Phenol–furfural resins to elaborate composites reinforced with sisal fibers—Molecular analysis of resin and properties of composites

Abstract

Resol type resins were prepared in alkaline conditions (potassium hydroxide or potassium carbonate) using furfural obtained by acid hydrolysis of abundant renewable resources from agricultural and forestry waste residues. The structures of the resins were fully determined by 1 H, 13 C, and 2D NMR spectrometries with the help of four models compounds synthesized specially for this study. MALDI-Tof mass spectrometry experiments indicated that a majority of linear oligomers and a minority of cyclic ones constituted them. Composites were prepared with furfural-phenol resins and sisal fibers. These fibers were chosen mainly because they came from natural lignocellulosic material and they presented excellent mechanical properties. Thermal analyses (dTG and DSC) and electron microscopy images indicated that the composites displayed excellent adhesion between resin and fibers. Impact strength measurement showed that mild conditions were more suitable to prepare thermosets. Nevertheless, mild conditions induced a high-diffusion coefficient for water absorption by composites. Composites with good properties could be prepared using high proportion of materials obtained from biomass without formaldehyde.

Synthesis, Characterization, and Thermal Studies of Terpolymers Derived from Vanillin, Furfural, and Halo-Substituted Acetophenones

“…Furan resins have found varieties of applications, such as bonding material for corrosion-resistant fiber and glass-reinforced plastic, which have excellent resistance to heat distortion and flame spread [3,4], membrane for water desalination [5], binder in core molding and friction materials [6], ion exchange [7], and antimicrobial resins [8]. Moschiar et al [9] prepared composites of furan resin cured with acid catalyst Quinacetophenone-furfural-substituted benzoic acids have been synthesized by Burma et al [10].…”

Preparação e caracterização de biocompósitos baseados em fibra de curauá, biopolietileno de alta densidade (BPEAD) e polibutadieno líquido hidroxilado (PBHL)

“…O Brasil tem um elevado potencial para a produção de fibras naturais e produz um número elevado de fibras lignocelulósicas diferentes [14] . As vantagens do uso de fibras naturais sobre as sintéticas tradicionais (fibras de vidro) como reforço em compósitos são: fibras vegetais são produzidas a partir de fontes renováveis, apresentam baixa densidade, não são abrasivas aos equipamentos de processamento e são biodegradáveis [15][16][17][18] . …”

Biocompósitos de matriz glioxal-fenol reforçada com celulose microcristalina

“…Assim, a substituição desses reagentes por equivalentes originados de fontes não fósseis é uma alternativa interessante, tanto do ponto de vista econômico como ambiental [4,8] . Adicionalmente, a substituição do formaldeído por outros aldeídos obtidos de fontes renováveis pode também eliminar a potencial emissão de formaldeído durante o uso das resinas fenólicas [1,10] . O ácido oxálico, que foi utilizado no presente trabalho como catalisador na síntese das resinas fenólicas do tipo novolaca, pode ser obtido de fontes renováveis, como folhas, caules, flores e raízes de plantas [11] .…”