Influence of Composition on Mechanical Properties of Cassava Starch, Sisal Fiber and Carnauba Wax Biocomposites

Abstract

Concern for sustainable development has provided significant improvements in the development of biodegradable materials. This work aims to evaluate, through a central composite design (CCD), the mechanical properties of cassava starch-based biocomposites manufactured with different compositions of carnauba wax (CW), sisal fiber (SF) and glycerol (G). The biocomposites were obtained by casting method. The tensile strength (TS), modulus of elasticity (ME) and elongation at break (El) for the biocomposites were determined by tensile tests. Representative models were obtained to explain changes in mechanical properties of biocomposites as function of composition variables. X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) were employed to elucidate interactions between the starch matrix and additives A biocomposite with 7.5% sisal fiber, 10% carnauba wax and 10% glycerol showed the best properties to possible applications.

Comportamento físico-químico sob diferentes temperaturas de secagem de compósitos de fécula de mandioca e fibra de sisal

“…Os biocompósitos foram produzidos através do método casting com uma massa seca de 10%. A composição principal para análise de variação de temperatura e tempo de secagem sem comprometer as propriedades dos biocompósitos foi realizada em metodologia desenvolvida por Gomes et al (2019).…”

“…Devido a mistura entre a fécula e as fibras serem feitas de maneira aleatória durante a fabricação, isso implica em uma matriz não totalmente homogênea, interferindo na estabilidade térmica, pois ocorre uma má distribuição da fibra na matriz, tendo uma baixa adesão interfacial, como mostra a Figura 3 (B) e (D) (Suderman et al, 2018). Gomes et al (2019) para a mesma quantidade de fécula e de fibra de sisal utilizada na composição do biopolímero e mesma temperatura de secagem de 50 °C, o LRT foi de 11,22 MPa e o ALONG de 6,72 e obtido nesse trabalho foi de 5,22 MPa e 14,17%, respectivamente. Nota-se que teve uma redução no LRT, onde no mesmo o tempo de secagem foi de 16 horas a mais, o que pode ter interferido diretamente na propriedade, pois a presença do material em maior contato com a temperatura pode ter deixando o material mais frágil.…”