The development of more resistant and inexpensive materials were important for the emergence of composites, materials that are the result of the mixing of two or more distinct components with improved properties. Vegetable fibers reinforced polymer matrix composites help to reduce costs as well as to preserve product quality. Sisal fibers are important due to good impact resistance and availability. Thus, the characterization used infrared spectroscopy and UV-Vis diffuse reflectance. The main purpose was to adapt the methodology used, in order to improve fiber-matrix adhesion, but without risks of fiber defibrillation. Scanning electron microscopy was used to obtain the morphological characterization and the energy-dispersive X-Ray spectroscopy to describe the elemental chemical composition of the fibers. Chemical treatments using NaOH 2% and acetylation with acetic acid and acetic anhydride in the ratio (1:1,5) were important to observe the main changes such as the removal of impurities and the smaller amount of water absorbed in the acetylated fiber, which allows a better adhesion of the fibers with a polymer. After this, the fibers can be used to the production of polypropylene and polyethylene composites that are expected to apply in automotive parts such as bumpers, fuel tanks and internal coatings.
ResumoCompósitos são hoje uma importante vertente para o desenvolvimento de produtos com propriedades específicas. Quando compósitos são produzidos a partir de materiais renováveis e biodegradáveis, estes se tornam sustentáveis, devido à sua fonte de matéria prima. As fibras naturais vegetais são abundantes em todo o mundo e responsáveis pelas propriedades mecânicas das plantas, que representam um potencial alvo de estudo no desenvolvimento de materiais "verdes". Baseado nisso, o objetivo desse trabalho é produzir compósitos de matriz polimérica termoplástica reciclada com fibras naturais de bambu longas, provenientes de biomassa regional, e analisar a influência das fibras como reforço nos compósitos. Realizaram-se os processos de lavagem, mercerização e acetilação para tratar quimicamente as fibras. Os resultados, quando comparados com a literatura disponível, indicaram que o compósito reforçado com as fibras longas de bambu modificadas apresentou melhores propriedades mecânicas que sua matriz polimérica. Por consequente, constata-se que se obteve êxito a partir das técnicas utilizadas.
ResumoAs fibras de bambu são ricas em celulose, hemicelulose e lignina. Devido ás suas ótimas propriedades mecânicas conforme solicitação percebeu a abundância de celulose e sua respectiva orientação nas regiões dos entrenós, indicando elevado teor de celulose. Nosso trabalho tem o objetivo de extrair nanocelulose dessa região do bambu, desenvolvendo uma metodologia eficiente na sua produção. As nanopartículas foram obtidas por hidrólise ácida a 64% após lavagem com NaOH e branqueamento com H2O2 e NaOH. As caracterizações das amostras foram feitas com TG, DTG, IFTR e tamanho de partícula por Potencial Zeta. Foram observados dois eventos na análise DTG: um em 54°C correspondente a perca de água e em 330 °C correspondente a degradação da celulose. Os tamanhos das partículas em Potencial Zeta obtiveram picos em 257,1 nm (79,6%) e 67,9 nm (15,6%). Palavras-chave: Fibra de Bambu; Nanowhiskers; Celulose. PRODUCION OF CELLULOSE NANOPARTICLES BY ACID HIDROLYSIS FROM LONG BAMBOO FIBERS AbstractThe bamboo fibers are rich in cellulose, hemicellulose and lignin. Owing to their great mechanical properties, as requested, it was noticed an abundance of celulose and its respective orientantion at regions of internodes, which indicate a high rate of celulose content. Therefore, our work have a goal to extracting nanocellulose from that bamboo region, developing an efficient methodology in its production. The nanoparticles were obtained by acid hydrolysis at 64% after washing with NaOH and bleaching with H2O2 and NaOH. The characterizations of the samples were made with TG, DTG, IFTR and particle size by Zeta Potential. Two events were observed in DTG analysis: one at 54 °C, what corresponds water loss and on 330 ° C corresponding to cellulose degradation. Zeta Potential particle sizes obtained peaks at 257.1 nm (79.6%) and 67.9 nm (15.6%).
Resumo O desenvolvimento de materiais renováveis e biodegradáveis é uma vertente que almeja a diminuição dos custos e dos impactos ambientais. Nesse âmbito, o presente trabalho visa o desenvolvimento de novos materiais, fabricados com fibras vegetais e que possam substituir outros que são derivados do petróleo. Fibras vegetais foram utilizadas e devidamente modificadas por mercerização e acetilação com o intuito de produzir materiais com compatibilidade química. Foram obtidos, nesse trabalho, compósitos de polietileno reciclado reforçados com fibras de sisal[1]. Utilizamos a ferramenta estatística denominada distribuição de Weibull, para prever as falhas mecânicas dos sistemas estudados. Foi possível observarmos que o compósito resultante teve uma melhora relativa em suas propriedades mecânicas, o que pôde ser comprovado por meio dos ensaios de tração. A distribuição de Weibull foi uma ferramenta que produziu resultados de acordo com os esperados, comprovando a melhoria de propriedades mecânicas do material.
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