Efeito da modificação de superfície de fibras nas propriedades mecânicas de compósitos a base de poli( tereftalato de butileno) reforçado por fibras naturais inorgânicas

Abstract

Resumo: O presente trabalho visa investigar a viabilidade de utilização de fibras naturais de sílica amorfa (FNSA) como agente de reforço em polímeros de engenharia, assim como avaliar o seu potencial como alternativa às fibras de vidro curtas em aplicações industriais. Diferentes modificações na química de superfície dessas fibras foram avaliadas buscando melhorar a adesão na interface entre fibras e matriz, e consequentemente, melhorar as propriedades mecânicas do compósito. As modificações superficiais das FNSA foram realizadas através de agentes de acoplamento do tipo silano, providos com funções orgânicas distintas. O PBT foi selecionado como matriz devido a sua conhecida facilidade de processamento, mesmo após a incorporação de grandes quantidades de aditivos. A modificação das FNSA foi avaliada a partir da análise termogravimétrica acoplada à espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier. A resistência mecânica e fratura dos compósitos foi investigada por ensaios de tração e microscopia eletrônica de varredura. Finalmente, obtiveram-se compósitos com fibras modificadas com resistência à tração 40% superior ao material base puro. Palavras-chave: Compósitos poliméricos, fibras curtas naturais de sílica amorfa, agentes de acoplamento, termoplástico de engenharia. Effect from Surface Modification on Fibers on the Mechanical Properties of Composites of Poly (Butylene Terephthalate) Reinforced with Inorganic Natural FibersAbstract: This work aims to investigate the viability of natural amorphous silicate short fibers (FNSA) as reinforcing agent of thermoplastic engineering polymers, and their possible use as an alternative to short glass fibers in industrial applications. Different surface modifications were performed in order to improve interface adhesion between the matrix and FNSA, and consequently improve mechanical properties. The surface treatments of FNSA were applied with silane coupling agents provided with different organofunctional groups. PBT was chosen as matrix due to its easy manufacturing process even after incorporation of large quantities of additives. The surface chemistry after modification was evaluated through thermogravimetric analyses coupled to a Fourier transformed infrared spectroscopy equipment. Mechanical resistance and composite fracture were investigated through tensile tests and image analyses by scanning electron microscopy. Finally, the tensile strength of modified fibers reinforced PBT was 40% higher than neat PBT.

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

“…10 35.27 ± 1.02 65.5 ± 2.37 -2-80% raw PP/20% sisal fiber [38] 28.62 ± 0.13 49.74 ± 1.39 34.60 ± 2.56 -3-50% recycled PEAD/50% wheat straw [39] 8.11 ± 1. 44 13.16 ± 1.64 47.37 ± 6.42 -3-50% recycled PP/50% wheat straw [39] 6.42 ± 1.11…”

“…Taflick et al [8] atributed this behavior to the of tiny and short fibers due distributed more homogeneously of composite. Researchers done by Martins et al [9] and Rzatki and Barra [10] proved the effectiveness of the natural amorphous silicate short fibers as reinforcing agents increasing the tensile strength of reinforcement matrix of the epoxy and poly (butylene terephthalate), respectively. The final product will be a polymeric and natural fiber composite as an alternative or replacement to wood and its derivatives, reducing deforestation and pollution.…”