É simplesmente imitar o caráter cíclico da vida, em que nada é 
desperdiçado, tudo é reutilizado. Em vez de apenas extrair, 
produzir e descartar ‐modelo insustentável que a humanidade 
vem adotando desde a Revolução Industrial ‐ Logística Reversa é 
pensar 
de maneira circular e próspera, como a natureza. 
Um novo conceito. Uma idéia mirabolante. 
Não. Nada disso.
logística reversa .
Desde os primórdios da vida na Terra, seres 
vivos nascem, crescem, morrem e viram 
nutrientes para o solo, num ciclo de harmonia 
interminável. Da mesma forma, produtos 
podem ter vida útil muito além do ciclo de 
consumo. 
logística reversa .
Em vez de desprezar recursos valiosos e 
contaminar a natureza, enviando 
resíduos para aterros, 
com a Logística Reversa é possível gerar 
ao mesmo tempo benefícios econômicos, 
sociais e ambientais.
Praticada em vários países ao redor do mundo, 
a Logística Reversa chegou oficialmente ao Brasil em 2010, 
com a aprovação da lei que instituiu 
a Política Nacional de Resíduos Sólidos.
Desde sempre na vanguarda das inovações ecológicas, a 
Purcom começou a estruturar planos de Logística Reversa 
antes mesmo que 
a prática fosse obrigatória por lei. Não por acaso, foi a 
primeira e por enquanto única empresa 
da cadeia do poliuretano no País a aprovar 
junto ao poder público planos de reversão 
para as matéria‐primas que comercializa. 
Sistema Integrado Purcom
logística reversa .
Benefícios
Econômico Ambiental Social Legal
Diminuição de custos via retorno 
de materiais ao 
ciclo produtivo (o que gera 
menos extração e compra 
de matéria‐prima) e via 
extinção ou redução dos custos 
de destinação.
Reaproveitamento do 
resíduo industrial e pós‐consumo é 
menos descarte
no meio ambiente. 
Geração de emprego 
e renda no ciclo de reutilização. 
Recicladores 
e produtos reciclados 
contam com preferência 
em licitações públicas, isenções 
fiscais 
e outras facilidades.
Ao aderir ao Sistema Integrado 
Purcom de Logística Reversa, 
o 
cliente passa a cumprir 
a 
legislação da Política Nacional de 
Resíduos Sólidos, evitando 
eventuais multas 
ou sanções 
previstas na lei.
logística reversa .
Destinação para espuma flexível .
Além de aterro sanitário e 
incineração, existem várias 
opções para espumas de 
poliuretano pós‐consumo e 
resíduos industriais.
Estima‐se que não mais que 
1% do consumo global de 
poliuretano está sendo 
utilizado em processos de 
reciclagem no final da sua vida 
útil.
Reciclagem mecânica e 
reciclagem química são opções 
alternativas para o aterro 
sanitário e incineração.
reciclagem física.
• Espumas rígidas
• Espumas flexíveis ‐ vamos abordar este
tema na quinta, 10/11, onde
apresentaremos um case detalhado.
Reciclagem química
Espumas Flexíveis
Acordos de confidencialidade (grandes empresas).
A Purcom já tem uma planta piloto para desenvolver testes com esta tecnologia.
O que há na estrutura 
celular de uma espuma 
flexível ?
Estrutura química do 
poliuretano flexível
O poliuretano compreende uma 
mistura de segmentos alifáticos do 
poliol e segmentos aromáticos, a 
partir do isocianato.
Segmentos de poliois alifáticos com uma 
massa molecular de 3000.
Base de carbono hidrogênio e oxigênio.
70% do poliuretano
Blocos de isocianato aromatico
com uma massa molecular de 
200 a 500. Base de C, H, O e N
30% do poliuretano.
Entre as ligações na cadeia de poliuretano são encontradas as
seguintes ligações:
A concentração molecular elevada de 
água  na espuma flexível resulta na maior 
concentração de ligações de uréia do que 
ligações de uretano.
ureia
uretano
alofanato
biureto
carbodiimida
uretonimina
isocianurato
Estrutura química do 
poliuretano flexível
Não somente cadeias lineares são formadas, mas a maioria destas reações 
resultam em  ramificação na estrutura do polímero.
Estrutura química do poliuretano flexível
R   NCO   +   H2O R   NHCOOH R   NH2   +   CO2
R   NCO   +   R’  NH2 R   NHCONH   R'
R     NCO   + R’    NHCONH   R" R’   NCONH   R"
CONH   R
R   NCO   + R’   NHCOO   R" R’   NCOO   R"
CONH   R
R   NCO   + R’   COOH R   NHCOOCO   R' R   NHCO   R’   +   CO2
Isocianato
Isocianato
Isocianato
Isocianato
Isocianato
Água Ácido carbâmico Amina
Amina Ureia
Ureia
Biureto
Uretano
Alofanato
AnidridoÁcido carboxílico Amida
Decomposição 
Química de 
Poliuretano
Desde a década de 1960, várias técnicas têm sido estudadas e são 
utilizadas comercialmente hoje. 
Alguns exemplos são:
• Hidrólise
• Amonólise e aminólise
• Glicólise
Estes processos requerem temperaturas elevadas e muitas
vezes a utilização de pressão e longos tempos de reação
Hidrólise
Hidrólise é um processo onde a espuma de poliuretano é reagida com 
água sob pressão e alta temperatura.
O Resultado da hidrólise do poliuretano é o próprio poliol poliéter 
original utilizado, diaminas e gás carbônico.
∆OC
O
N
H
O C
H
N
O
R' RR
H2O
Ρ / 
2ROH + 2CO2 +  N
H
H
PR’ N
H
H
Poliuretano DiaminaPoliol básico
Amonólise e 
aminólise
Aminólise é o nome que 
se dá à reação
catalisada dos resíduos
de poliuretano com 
aminas, sob pressão e 
alta temperatura.
1m3 de espuma pode ser quimicamente destruído por 1L de 
alkanolamina.
Os proutos obtidos são: o poliol básico, utilizado na fabricação da 
determinada espuma, carbamatos e aminas aromáticas.
Este produto final tem duas fases: a fase superior é um poliol poliéter
contaminado com aminas. A fase inferior é composta de "TDA" ou
"MDA” e derivados das alkanolaminas.
Em um processo híbrido de aminólise/alkoxilação, o resíduo de 
poliuretano reage simultaneamente com a alkanolamina e com óxido
de propileno, obtendo um produto mais puro, com maior rendimento
de reação e com melhores propriedades físicas.
Amonólise e aminólise
˜˜˜˜
HO˜˜
20 NH3
Poliuretano
Diamina Diol
Uréia Poliol
poliéter
Amonólise: É a reação de amônia com resíduo de poliuretano
Amonólise e aminólise
Amônia
Resíduo:
Poliol
poliéter
Poliuretano
1. Amonólise
+ Extração
Fosgenação da 
amina
Separação do diol
Resíduo: Amina+
Extensor de 
cadeia
2. Extração
(água)
Diol
(Extensor de 
cadeia)
Diisocianato
Extrato
Solução aquosa de ureia
Glicólise É o processo onde o resíduo de espuma de poliuretano é reagido com diois a temperaturas acima de 200oC, com quebra das ligações covalentes. Nesta quebra o 
polímero é transformado em produtos líquidos de baixo peso molecular.
Reagindo os grupos ureia dos resíduos de espuma rígida com diois, aminas são
formadas. Essas aminas são transformadas em poliois rígidos por reação de 
alkoxilação.
Dependendo da rota analítica, produtos de uma ou duas fases podem ser obtidos.
No processo duas fases, a fase superior é um poliol flexível que, após purificação, pode
ser utilizado para fabricação de espuma flexível. A fase inferior deve ser tratada com 
óxido de propileno para ser convertido em um poliol amínico, para utilização em
espumas rígidas.
Glicólise de espumas flexíveis ‐ sistema 2 fases
Espuma selecionada 
e granulada
Glicol
Alkanolamina e
Catalisador (opcional)
Pré‐misturador
a Parafuso
trata 
Tratamento 
de Aminas
Tanque de
Separação 
de Fases
Reator
200‐ 250 ºC
3 a 10     horas
nitrogenio
Pressão atmosférica
Coluna de Destilação  
Rem
oção de excesso
Glicol
FASE POLIOL
FASEAMINAS
Espuma selecionada 
e granulada
Glicol
Alkanolamina e
Catalisador (opcional)
Pré‐misturador
a Parafuso
Reator
200‐ 250 ºC
3 a 10     horas
Nitrogenio
Pressão atmosférica
Coluna de Destilação  
Rem
oção de excesso
Glicol
POLIOL
Glicólise de espumas flexíveis ‐ sistema monofásico
Características dos poliois da glicólise de espuma flexível
Sistema 2 fases Sistema Monofásica
Número de Hidroxila 100 200 400 150 350 500
Funcionalidade 2.5 2.5 2.2 2.5 3 2.5
Viscosidade a 25ºC cPs 3000 4000 2000 3000 2500 2000
Cor Sem cor (Transparente) Âmbar
Aplicação típica Espuma
Flexível
Espuma
Flexível
Espuma 
Viscoelástica
Rigída Espuma Rigída
Efeitos resultantes da adição de poliol de reciclagem em espuma 
flexível de bloco
0        5       10             20                          40
Partes Incorporadas (X)
100
80
60
40
20
0
Fim da Expansão
Tempo de gel
Início da reação
Componente Partes
Poliol Básico 100 ‐X
Poliol Reciclado OH = 100 X
Água 3.0
Surfactante 1.5
TDEA 33% 0.18
BDMEE 0.12
Octoato de Estanho 0.18
Índice TDI 80 115
R
e
a
t
i
v
i
d
a
d
e
(
s
e
g
s
.
)
Reatividade
Efeitos resultantes da adição de poliol de reciclagem em espuma flexível
de bloco
Propriedades Físicas da Espuma
Partes Incorporadas (X)
K
g
/
m
3
0        5       10             20                          40
60
50
40
30
DENSIDADE
0        5       10             20                          40
30
20
10
DUREZA
k
P
a
Partes Incorporadas (X)
Partes Incorporadas (X)
k
P
a
0        5       10             20                          40
200
100
Partes Incorporadas (X)
%
0        5       10             20                          40
200
100
ALONGAMENTO E RUPTURARESISTÊNCIA À TRAÇÃO
Efeitos resultantes da adição de poliol de reciclagem em espuma flexível 
de bloco
Propriedades Físicas da Espuma
Conclusões :
Um poliol básico pode ser regenerado a partir de espuma de 
poliuretano flexível para ser reutilizado na formulação de flexível.
A qualidade do poliol depende da espuma usada no processo.
Espuma de pós‐consumo é de composição desconhecida.
Pós‐sucatas industriais são mais consistentes e mais fácil de 
controlar.
Poliois do processo de reciclagem com maior funcionalidade e valor 
de hidroxila são mais adequados para incorporação em espumas 
rígidas.
Gerson Silva
+ 55 11 994085250
Gerson Silva
+ 55 11 994085250
obrigado !
Gerson Silva
+ 55 11 994085250