Revisão dos tratamentos químicos da fibra natural para mistura com poliolefinas

Abstract

Recebido em 5/1/12; aceito em 13/7/12; publicado na web em 29/11/12 A REVIEW ON CHEMICAL TREATMENT OF NATURAL FIBER FOR MIXING WITH POLYOLEFINS. The use of natural fibers as reinforcement in polymer composites has been a focus of interest. However, these composites exhibit lower mechanical properties than those of pure polymers because of the low interfacial interactions between the hydrophobic polymer matrix and the hydrophilic fiber. To overcome this problem, different chemical treatments applied to the fibers have been reported. One of the most used treatments is mercerization, which can improve adhesion between the fiber and polymeric matrix. Another chemical treatment involves the use of acids (stearic and oleic acids). The chemically treated fibers used in composite materials showed improved mechanical properties.Keywords: natural fibers; chemical treatment; composites. INTRODUÇÃOOs resíduos da agricultura são constituídos principalmente de fibras vegetais, cujo componente químico principal é a celulose. Esses resíduos naturais podem ser facilmente misturados a materiais termoplásticos para a produção de compósitos. [1][2][3] As fibras vegetais oferecerem vantagens como baixo custo, baixa densidade, excelente resistência a solventes e à temperatura. Além disso, são atóxicas e não abrasivas, sendo facilmente modificadas por agentes químicos. 2Essas características tornam as fibras vegetais materiais tecnologicamente interessantes em diversas aplicações, como em carpetes, vasos, cordas, telhas, estofados de automóveis, colchões, entre outras.1-6 Entre os exemplos de fibras naturais brasileiras estão as fibras de coco, da bananeira, da palma, de curauá, de sisal, de juta, do bagaço de cana-de-açúcar, das palhas de arroz e trigo, da piaçava, do algodão.Apesar das excelentes propriedades e vantagens quanto à utilização, as fibras naturais apresentam também algumas desvantagens quando utilizadas como cargas em compósitos poliméricos, como desempenho mecânico inadequado, baixa termoplasticidade e temperatura de processamento, alta absorção de umidade e incompatibilidade com termoplásticos mais comuns. [7][8][9] A maior parte dos problemas relacionados às fibras naturais se deve aos grupamentos hidrofílicos presentes em sua estrutura química. Esses grupos conferem às fibras naturais uma característica polar, enquanto os polímeros olefínicos são apolares. Misturas entre diferentes materiais apresentam uma interação interfacial muito fraca, o que resulta em produtos finais com propriedades mecânicas inferiores às dos polímeros puros. Para se obter uma mistura polimérica uniforme e com boas propriedades, é necessário aumentar a interação entre os componentes, o que pode ser conseguido submetendo a fibra, ou o polímero, a um tratamento químico. 4,[9][10][11][12][13] Tratamentos químicos na fibra natural vêm sendo amplamente pesquisados e utilizados. Entre eles, podem-se citar a mercerização, o tratamento com ácidos, com grupos silano, acetil, isocianato, permanganato e peróxido. Esses tratamentos atuam melhorando a in...

Degradação da fibra de coco imersa em soluções alcalinas de cimento e NaOH

“…Este resultado evidencia que uma concentração maior de NaOH promove uma degradação também maior da lignina, através da reação de hidrólise básica (Albinante et al, 2013). Na Figura 8 se observam as amostras de fibras de coco colocadas em solução de hidróxido de sódio e água (NaOH-20); nesta condição a fibra de coco está em processo de desfibrilação e ruptura da microfibra em que os vazios deixados pela lignina são tão pronunciados que as microfibras começam a se separar individualmente.…”

“…Na Figura 8 se observam as amostras de fibras de coco colocadas em solução de hidróxido de sódio e água (NaOH-20); nesta condição a fibra de coco está em processo de desfibrilação e ruptura da microfibra em que os vazios deixados pela lignina são tão pronunciados que as microfibras começam a se separar individualmente. Considerando que até 48% da fibra de coco são compostos por lignina (Albinante et al, 2013), os danos causados pelos tratamentos com hidróxido de sódio podem ser significativos para as fibras de coco. A este respeito outros autores, como Li et al (2007), afirmam que o NaOH remove a lignina, cera e óleos que cobrem a superfície externa da parede celular da fibra e despolimeriza a celulose.…”

Uso de fibras vegetales en materiales compuestos de matriz polimérica: una revisión con miras a su aplicación en el diseño de nuevos productos

“…Teniendo en cuenta esta perspectiva, se han realizado innumerables estudios en gran variedad de fibras naturales tales como lino, cáñamo, yute, sisal, fibra de coco, banano, fique, heno, entre muchas otras (Netravali, 2005), usando a su vez una extensa variedad de matrices poliméricas entre las que se destacan polietileno (Albinante et al, 2013), polipropileno (La Mantia y Morreale, 2007, Khalil et al, 2000), poliestireno (Khalil et al, 2000), resinas de poliéster (Lovely, 2004) y caucho natural (La Mantia y Morreale, 2011). A pesar de sus ventajas, el uso de fibras naturales como material de refuerzo reviste también varios desafíos.…”

“…Durante las últimas décadas se ha incrementado significativamente el uso de materiales poliméricos en las más diversas aplicaciones, debido a algunas importantes ventajas frente a otros materiales, como la facilidad de procesamiento, la productividad que puede alcanzarse en su obtención, su baja densidad y su bajo costo (Albinante et al, 2013;Meza et al, 2015). Es una práctica frecuente mejorar las propiedades de los materiales poliméricos mediante la incorporación de partículas, tejidos o fibras de diferente naturaleza, obteniendo materiales compuestos de matriz polimérica termoplástica (Albinante et al, 2013;Araujo, et al, 2008;Mukhopadhyay y Fangueiro, 2009), elastomérica (Mohanty, 2005;Nair y Joseph, 2014) o termoestable (Meza et al, 2015;Raju y Kumarappa, 2012;Shih, 2007;Yousif et al, 2012).…”

“…Es una práctica frecuente mejorar las propiedades de los materiales poliméricos mediante la incorporación de partículas, tejidos o fibras de diferente naturaleza, obteniendo materiales compuestos de matriz polimérica termoplástica (Albinante et al, 2013;Araujo, et al, 2008;Mukhopadhyay y Fangueiro, 2009), elastomérica (Mohanty, 2005;Nair y Joseph, 2014) o termoestable (Meza et al, 2015;Raju y Kumarappa, 2012;Shih, 2007;Yousif et al, 2012).…”