Desenvolvimento de filtro cartucho de poliimida para altas temperaturas com resina epóxi DGEBA e novo agente de cura

Abstract

This study evaluated the development of polyimide filter cartridge for use in high temperature particulate filtration of LDPE in the petrochemical industry. An epoxy prepared with DGEBA resin and a new curing agent formulation of polyaminoamide:amine 9:1 was evaluated for gluing pleating non-woven fabric to the cartridge metal borders. The research first step was to characterize LDPE particles (screening and SEM) of polyimide fiber (TGA and FTIR), polyimide non-woven fabric, polyester, and polyacrylonitrile copolymer (SEM) and epoxy (TGA, FTIR and DSC). The study second step was application in non-woven fabric for its dimensional alteration dimensional, permeability and inflammability. Polyamide non-woven fabric mechanical properties was analyzed by tensile strength under several temperatures in relation to time. Multifactor experiments for non-woven fabric filtration were analyzed using ANOVA. The third step was attributed to choosing an ideal formulation between DGEBA resin and curing agent through tensile strength test: regarding its preparation conditions, compared to other curing agents, thermal tests and humidity absorbance. Epoxy impact resistance was analyzed by izod. The last step was dedicated to cartridge filtration tests, laboratorial and industrial, in order to verify the construction set efficacy. Laboratory results obtained with cartridge prototypes show a better filtration performance with polyimide compared to other non-woven fabrics due its rapid onset of filtration cake, smaller load loss and low emission. After twenty-five months of industrial use of the polyimide cartridge filter with epoxy resin, it was observed good filtration conditions under up to 240ºC with low particle emission, controlled load loss and power reuse in the industrial process.

Neste estudo avaliou-se o desenvolvimento de filtro cartucho de poliimida para uso em altas temperaturas, para filtração de particulados de PEBD em indústria petroquímica. Foi pesquisado um epóxi, preparado com resina DGEBA e nova formulação de agente de cura de poliaminoamida:amina 9:1, para a colagem do não tecido plissado nas extremidades metálicas do cartucho. A primeira etapa da pesquisa consistiu na caracterização dos particulados de PEBD (peneiramento e MEV), da fibra de poliimida (TGA e FTIR), dos não tecidos de poliimida, do poliéster e poliacrilonitrila copolímero (MEV) e do epóxi (TGA, FTIR e DSC). A segunda parte do estudo foi de desempenho em não tecidos, quanto à alteração dimensional, permeabilidade e inflamabilidade. Avaliou-se por tração as propriedades mecânicas do não tecido de poliimida, submetido a diversas temperaturas em função do tempo. Por meio da ANOVA realizou-se a análise dos experimentos multifatoriais de simulação de filtração em não tecidos. A terceira parte envolveu a escolha da formulação ideal entre resina DGEBA e agente de cura, através de ensaios de tração: quanto às condições de preparo, comparativos com outros agentes de curas, ensaios térmicos e absorção de umidade. A resistência ao impacto do epóxi foi avaliada por izod.A última etapa foi dedicada aos testes de filtração em cartucho, laboratorial e industrial, para verificar a eficácia do conjunto da construção. Os resultados laboratoriais obtidos com protótipos de cartuchos demonstraram a melhor performance de filtração com poliimida comparada aos outros não tecido, devido a rápida formação da torta de filtração, pouca perda de carga e baixa emissão. Após vinte e cinco meses de aplicação industrial do filtro cartucho de poliimida com resina epóxi, constatou-se boas condições de filtração até 240ºC, com baixa emissão de particulados, perda de carga controlada e reaproveitamento de energia no processo industrial.