Compósitos de fibra de coco/LDPE: efeito do tratamento superficial das fibras de coco em compósitos verdes

Abstract

RESUMO O desenvolvimento de compósitos poliméricos reforçados com fibras naturais tem recebido grande destaque como tecnologia alternativa para o processamento de novos materiais que proporcionem um menor impacto ambiental, associado a uma baixa densidade, biodegradabilidade e propriedades mecânicas interessantes.Fibras naturais provenientes do coco verde apresentam, devido à sua composição química, maior rigidez e resistência mecânica comparada a outras fibras vegetais. Porém, fibras vegetais possuem uma baixa interação com a matriz polimérica, em virtude de seu caráter hidrofílico quando comparado à matriz polimérica, hidrofóbica. Neste trabalho, fibras de coco (FC) foram tratadas quimicamente por extração alcalina com hidróxido de sódio (NaOH) e mecanicamente utilizando uma ponteira ultrassônica em meio aquoso, e a técnica para averiguar os efeitos dos tratamentos nas fibras foi a microscopia eletrônica de varredura (MEV). Compósitos de polietileno de baixa densidade (LDPE) com diferentes teores de fibra de coco (5 e 10% m/m) foram preparados por mistura no estado fundido, utilizando um homogeneizador de alta rotação (DRAIS), seguido por prensagem a quente e estampagem para preparação de corpos de prova. Os compósitos de LDPE/FC foram caracterizados quanto às propriedades térmicas (calorimetria exploratória diferencial – DSC), mecânicas (ensaio de tração uniaxial e ensaio de dureza), características morfológicas (MEV) e de superfície (teste de ângulo de contato). O teor de fibra em massa exerceu influência nas propriedades mecânicas, de forma que um aumento do teor de fibra de coco em massa reduz ligeiramente a resistência à tração e provoca um aumento em torno de 100% no valor do módulo elástico do compósito. Por meio dos resultados obtidos por MEV e ângulo de contato, ambos os tratamentos se mostraram eficientes, porém sugerindo melhor eficiência no tratamento via extração alcalina.

Physical, mechanical and thermal properties of low-density polyethylene reinforced with PET-coated SBS paperboard shavings applying different processing conditions

“…SEM images for LDPE composites reinforced with coconut fiber indicated a rough surface with cellulose exposure, whose high concentration in the fiber made it difficult to adhere with the polymeric matrix. The coupling of the fibrous material with LDPE was more efficient after chemical treatment of the fiber, which reduced its hydrophilic character [16]. The low surface adhesion in the composite causes the reinforcement particles to behave as points of stress concentration, facilitating the propagation of cracks [45].…”

“…In the current scenario, many researchers in this area are focusing on the study of composites with a polymer matrix reinforced with a variety of cellulosic materials [13]. WEARN et al [16] investigated the thermal and mechanical properties, as well as the morphological characteristics, of LDPE composites with different levels of coconut fiber (mass concentrations of 5% and 10%) chemically treated by alkaline extraction with sodium hydroxide. The mass fiber content had an influence on the mechanical properties, so that an increase in the mass coconut fiber content slightly reduced the tensile strength and caused an increase of around 100% in the elastic modulus value of the composite.…”

Desenvolvimento de compósitos poliméricos reforçados com fibra da folha do buriti

“…Novos compósitos de matriz polimérica reforçados com fibras vegetais vêm sendo desenvolvidos, principalmente nas últimas duas décadas, devido à grande quantidade e variedade deste tipo de fibra encontrada na natureza [1,2]. As fibras vegetais lignocelulósicas normalmente possuem baixa densidade, proporcionando uma alta relação resistência/peso, são porosas, não são abrasivas, possuem viscoelasticidade, são biodegradáveis, além de serem obtidas de fontes renováveis [3].…”

Produção de biocompósitos de biopolietileno/farinha de madeira compatibilizados com PE-g-MA. Avaliação do teor de anidrido maleico nas propriedades mecânicas e termomecânicas

“…O principal problema da produção de biocompósitos de base vegetal, em geral, é a incompatibilidade entre as fibras naturais e a matriz polimérica, impactando em uma baixa adesão interfacial entre os dois componentes e, como consequência, gerando baixas propriedades mecânicas (Raia et al, 2021;Ferreira et al, 2020;Wearn et al, 2020). Para contornar esse problema, a incorporação de um agente compatibilizante torna-se essencial para melhorar a adesão entre o polímero e a fibra natural (Luna et al, 2019).…”