Desenvolvimento de compósitos poliméricos com fibras vegetais naturais da biodiversidade: uma contribuição para a sustentabilidade amazônica

Marinelli, Alessandra Lucas; Monteiro, Marcos Roberto; Ambrósio, José Donato; Branciforti, Márcia Cristina; Kobayashi, M.; Nobre, Antônio Donato

doi:10.1590/s0104-14282008000200005

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“…Seis amostras (APV1 a APV6) foram preparadas nas proporções desde plantas, o Brasil pode assumir a liderança no desenvolvimento destes materiais. Há vários projetos em andamento na região amazônica que cultivam essas plantas, levando em consideração a sustentabilidade ambiental e econômica [2,3] .…”

Section: Preparação Dos Compósitosunclassified

Efeito da forma de processamento e do tratamento da fibra de curauá nas propriedades de compósitos com poliamida-6

et al. 2009

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que vem assumindo a perspectiva de economia de energia por meio da redução de peso dos componentes, bem como os aspectos ligados à recuperação das matérias-primas e reaproveitamento de materiais no final do ciclo de vida do produto [1] .Além disso, diversas fibras vegetais são produzidas em praticamente todos os países e agregam um caráter social no seu cultivo. No Brasil, especialmente, a produção de fibras de coco, sisal e curauá são feitas por comunidades nos estados do Norte e Nordeste. Por ser um país com recursos naturais disponíveis, grandes áreas para plantio e variadas espécies IntroduçãoO uso de matérias-primas de fontes renováveis vem sendo objeto de muitos estudos e pesquisas recentes, devido ao seu potencial na substituição de derivados petroquími-cos. Por serem materiais considerados "ecologicamente corretos" compósitos com fibras vegetais tem-se mostrado uma alternativa viável em muitas aplicações na substituição de polímeros reforçados com fibra de vidro e outras cargas. Um fator importante que favorece o emprego de fibras vegetais como insumos renováveis é o crescente significado Resumo: O interesse pela utilização de fibras vegetais como reforço para polímeros tem aumentado recentemente devido às suas vantagens ambientais e tecnológicas. Este trabalho avaliou o uso de fibras de Curauá para substituir a fibra de vidro em compósitos de poliamida-6. Teores de fibra de 0, 20, 30 ou 40 wt% e comprimento de 0,1 ou 10 mm foram analisados. Parte das fibras foi tratada com plasma de N 2 ou lavados com solução de NaOH, para melhorar a adesão fibra/matriz. Compósitos com 20 wt% de fibra curta ou longa, sem ou com pré-tratamento, foram preparados em misturador interno e em duas extrusoras duplarosca, co-rotantes, interpenetrantes. Corpos de prova destas amostras moldados por injeção foram submetidos a testes de propriedades mecânicas (tração, flexão e impacto) e térmicas (HDT). Observou-se que para as amostras com fibras sem tratamento processadas em extrusora, a não-secagem das matérias-primas melhorou a adesão interfacial fibra/matriz e que as propriedades mecânicas destes compósitos são melhores que a da PA-6 sem reforço, mas ainda não superam a PA-6 reforçada com fibra de vidro. Entretanto, sua menor densidade, sua resistência ao impacto, temperatura de deflexão térmica e contração de moldagem, comparáveis às da PA-6 reforçada com fibra de vidro, podem viabilizar a substituição desta em aplicações específicas. Este foi o primeiro trabalho a estudar o uso de fibra de curauá como reforço de um termoplástico de engenharia como a poliamida-6. Efeito da Forma de Processamento e do Tratamento da Fibra de Curauá nas Propriedades de Compósitos com Palavras-chave:Compósitos com fibra natural, poliamida-6, fibra de Curauá, extrusão e injeção. Effect of the Processing Method and Curauá Fiber Treatment on the Properties of Polyamide-6 CompositesAbstract: The interest for the use of vegetal fibers as polymer reinforcement has recently increased because of their unique environmental and technological advantages. Thi...

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Section: Preparação Dos Compósitosunclassified

Efeito da forma de processamento e do tratamento da fibra de curauá nas propriedades de compósitos com poliamida-6

et al. 2009

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“…Foram preparados compósitos de PHB com e sem reforço de farinha de madeira [18] , compósitos a partir de PHB rico em biomassa (eliminação da etapa de purificação do polímero) reforçados com farinha de madeira [19] , PHB com fibra de bagaço de cana de açúcar e casca de arroz, com e sem plastificante [20] , e compósitos de PHB com pó de casca de coco, com e sem plastificante [2] . Visando o desenvolvimento de materiais compósitos com tecnologia de fabricação mais avançada, as fibras disponíveis na região amazônica estão sendo avaliadas pelo CCDM/UFSCar -Centro de Caracterização e Desenvolvimento de Materiais da Universidade Federal de São Carlos, considerando que no Brasil há uma grande variedade de fibras vegetais (sisal, coco, juta, rami, curauá, fibra de bagaço de cana de açúcar e soja) [21] .…”

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

et al. 2010

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Resumo: O PHB (Poli-3-hidroxibutirato) é um termoplástico biodegradável sintetizado por fermentação submersa a partir de matérias-primas renováveis. A utilização de fibras naturais tem sido pesquisada visando melhorar as propriedades e reduzir o custo do PHB. O objetivo deste trabalho foi o estudo das propriedades mecânicas (resistência à tração), térmicas (Análise termogravimétrica,TGA, e Calorimetria Exploratória Diferencial, DSC) e reológicas (torque em câmera de mistura e Índice de Fluidez) do PHB e de compósitos de PHB/pó de madeira processados e irradiados. Foram preparados compósitos com concentrações de PHB/pó de madeira de 90/10, 80/20 e 70/30 (m/m). Os materiais foram processados através das seguintes etapas de processamento: calandragem, fragmentação, extrusão, granulação, secagem e moldagem por injeção para confecção dos corpos de prova. A incorporação do pó de madeira aumentou o grau de cristalinidade e a temperatura de cristalização do polímero, e nos compósitos PHB/pó de madeira 80/20 e 70/30 a rigidez do material aumentou. A irradiação após o processamento (dose de 30 kGy) provocou aumento da rigidez do PHB puro e dos compósitos PHB/pó de madeira 90/10 e 80/20, embora outras propriedades tenham decrescido. O compósito PHB/pó de madeira 70/30 apresentou os melhores resultados em termos econômicos e de processamento. Palavras-chave: Poli-3-hidroxibutirato, compósitos PHB/pó de madeira, propriedades térmicas, propriedades mecânicas, irradiação, processamento. Study of Mechanical and Thermal Properties of the Polymer Poly-3-Hydroxybutyrate (PHB) and PHB/Wood Flour CompositesAbstract: PHB (Polyhydroxybutyrate) is a biodegradable thermoplastic synthesized by submerse fermentation of renewable raw materials. The use of natural fibers has been largely researched to improve PHB properties, as well as reducing its cost. The purpose of this work was the study of the mechanical, thermal properties and rheological analyses (torque in mixer camera and melt flow index) of processed and irradiated PHB, as well as PHB/wood flour composites. PHB/wood flour composites were prepared with PHB/wood relation of 90/10, 80/20 and 70/30 (w/w). Both pure PHB and composites were processed through the following steps: calendering, milling, extrusion, second milling, drying and injection molding to make test specimens. Mechanical properties (strength resistance) and thermo analyses (Thermogravimetric Analysis, TGA and Differential Scanning Calorimeter, DSC) tests were carried out. The introduction of the wood flour increased both polymer crystallinity and crystallization temperature. IntroduçãoNovos materiais compósitos estão sendo desenvolvidos, combinando-se matrizes termoplásticas e cargas reforçativas de origem lignocelulósicas. Devido à intensificação das questões ambientais, pesquisas envolvendo o emprego de polímeros biodegradáveis como substitutos dos polímeros sintéticos convencionais aumentaram nos últimos anos, assim como o uso de fibras naturais como reforço dos mesmos. As vantagens da utilização de reforços lign...

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“…Nesse contexto o Brasil, na qualidade de concentrador de uma das mais ricas biodiversidades do planeta, tem um papel fundamental [2] . O crescente interesse no uso de fibras naturais na preparação de compósitos poliméricos constitui uma alternativa de obtenção de novos e interessantes materiais com menor impacto ambiental porque permite substituir parte dos polímeros obtidos a partir de material fóssil por fibras de origem agrícola, de caráter renovável e biodegradável.…”

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Extrusão de compósitos de PP com fibras curtas de coco: efeito da temperatura e agentes de acoplamento

et al. 2010

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que os dois agentes de acoplamento melhoraram o módulo elástico, a tensão máxima e a resistência à absorção de água quando os materiais foram processados utilizando-se um perfil de temperaturas mais elevadas. A morfologia dos compósitos também ficou mais homogênea na presença dos agentes de acoplamento, especialmente naqueles processados na temperatura mais alta. Esses resultados indicam que a temperatura é uma variável fundamental no estabelecimento das interações envolvendo os processos de compatibilização. Palavras-chave: Compósitos, fibras naturais, agentes de acoplamento, extrusão, absorção de água. Extrusion of PP Composites with Short Coir Fibers: Effect of Temperature and Coupling AgentsAbstract: PP composites filled with coir short fibers were prepared in an extruder using two temperature profiles. The objective was to evaluate the compatibilizing effect of PP modified with vinylsilane and with maleic anhydride. Both coupling agents improved elastic modulus, tensile strength and water absorption resistance when the materials were processed at the highest temperature profile. The composite morphology was more homogeneous in the presence of the coupling agents, mainly in the composites processed at the highest temperatures. These results indicate that temperature is a key variable for the establishment of the interactions involved in the coupling processes. Keywords: Composites, natural fibers, coupling agent, extrusion, silane. IntroduçãoO desenvolvimento sustentável, a redução da demanda por materiais de origem fóssil e a redução da produção de resíduos são fatores que se relacionam entre si e que, bem conduzidos, podem resultar em benefícios importantes para a vida humana [1] . Nesse contexto o Brasil, na qualidade de concentrador de uma das mais ricas biodiversidades do planeta, tem um papel fundamental [2] . O crescente interesse no uso de fibras naturais na preparação de compósitos poliméricos constitui uma alternativa de obtenção de novos e interessantes materiais com menor impacto ambiental porque permite substituir parte dos polímeros obtidos a partir de material fóssil por fibras de origem agrícola, de caráter renovável e biodegradável. Além disso, muitas fibras e cargas vegetais constituem resíduos da atividade agrícola e seu aproveitamento, além de lhes prover um destino final racionalizado, pode reduzir os custos de preparação do produto final. Uma das principais aplicações dos compósitos poliméricos com fibras vegetais tem sido na indústria automobilística [3,4] , porém seu uso também tem se mostrado promissor na construção civil e na produção de artefatos de uso geral, tais como solados de calçados, pentes, utensílios domésticos e outros.O Brasil é um país que se destaca na produção de muitas fibras, tais como sisal, rami, algodão, coco e juta, porém diversas outras espécies são encontradas e cultivadas no país [5,6] . No Brasil, as fibras obtidas da casca do coco são materiais lignocelulósicos de baixo custo, que não encontram aplicação em fins alimentícios, por isso representam uma intere...

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Efeito da forma de processamento e do tratamento da fibra de curauá nas propriedades de compósitos com poliamida-6

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