reGrafitti: Da grafite resíduo ao grafeno reforço - um novo caminho para o fabrico de nanocompósitos

O Projeto

O projeto reGrafitti visa desenvolver um método viável, fiável e seguro que possa ser levado a cabo numa escala industrial, que transforme a grafite dos elétrodos (resíduos) em novos derivados de carbono para aditivos/reforços de materiais poliméricos, contribuindo para uma inequívoca melhoria das suas propriedades físicas e mecânicas.

A metodologia proposta baseia-se na esfoliação da grafite por processos essencialmente físicos – da moagem de alta energia à detonação. A adoção destes processos, em particular por detonação, permite produzir, sem criação de novos resíduos, nem gastos excessivos de energia, produtos que podem assumir elevado valor acrescentado, a custo relativamente baixo.

O objetivo final do projeto é utilizar os produtos resultantes da esfoliação severa dos elétrodos de EDM (resíduos) em condições controladas, previamente selecionadas, para maximizar as propriedades mecânicas e térmicas de peças plásticas injetadas, na Moldes RP, e noutras indústrias afins.

Em entrevista com o COMPETE 2020, Hugo Rosa responsável pela área de fresagem e programação da MOLDES RP e responsável do reGrafitti expôs os resultados do projeto e os desafios que enfrentaram na realização do projeto.

Considera que foram alcançados os objetivos definidos para o projeto?

O projeto reGrafitti visou essencialmente criar um reforço para materiais poliméricos a partir da valorização de resíduo comum à indústria de moldes – elétrodos de grafite usados na eletroerosão.  Este resíduo assume, só na MoldesRP, uma quantidade próxima de 5000 kg/ano.

Ao longo do projeto, o consórcio conseguiu valorizar e transformar estes resíduos em compostos de grafeno que posteriormente servem de reforço a diversos materiais poliméricos, contribuindo para uma melhoria das propriedades físicas e mecânicas dos produtos moldados. Todo o trabalho executado permitiu alcançar de forma perentória os objetivos traçados e definidos inicialmente. Foi desenvolvida uma solução sustentada, para a valorização de um resíduo comum ao setor de moldes e que permitirá a abertura de novos mercados que valorizam a reciclagem e reutilização. Adicionalmente, abre novas perspetivas organizacionais e de negócio para a MOLDES RP, bem como para as outras empresas do setor, através de ações de transferência de tecnologia feitas pelo Centimfe e pela Universidade de Coimbra, que têm igualmente excesso de resíduos resultantes de elétrodos de grafite.

   
Quais foram os principais desafios com que se deparam no desenvolvimento do projeto?

Um dos principais desafios, em termos técnicos, prendeu-se com a utilização dos produtos resultantes da esfoliação severa dos elétrodos de EDM (resíduos) em condições controladas, previamente selecionadas, para maximizar as propriedades mecânicas, térmicas e mesmo fungicidas de peças plásticas moldadas.

O projeto desenvolvido apresentava um elevado grau de incerteza, tendo sido necessário apostar fortemente em investigação, muito suportados pela Universidade de Coimbra, e no desenvolvimento de soluções e equipamentos novos e específicos, neste caso o Centro Tecnológico teve um papel fundamental, para caraterizar os novos materiais desenvolvidos. Foi mesmo desenvolvido e fabricado um reómetro in-line para a tecnologia de moldação por injeção que alavanca o desenvolvimento sustentado de novas formulações poliméricas. Outro desafio está relacionado com a definição do melhor processo de esfoliação da grafite para obter o grau de tamanho ideal e controlado para se obterem as propriedades desejadas a um custo competitivo.

   
De entre os resultados alcançados, há algum que gostariam de destacar?

Em termos organizacionais destaca-se a mudança radical no que diz respeito ao fim de vida dado aos resíduos provenientes da atividade da Moldes RP, levando a mesmo a uma alteração cultural da empresa e dos próprios recursos humanos. Este projeto abriu as portas a uma nova área de negócio para a empresa, muito em linha com as tendências atuais da economia circular, perspetivando-se resultados sustentáveis em todas as dimensões.

Em termos técnicos o projeto foi um sucesso, tendo ficado definido o roadmap: Da Grafite resíduo ao Grafeno reforço, uma nova abordagem para o fabrico de nanocompósitos.

O desenvolvimento e construção de um reómetro in-line é igualmente importante para todo o setor de moldes e plásticos, por se tratar de um equipamento adaptável a múltiplos moldes e máquinas de injeção e que pode ser utilizado para a caraterização de novas formulações poliméricas ou controlo de qualidade do processo.

   
Qual o contributo do COMPETE 2020 para o desenvolvimento deste projeto?

O COMPETE2020 permitiu alavancar um projeto de Investigação com grande importância para a empresa e também para todo o setor de moldes, possibilitando desenvolver processos tecnológicos e equipamentos que possibilitaram a valorização de um resíduo abundante no Cluster Engineering & Tooling.

Através do COMPETE 2020 foi possível criar um consórcio multidisciplinar, que viabilizou o desenvolvimento de um projeto completo, com soluções efetivas e que a empresa não teria capacidade de realizar isoladamente, quer em termos técnicos e científicos, quer em termos económicos.

De salientar a existência deste tipo de medidas, uma vez que permite às organizações acompanhar as exigências do mercado e permanecem inovadoras, competitivas e dinâmicas.

 
O Apoio do COMPETE 2020
O projeto, que é promovido pela MOLDES RP, S.A. em parceria com a Universidade de Coimbra e o CENTIMFE, conta com o apoio do COMPETE 2020 no âmbito do Sistemas de Incentivos à Investigação e Desenvolvimento Tecnológico em Copromoção, envolvendo um investimento elegível de 593 mil euros o que resultou num incentivo FEDER de cerca de 413 mil euros.
 
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20/05/2020 , Por Miguel Freitas
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