Poliolefinas reforçadas com fibras vegetais curtas: sisal × curauá

Abstract

Resumo: É crescente o interesse nos compósitos poliméricos reforçados com fibras vegetais curtas em substituição às fibras de vidro, pois as fibras naturais provêm de fontes renováveis, não são abrasivas aos equipamentos de processamento, são biodegradáveis, e possuem baixa densidade comparada às fibras de vidro. Elas apresentam início de degradação em torno de 200 °C, sendo adequadas para reforçar poliolefinas que são processadas até essa temperatura ou termofíxos. Várias fibras vegetais vêm sendo usadas como reforço, dentre elas o curauá e o sisal; no entanto, há grande controvérsia na literatura sobre as propriedades finais dos compósitos. Neste trabalho comparamos as propriedades de compósitos de polietileno de alta densidade ou polipropileno com 20% em massa de fibras curtas de sisal ou de curauá com ou sem agentes de acoplagem. Todos foram processados por extrusão e moldados por injeção, exatamente nas mesmas condições, e os resultados foram comparados em termos das propriedades mecânicas. As fibras de curauá apresentam resistência à tração superior às fibras de sisal e os compósitos com fibras de curauá apresentaram resistência à tração e flexão ligeiramente superior aos compósitos com fibra de sisal. No caso da resistência ao impacto a situação se inverte. Como o sisal é mais frágil que o curauá, durante o processamento ocorre maior quebra da fibra provocando essa diferenciação nas propriedades mecânicas dos compósitos. Palavras-chave: Fibras vegetais, curauá, sisal, compósito polimérico, extrusão. Polyolefins Reinforced with Short Vegetal Fibers: Sisal vs. Curauá Abstract: There is growing interest in reinforced polymer composites using short vegetal fibers to replace glass fibers for several reasons. The composite fibers are produced from renewable resources, being biodegradable and less abrasive to the processing equipment, in addition to possessing a lower density than the glass fibers. Since their thermal degradation onset is at 200 °C, they can be used to reinforce thermoplastics processed below this temperature and thermosets. Several vegetal fibers have been used as reinforcing agent, including sisal and cuaruá. However, there is controversy in the literature about the composites final properties. In this work we compare the properties of composites of high density polyethylene or polypropylene with 20 wt. (%) of short sisal or curauá fibers, with or without a coupling agent. All composites were processed by extrusion and molded by injection, under exactly the same conditions, and the mechanical properties were compared. The curauá fibers presented a higher tensile resistance than the sisal fibers, and the composites with curauá fibers had slightly higher tensile and flexural resistance compared to the sisal fiber composites. The situation is opposite in the impact resistance results, with sisal composites displaying higher impact resistance. Since sisal fibers are more fragile than curauá fibers, during processing there is a higher fracture of sisal in comparison to curauá, inducing these dif...

Biocomposites reinforced with natural fibers:thermal, morphological and mechanical characterization

“…SPINACÉ et al [2] and ETAATI et al [11] also observed this behavior, once natural fibers are usually less resistant than glass fibers. Although the composites with natural fibers have lower mechanical properties when compared to glass fiber composite, the difference is relatively small, for instance the wood fiber composite with coupling agent (PP+(CA)+WF) showed Flexural modulus of 69.56 MPa versus 75.78 MPa for the reference composite (PP+GFPP).…”

“…In general the elastic modulus of all the composites with natural fibers showed lower mechanical properties when compared to reference material (PP+GFPP), Figure 1-b. The transfer of the applied stress can be hampered by the presence of discontinuous short fibers dispersed in the polymeric matrix, thus reducing tension supported by the composite [2,[12][13].…”

“…Coupling agents as maleic anhydride, for example, can improve the matrix/fiber interaction, by modifying the fiber surface or the matrix [1][2][3][4][5][6][7][8]. When properly compounded natural fibers make good candidates to replace currently used glass fiber as reinforcing agent, in addition to that, they are abundant and renewable and can be generally considered as biodegradable and non-toxic.…”

Preparation and characterization of composites from plastic waste and sugar cane fiber

“…The incorporation of fiber have been widely investigated and used as reinforcement in polymer matrices such as sponge gourd fiber [4] , sisal [5] , curauá [5] , sugar beet pulp [6] and sugarcane bagasse fiber [7] . Acacia bark residues was used as reinforcing filler in polypropylene composite can produce higher impact properties and higher degradation temperature [8] .…”

Tendências tecnológicas do uso do sisal em compósitos a partir da prospecção em documentos de patentes

“…Todos esses fatores são hoje muito importantes para a manutenção das empresas em uma situação economicamente viável no ambiente de hipercompetitividade associado à globalização da economia e flexibilização dos mercados regionais [8] . As pesquisas sobre fibras naturais em matrizes poliméricas de compósitos desenvolvidas recentemente incluem, por exemplo: o uso de fibra de coco em biocompósitos [9] e em Polipropileno [10] , piaçava em poliéster [11] , fibras em compósitos no contexto amazônico [12] , curauá em Poliamida [13] , sisal e curauá em poliolefinas [14] , sisal em biocompósitos [15,16] , em borracha nitrílica [17] e em Polipropileno e Polietileno [7], dentre outras.…”