From disposal to sustainable development: technological potential of poly(lactic acid) (PLA) blends with 3D filament waste

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v9i12.10767

Keywords:

3D filaments; Waste; Reuse; Poly(lactic acid) - PLA; Polymer blends.

Abstract

Additive manufacturing is growing rapidly in the automotive, medical, and aerospace industries as an option for the manufacturing of products. However, there is a continuous growth in the amount of waste generated by 3D filaments, thus, the reuse practice becomes important, since it brings environmental and economic gains. The present research evaluated the mechanical, thermal, thermomechanical and rheological properties of PLA/PLAr blends containing post-consumption 3D filament. The blends were prepared in a co-rotational twin screw extruder and, subsequently, the extruded granules were injection molded. As the PLAr content in the blends (PLA/PLAr) increased, there was a reduction in viscosity, indicating an improvement in manufacturability. The PLA/PLAr blend (75/25 % wt.) increased the degree of crystallinity compared to neat PLA, indicating that PLAr acted as a nucleating agent. As a consequence, the PLA/PLAr blend (75/25 % wt.) showed performance comparable to neat PLA in thermal stability, elastic modulus, tensile strength, Shore D hardness, impact strength, heat deflection temperature (HDT) and Vicat softening temperature. The reuse of post-consumption 3D filament PLA is feasible for the development of materials with good properties. In addition, value is added to the post-consumption material and there is a contribution to sustainable development.

Author Biographies

Carlos Bruno Barreto Luna, Universidade Federal de Campina Grande

Possui graduação em Engenharia de Materiais pela Universidade Federal de Campina Grande (UFCG - 2015), mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais (UFCG - 2018), especialista em Engenharia de Segurança do Trabalho e Engenharia de Qualidade, ambas pela Universidade Cândido Mendes (Rio de Janeiro). Atualmente, é doutorando em Ciência e Engenharia de Materiais pela UFCG, conceito CAPES 5. Durante a graduação foi bolsista PIBIC (2012-2013), (2013-2014) e (2014-2015), com ênfase em materiais poliméricos . Além disso, foi monitor nos períodos de 2014.1 e 2014.2 da disciplina Introdução à Ciência dos Materiais. Tem experiência na área de Engenharia de Materiais, com ênfase em Materiais Não-Metálicos, atuando principalmente nos seguintes temas: processamento de polímeros, blendas poliméricas, borracha vulcanizada, reciclagem de polímeros, caracterização de polímeros, compósitos poliméricos e fotodegradação. Ao mesmo tempo, apresenta participação em trabalhos relacionados com materiais cerâmicos tradicionais, biomateriais e simulação numérica do processo de secagem. Tem artigos publicados em periódicos nacionais e internacionais, capítulos de livro e trabalhos em congressos.

Edcleide Maria Araújo, Universidade Federal de Campina Grande

Possui graduação em Engenharia de Materiais pela Universidade Federal da Paraíba (UFPB - 1991), mestrado em Engenharia Química na UFPB (1995) e doutorado em Ciência e Engenharia dos Materiais pela Universidade Federal de São Carlos (UFSCar - 2001). Foi professora do Curso de Graduação em Engenharia de Materiais na UFPB de 1991 a 2002. Desde 2002, é professora do Curso de Graduação em Engenharia de Materiais na Universidade Federal de Campina Grande (UFCG). Atualmente, é Professora Titular da UFCG. Já foi coordenadora do Curso de Graduação em Engenharia de Materiais e atuou também como coordenadora de monitoria. Tem experiência na área de Engenharia de Materiais, com ênfase em Materiais Não-Metálicos, atuando principalmente nos seguintes temas: nanocompósitos, processamento de polímeros, blendas e membranas poliméricas e estrutura e propriedade de polímeros. Orienta alunos de graduação, mestrado e doutorado. Supervisiona pesquisadores de pós-doutorado. Tem diversos artigos publicados em periódicos nacionais e internacionais, capítulos de livro e um livro publicado. Atua também como consultor Ad hoc do CNPq, como revisor e parecerista de vários periódicos indexados, bem como, de projetos. É membro do Conselho Diretor da Associação Brasileira de Polímeros (ABPol). É bolsista de produtividade em pesquisa do CNPq, nível 1D.

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Published

15/12/2020

How to Cite

MARINHO, W. S. D. .; LUNA, C. B. B. .; ARAÚJO, E. M. .; LUSTOSA, C. H. de A. .; BEZERRA FILHO, C. R.; DUARTE , R. N. C. . From disposal to sustainable development: technological potential of poly(lactic acid) (PLA) blends with 3D filament waste. Research, Society and Development, [S. l.], v. 9, n. 12, p. e13291210767, 2020. DOI: 10.33448/rsd-v9i12.10767. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/10767. Acesso em: 12 nov. 2024.

Issue

Vol. 9 No. 12

Section

Engineerings

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Copyright (c) 2020 Wellerson Salomão Diniz Marinho; Carlos Bruno Barreto Luna; Edcleide Maria Araújo; Carlos Heitor de Andrade Lustosa; Celso Rosendo Bezerra Filho; Raimundo Nonato Calazans Duarte

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