Comportamento térmico, mecânico e morfológico de compósitos de polietileno de alta densidade reciclado com fibra de piaçava

Abstract

Resumo: O uso de fibras naturais como reforçadores para termoplásticos tem despertado interesse crescente, principalmente para termoplásticos reciclados, devido ao baixo custo, utilização de recursos naturais brasileiros disponíveis, além de contribuir para a despoluição ambiental. No presente trabalho foram avaliadas as propriedades térmicas, mecânicas e morfológicas de compósitos de polietileno de alta densidade reciclado (HDPE-r) e fibra de piaçava da Amazônia (Leopoldinia piassaba), tratada e não-tratada, em diferentes proporções (5, 10 e 15% de fibra). O trabalho tem como objetivo a obtenção de compósitos a fim de atender as exigências do mercado como materiais alternativos, visando à fabricação de placas de baixo custo para estruturas sob pequeno esforço. As fibras foram submetidas a tratamento superficial com silano de duas formas: impregnação direta (fibra-ts) e com solução metanólica (fibra-tms). Foi verificado que os compósitos HDPE-r / fibra-ts apresentaram melhor desempenho mecânico que os obtidos com fibra-tms, em função da remoção pelo metanol da fração contendo lignina, componente estrutural da fibra. O aumento da adesão fibra-matriz de HDPE reciclado em compósitos com fibra tratada, conforme observado pelas microfratografias apresentadas, pode explicar este desempenho. A estabilidade térmica dos compósitos foi pouco afetada com a incorporação da fibra tratada. Palavras-chave:Compósitos poliméricos, piaçava, polietileno de alta densidade reciclado. Thermal, Mechanical and Morphological Behavior of Recycled High-Density Polyethylene Reinforced with Piassava FiberAbstract: The use of natural fibers as reinforcement for thermoplastics, especially for recycled thermoplastics, has generated much interest due to their low cost, possibility of environmental protection and use of locally available renewable resources. In this work we evaluate the thermal, mechanical and morphological properties of composites of recycled high-density polyethylene (HDPE-r) with treated and untreated piassaba fibers (Leopoldinia piassaba) in different proportions (5, 10 and 15% w/w). The objective of this work is to obtain composites of HDPE-r / piassaba fiber in order to fulfill the needs of the consumer market, aiming at preparing low-cost plates for light duty jobs. Fibers were submitted to superficial treatment with silane in two different ways: direct incorporation and treatment with methanolic solution of the coupling agent. The results show that composites of HDPE with silane-treated-only fiber had better mechanical performance than methanolic solutions of silane; the increase on fiber -polymer matrix interface adhesion, as revealed from morphological analysis, can explain this higher performance. Thermal stability of the composites is not greatly affected with the addition of treated fiber.

Estudo das propriedades mecânicas e térmicas do polímero Poli-3-hidroxibutirato (PHB) e de compósitos PHB/pó de madeira

“…Nesse sentido, vários trabalhos foram realizados na área de compósitos poliméricos com reforços lignocelulósicos: incorporação de diferentes teores de pó de madeira com e sem tratamento superficial [1] e a adição de fibras de bananeira [3] em PVC; incorporação de bagaço de cana com e sem tratamento prévio, celulose de bagaço de cana [4] , fibra de celulose de jornal reciclado [5] e fibra de coco [6,7] em PP; incorporação de fibra de piaçava, tratada e não-tratada [8] , resíduos de fibras têxteis com agentes compatibilizantes [9] e partículas de madeira de eucalipto, tratadas e não tratadas [10] , em PE.…”

“…As amostras 5, 6, 7 e 8 foram irradiadas. [8,9,11] . Com a irradiação, o PHB puro e o compósito com 10% de pó de madeira tornaram-se um pouco mais rígidos, provavelmente, devido à reticulação das cadeias poliméricas.…”

Substituição da fibra de vidro por fibra de bananeira em compósitos de polietileno de alta densidade: parte 1. Avaliação mecânica e térmica

“…No entanto, fibras vegetais apresentam início de degradação em 200-220 °C [4] , sendo adequadas para reforçar polímeros que sejam processados até essa temperatura, como o polipropileno (PP), poli(cloreto de vinila) (PVC) e polietilenos de alta (HDPE) e de baixa (LDPE) densidades [5] . Para comparar o efeito desse reforço, propriedades mecânicas como resistência à tensão e módulo de elasticidade servem como base para avaliar o desempenho mecânico de diferentes materiais, bem como avaliar o efeito de fatores, tais como volume, orientação, dispersão da fibra na matriz polimérica, além da afinidade química entre fibra e matriz [6,7] . No sentido de avaliar tais fatores, Yuan et al [8] preparam compósitos com diferentes tamanhos de fibra de madeira de carvalho (125, 180 e 250 µm) utilizando a técnica de extrusão com dupla rosca seguida do processo de injeção, para a mistura do material e obtenção dos corpos de prova, respectivamente.…”

Avaliação e Caracterização de Tubos Fabricados com PVC Reciclado

“…A reciclagem do PVC é derivada do reprocessamento de materiais desprezados ou descartados pelos seus geradores, onde são coletados, separados e processados, e novamente transformado em matéria-prima, não sendo uma novidade, pois ela acontece desde o começo da sua produção, onde os resíduos industriais, como aparas provenientes do processo de conformação ou de corte e usinagem, produtos fora de especificação ou com defeito, descartes produzidos em partidas de máquinas, são normalmente moídos e incorporados novamente ao processo produtivo [13,14] . Entretanto, estudos mostram que resíduos poliméricos em aterros sanitários podem sofrer degradação por termo-oxidação, fotodegradação e/ou ação microbiana [6] acarretando mudanças em suas propriedades, estas modificações também podem ocorrer durante a operação de reciclagem, resultado de alterações estruturais, tais como: cisão da cadeia principal, reações de reticulação, mudanças na estrutura química e degradação ou eliminação dos aditivos presentes [15][16][17] .…”

“…O PVC material amorfo e inteiramente reciclável, é o segundo termoplástico mais consumido em todo o mundo [6,7] onde cerca de 65% do consumo nacional são direcionados à construção civil para a fabricação de tubos, conexões, perfis, fios e cabos [8,9] e desta quantidade 15% são perdidas, representando o plástico predominante nos resíduos da construção civil [8,10] . No entanto, com relação a representatividade do PVC em quantidade porcentual de polímeros presentes nos resíduos sólidos urbanos das principais cidades brasileiras chega a ocupar a quarta posição [8] , ou até mesmo a segunda [6,11,12] , dependendo do ano e/ou da região da pesquisa.A reciclagem do PVC é derivada do reprocessamento de materiais desprezados ou descartados pelos seus geradores, onde são coletados, separados e processados, e novamente transformado em matéria-prima, não sendo uma novidade, pois ela acontece desde o começo da sua produção, onde os resíduos industriais, como aparas provenientes do processo de conformação ou de corte e usinagem, produtos fora de especificação ou com defeito, descartes produzidos em partidas de máquinas, são normalmente moídos e incorporados novamente ao processo produtivo [13,14] . Entretanto, estudos mostram que resíduos poliméricos em aterros sanitários podem sofrer degradação por termo-oxidação, fotodegradação e/ou ação microbiana [6] acarretando mudanças em suas propriedades, estas modificações também podem ocorrer durante a operação de reciclagem, resultado de alterações estruturais, tais como: cisão da cadeia principal, reações de reticulação, mudanças na estrutura química e degradação ou eliminação dos aditivos presentes [15][16][17] .…”