Estudo de compósitos poliuretânicos reforçados com fibras de Malva

• Main Authors: Cunha, Juliana dos Santos Carneiro da, 92-99603-2218
• Other Authors: [e-mail]
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal do Amazonas 2018
• Subjects: Fibra vegetal; Fibra de Malva; Poliuretano; ENGENHARIAS: ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
• Online Access: http://tede.ufam.edu.br/handle/tede/6152

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Cunha.pdf: 5451648 bytes, checksum: bdf3965ab05b80221d7638a34520dd29 (MD5) Previous issue date: 2017-12-14 === FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas === In Brazil, it is possible to find a great diversity of lignocellulosic fibers with different chemical, physical and mechanical properties capable of raising the resistance of the polymers acting as reinforcement in polymer matrix. In this work, composites were produced using as a matrix the polyurethane resin based on castor oil reinforced with malva fibers. This native fiber is typical of the Amazon region, easily found and still under studied. Composites with 30, 50 and 70% mauve fiber (in mass) were prepared without and with treatment (with sodium lignosulfonate, LS, in an ultrasonic bath for 1 h). The behavior of these malva fibers inserted in the polyurethane matrix of castor oil (PU-OM) were evaluated for physico-chemical and mechanical properties. The techniques of chemical characterization of fibers (untreated and treated) and X-ray diffraction (XRD) (for fibers), Thermogravimetry (TGA / DTG), Differential scanning calorimetry (DSC) (DSC), IR spectroscopy, mechanical impact test, water absorption and finally Optical Microscopy (OM) to investigate the fracture region of the composites after impact test. The chemical analyzes showed that after treatment of the fibers with LS, the total lignin Klason content increased by 3%. In addition, the peak in the DTG curve after 470 °C, corresponding to lignin, had a significant increase in intensity (about 30%). X-ray results showed that despite the decrease in cellulose content in the fibers (from 59 to 53%) there was no change in the crystallinity index (maintained at approximately 68%). The mechanical impact test showed that the impact resistance increased significantly with the increase of the percentage of fiber introduced in the composites. The treatment with LS / ultrasonic had its proven efficiency in the composites of 70% of fiber whose results of resistance stood out from the others. The water absorption test showed that 70% fiber composites generally absorbed more water as a function of time, due to the greater presence of fibers, consequently more polar groups, when compared to the others. In general, the results were promising, as it allowed the substitution of synthetic materials (PU) by renewable materials, fibers, manoma oil and LS treatment. === No Brasil é possível encontrar grande diversidade de fibras lignocelulósicas com diferentes propriedades químicas, físicas e mecânicas capazes de elevar a resistência dos polímeros atuando como reforço em matrizes poliméricas. Neste trabalho foram desenvolvidos compósitos poliméricos, utilizando como matriz a resina poliuretana à base de óleo de mamona reforçada com fibras de malva. Esta fibra nativa é típica da região amazônica, facilmente encontrada e ainda pouco estudada. Foram preparados compósitos com 30, 50 e 70% de fibra (em massa) de malva sem e com tratamento (com lignossulfonato de sódio, LS, em banho de ultrassom durante 1h). O comportamento destas fibras de malva inseridas na matriz poliuretânica de óleo de mamona (PU-OM) foram avaliadas quanto às propriedades físico-químicas e mecânicas. Foram utilizadas as técnicas de caracterizações químicas de fibras (não tratadas e tratadas) e difração de raios X (DRX) (para as fibras), Termogravimetria (TGA/DTG), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Espectroscopia na Região do Infravermelho (FTIR), ensaio mecânico de impacto, absorção de água e por fim Microscopia Óptica (MO) para investigar a região de fratura dos compósitos após ensaio de impacto. As análises químicas mostraram que após o tratamento das fibras com LS, o teor de lignina Klason total aumentou em 3%. Além disso, o pico na curva DTG após 470 oC, correspondente à lignina, teve um aumento significativo de intensidade (cerca de 30%). Os resultados de raio X mostraram que apesar da diminuição do teor de celulose nas fibras (de 59 para 53%) não houve alteração no índice de cristalinidade destas (mantido em aproximadamente 68%). O ensaio mecânico de impacto apontou que a resistência aumentou signitificamente com o aumento da porcentagem de fibra introduzidos nos compósitos. O tratamento com LS/ultrassom teve sua eficiência comprovada nos compósitos de 70% de fibra cujo resultados de resistência se sobressaíram dos demais. O teste de absorção de água mostrou que os compósitos com 70% de fibra em geral absorveram mais água em função do tempo, devido à maior presença de fibras, consequentemente maior número de grupos polares, quando comparado aos demais. No geral, os resultados foram promissores, pois possibilitou a substituição de materiais sintéticos (PU) por materiais de fontes renováveis, fibras, óleo de manoma e tratamento com LS.