Iniciação científica



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CENTRO UNIVERSITÁRIO FUNDAÇÃO SANTO ANDRÉ

Faculdade de Engenharia “Engº Celso Daniel”

 

Os compósitos de polímeros artificiais com fibras naturais e com fibras artificiais: uma comparação.”



Aluno: Cleber Lucius Costa

 Orientador: Prof. Dr. Hamilton M. Viana



SANTO ANDRÉ

SÃO PAULO - BRASIL

2012

Cleber Lucius Costa

 

Os compósitos de polímeros artificiais com fibras naturais e com fibras artificiais: uma comparação.”



 
Relatório parcial do projeto de iniciação científica – Centro Universitário Fundação Santo André - Faeng

 

 



Aluno: Cleber Lucius da Costa

Orientador: Prof. Dr. Hamilton M. Viana

SANTO ANDRÉ

SÃO PAULO - BRASIL

2012


Índice:


1.Justificativa 4

2.Objetivo 4

3. Revisão Bibliográfica 4

3.1. Introdução 4

3.2.Contexto industrial do estudo 7

3.3. Principio de fabricação de um compósito à base de polipropileno e de fibras vegetais e artificiais 9

4. Materiais e métodos 9

4.1. Materiais 9

4.2. Métodos 10

4.2.1. Lavagem das fibras 10

4.2.2. Preparação dos compósitos 10

4.2.3. Preparação dos corpos-de-prova 10

4.2.4. Avaliação mecânica 10

6. Atividades desenvolvidas 12

6.1 Planejamento dos experimentos 12

6.2 Lavagem das fibras 13

6.3 Preparação dos Compósitos 13

6.4. Preparação dos corpos-de-prova 14

8.0 Resultados e Discussão 14

9.0 Conclusão 20

10. Referências Bibliográficas 21



1.Justificativa


As fibras oriundas principalmente de nossa produção agrícola, podem ser utilizadas para gerar energia limpa e renovável, diminuindo assim a dependência mundial dos combustíveis fósseis, caros e poluentes – 70% de biomassa vegetal produzida no Brasil abasteceria 40 milhões de residências, porém este não é um uso nobre para as fibras vegetais. A fibra do côco maduro já vem sendo utilizada na agricultura e na indústria. Por sua vez, a fibra da casca do côco verde, que ainda não vem sendo amplamente utilizada, poderá se tornar matéria prima importante na produção de substratos de boa qualidade para a produção de mudas em cultivos sem o uso do solo, e principalmente na produção de compósitos alternativos. As fibras oriundas do bagaço de cana-de-açúcar, e as fibras da casca de coco verde são interessantes para tais aplicações por serem suas fibras quase inertes e terem alta porosidade. A facilidade de produção, baixo custo e alta disponibilidade são outras vantagens adicionais apresentadas por este tipo de substrato. Estas fibras podem substituir a fibra de vidro ( e outras fibras artificiais) em algumas aplicações. O incentivo ao programa de produção de álcool deve aumentar a disponibilidade de fibras de bagaço de cana. A comparação entre o desempenho dos compósitos de PP reforçados com as fibras vegetais e reforçados com as fibras naturais pode ser um fator decisivo para a escolha pelo compósito mais “eco-friend”.

2.Objetivo


O objetivo deste trabalho é estudar as propriedades mecânicas de alguns compósitos de polipropileno com fibras naturais e com fibras artificiais para realizar um comparativo entre o efeito de reforço das fibras naturais e o mesmo efeito das fibras artificiais.


3. Revisão Bibliográfica

3.1. Introdução

Atualmente os materiais poliméricos sintéticos estão presentes em todos os domínios de aplicações (automobilísticas, embalagens, construção, cosmética...). Sua polivalência e suas qualidades numerosas ainda que seu custo seja algumas vezes alto, permitem sua ascensão em grande escala. A produção de materiais plásticos tem se elevado para 6,7 milhões de toneladas na França e a 169 milhões de toneladas no mundo, no ano de 2003.

Muitas das nossas tecnologias modernas exigem materiais com combinações incomuns de propriedades que não podem ser atendidas pelas ligas metálicas, cerâmicas e materiais poliméricos convencionais. Com freqüência, os materiais mais fortes são relativamente densos; ainda, o aumento da resistência ou da rigidez resulta, em geral, em uma diminuição da resistência ao impacto.

As combinações e as faixas das propriedades dos materiais foram, e ainda estão sendo ampliadas através do desenvolvimento de materiais compósitos. De uma maneira geral, pode-se considerar um compósito como sendo qualquer material multifásico, que exiba uma proporção significativa das propriedades de ambas as fases que a constituem, de tal modo que é obtida uma melhor combinação de propriedades. De acordo com esse principio de ação combinada, melhores combinações de propriedades são criadas através de uma combinação judiciosa de dois ou mais materiais distintos. Também são feitos intercâmbios de propriedades para muitos materiais compósitos. Compósitos incluem as ligas metálicas, as cerâmicas e os polímeros multifásicos. Existe também uma variedade de compósitos que ocorre na natureza.

Um compósito, no presente contexto, consiste em um material multifásico produzido artificialmente, em contraste com um material que ocorre ou se forma naturalmente. Além disso, as fases constituintes devem ser quimicamente diferentes e devem estar separadas por uma fase distinta.

No projeto de materiais compósitos, os cientistas e engenheiros combinam de maneira engenhosa vários metais, cerâmicas e polímeros para produzir uma nova geração de materiais com características extraordinárias. A maioria dos compósitos foi criada para melhorar combinações de características mecânicas, tais como rigidez, tenacidade e resistência nas condições ambientes e a altas temperaturas.

Muitos materiais compósitos são compostos por apenas duas fases; uma é chama de matriz, que é continua e envolve outra fase, chamada freqüentemente de fase dispersa. As propriedades dos compósitos são uma função das propriedades das fases constituintes, das suas quantidades relativas e da geometria da fase dispersa. Nesse contexto, por “geometria da fase dispersa”, subentendem-se a forma das partículas, e seu tamanho, sua distribuição e sua orientação.

A classificação dos materiais compósitos consiste em três divisões principais, que são compósitos reforçados com partículas, os compósitos reforçados com fibras e os compósitos estruturais; ainda existem pelo menos duas subdivisões para cada uma delas. A fase dispersa para os compósitos reforçados com partículas tem eixos iguais (isto é, as dimensões das partículas são aproximadamente as mesmas em todas as direções); para compósitos reforçados com fibras, a fase dispersa tem a geometria de uma fibra (isto é, uma grande razão entre o comprimento e o diâmetro). Os compósitos estruturais são combinações de compósitos e materiais homogêneos.


Compósitos reforçados com partículas
Os compósitos com partículas grandes e os compósitos reforçados por dispersão são as duas subclassificações dos compósitos reforçados com partículas. A distinção entre essas subclassificações está baseada no mecanismo do reforço ou aumento de resistência. O termo “grande” é usado para indicar que as interações partícula-matriz não podem ser tratadas no nível ou ponto de vista atômico ou molecular; em vez disso é empregada a mecânica do continuo. Para a maioria desses compósitos, a fase particulada é mais dura e mais rígida do que a matriz. Essas partículas de reforço tendem a restringir o movimento da fase matriz na vizinhança de cada partícula. Essencialmente, a matriz transfere parte da tensão aplicada às partículas, as quais suportam uma fração da carga. O grau de reforço ou melhoria do comportamento mecânico depende de uma ligação forte na interface matriz-partícula.

No caso dos compósitos que têm a sua resistência aumentada por dispersão, as partículas são, em geral, muito menores, com diâmetros entre 0,01 e 0,1 µm (10 e 100 nm). As interações partícula-matriz que levam ao aumento de resistência ocorrem no nível atômico ou no nível molecular. O mecanismo de aumento de resistência é semelhante àquele para o processo de endurecimento por precipitação. Enquanto a matriz suporta a maior parte de uma carga que é aplicada, as pequenas partículas dispersas evitam ou dificultam o movimento de discordâncias. Dessa forma, a deformação plástica é restringida de modo a tal que o limite de escoamento e o limite de resistência a tração, bem como a dureza são melhorados.


Compósitos Reforçados com Fibras
Tecnologicamente, os compósitos mais importantes são aqueles em que a fase dispersa encontra-se na forma de uma fibra. Os objetivos de projeto dos compósitos reforçados com fibras incluem com freqüência resistência e/ou rigidez alta em relação ao seu peso. Essas características são expressas em termos dos parâmetros resistência especifica e modulo especifico, os quais correspondem, respectivamente, às razões do limite de resistência à tração em relação à densidade relativa e ao módulo de elasticidade em relação à densidade relativa.Foram produzidos compósitos reforçados com fibra com resistências e módulos específicos excepcionalmente altos, que empregam materiais de baixa densidade para a fibra matriz.

Os compósitos reforçados com fibras são subclassificados de acordo com o comprimento da fibra. No caso das fibras curtas, as fibras são muito curtas para produzir uma melhoria significativa na resistência.

Uma parte considerável dos polímeros sintéticos, 36% na Europa são destinados ao setor de embalagens. Estas matérias primas são utilizadas por um período de tempo bastante curto e geram um volume de dejetos importante. Mesmo com um desenvolvimento considerável de linhas de gestão dos dejetos, seu tratamento e sua eliminação colocam ainda numerosos problemas.

Diversos tipos de valorização de dejetos de materiais plásticos têm sido utilizados:

A valorização do material por reciclagem ou regeneração: A reciclagem mecânica permite a reutilização reversível do material plástico proveniente dos dejetos. Depois da lavagem, os materiais são moídos e re-fundidos, para a mesma utilização. Os produtos reciclados apresentam uma qualidade inferior aos produtos de partida.

A valorização energética: Os dejetos plásticos possuem um poder calorífico importante e podem ser valorizados por incineração com a recuperação de energia. Tal valorização pode apresentar certos inconvenientes, como por exemplo, a geração de poluentes nos fumos liberados.

A valorização química: tal valorização consiste em decompor as macromoléculas constituintes dos polímeros em matérias-primas reutilizáveis. Diferentes procedimentos podem ser utilizados: o craqueamento, a termólise, a pirólise, a depolimerização, a solvólise. Esta técnica continua pouco desenvolvida.

A biodegradação consiste em degradar as matérias plásticas uma vez, e sua função química é substituída; porém este caminho pode ser aplicado apenas a uma gama particular de materiais: polímeros biodegradáveis.

Este caminho, que implica na utilização de polímeros biodegradáveis, interessa cada vez mais aos industriais, e mais particularmente ao ramo das embalagens por conta do seu ciclo de vida bastante curto e das exigências específicas desta classe de produtos.

Na seqüência de diversas Conferências e congressos com foco ambiental (Estocolmo, Kyoto e Buenos Aires) sobre o aquecimento global e a escassez cada vez maior de recursos fósseis, um cenário favorável aos recursos renováveis tem se desenhado.

Adicionalmente, a diretiva Européia 94/62/CEE relativa às embalagens e resíduos foi posta em vigor em 1994. Ela impõe uma valorização global tanto dos dejetos quanto das embalagens. As exigências essenciais da diretiva compreendem a fabricação e a composição, o caráter reutilizável e o caráter valorizável da embalagem. Estas características dizem respeito à valorização energética e à valorização por compostagem e biodegradação.

Uma das soluções mais interessantes para as indústrias embalagens é o desenvolvimento de compósitos à base de polímeros biodegradáveis que possam substituir os polímeros sintéticos utilizados atualmente na produção da embalagem. O projeto de desenvolvimento de biocompósitos multicamadas para embalagens alimentares será conduzido neste espírito.

Os aspectos ambientais do projeto são essencialmente conectados aos temas de agro-recursos e diferentes matérias primas serão utilizadas na fabricação dos biocompósitos multicamadas.

Uma aplicação que vem ganhando volume é a substituição das bandejas alimentícias de poliestireno (PS) por um sanduíche de uma material absorvente reforçado e PLA como camada externa. Para a camada absorvente, a matéria prima utilizada é o amido (de batata, mandioca ou milho). Cabe ressaltar que o amido de batata é particularmente utilizado na Europa por conta de sua grande produção, particularmente na França; o de milho tem maior utilização nos Estados Unidos e o de milho e mandioca, no Brasil.

O reforço mecânico dar-se-á pela incorporação de fibras naturais na matriz polimérica. As fibras estudadas serão as de interesse agrícola : fibra de juta, fibra de côco, fibra de malva e fibra de cana-de-açúcar. Algumas destas fibras têm sido estudadas como reforços de outros polímeros artificiais.

3.2.Contexto industrial do estudo

As amostras de biocompósitos desenvolvidos neste projeto se situam no domínio das embalagens alimentares e mais particularmente, nas formas para carnes e vegetais. O mercado francês das formas alimentícias aumentou 33% entre 1997 e 2001. As formas alimentares poliméricas representam 84% do mercado de formas alimentares em 2001.

Uma série de pesquisadores vem estudando diversos aspectos dos compósitos formados por fibras naturais. Tais compósitos fazem parte do grupo dos biopolímeros, que por sua vez são formados por:

Uma matriz composta por um biopolímero, ou

Fibras vegetais naturais ou processadas ou

Ambos os componentes.


Para os compósitos a transferência de esforços da matriz para a fibra acontece por meio da interface. Antes de melhorar a interação da fibra com a matriz é preciso conhecer a magnitude desta interação. Nardin estudou detalhadamente as interfaces fibra-matriz de diversos compósitos e discutiu os fenômenos de adesão, os tipos de interações que favorecem a adesão e os mecanismos de adesão (modelo de ancoragem mecânica, a teoria de interação elétrica, a teoria das camadas de coesão fraca e o conceito de interface, a teoria termodinâmica da adesão, a teoria da difusão e da interdifusão, e a teoria da ligação química).

Além dos aspectos anteriormente citados, a caracterização mecânica da interface fibra-matriz, bem como o papel específico das fibras vegetais nos compósitos foram discutidos.


Busnel et al. avaliou a influência dos tratamentos químicos nas propriedades superficiais de fibras de linho. Após tratamentos em meios de hidróxido de sódio, de ácido fórmico, e de hidróxido de sódio com posterior tratamento em meio de anidrido acético, compósito de resina poliéster termofixo com uma fibra única forma preparados para avaliação mecânica por meio de ensaios de cisalhamento na interface matriz-fibra. Uma caracterização adicional foi feita com espectroscopia no infravermelho e microscopia de força atômica. Os resultados mecânicos mostraram que os tratamentos químicos propostos para a fibra de linho provocaram redução da tensão de ruptura e de alongamento na ruptura para o compósito fibra de linho/resina de poliéster termofixo. Além das alterações superficiais os tratamentos provocaram também alterações volumétricas na fibra de linho.
Na linha das alterações superficiais das fibras, Sèbe trabalhou novos métodos de funcionalização com organossilanos. A caracterização das fibras tratadas foi feita por meio de espectroscopia de infravermelho e ressonância magnética nuclear no estado sólido, mostrando que foi possível introduzir novos grupos funcionais na superfície das fibras ligno-celulósicas a partir de reagentes organossilanos variados.
Bréard et al. realizou um estudo comparativo das propriedades de compósitos poliéster/fibra de vidro e poliéster/fibra de linho. A comparação entre os compósitos mostrou que as pré-formas de fibra de linho são menos compressíveis e menos permeáveis. Os ensaios de tração dos corpos-de-prova dos dois tipos de compósitos mostram que, na mesma taxa volumétrica de fibras, a rigidez específica dos compósitos reforçados por fibras de linho ou de vidro é a mesma em ambos os casos, tornando possível substituir a fibra de vidro pela fibra de linho no escopo do estudo.
Gouanvé et al. estudou o efeito de tratamentos plasma frios após autoclavagem para fibras de linho em compósitos com poliéster como matriz polimérica. Tais tratamentos forma aplicados com o objetivo de reduzir a permeabilidade do compósito à água. A autoclavagem visou preparar as fibras de linho para o tratamento plasma frio cm CF4.

O estudo permitiu concluir que a autoclavagem seguida do tratamento plasma a frio com CF4 reduziu a permeabilidade do compósito à água.




3.3. Principio de fabricação de um compósito à base de polipropileno e de fibras vegetais e artificiais

O objetivo do trabalho de pesquisa consiste em comparar as propriedades mecânicas de um compósito com matriz de polipropileno preparado com fibras naturais brasileiras (fibra de cana-de-açúcar, côco, juta e malva) com os compósitos preparados a partir de fibras artificiais (fibra de vidro) também com matriz de polipropileno.

Como tal compósito deve apresentar minimamente as mesmas propriedades ele será reforçado com fibras naturais vegetais. O amido será a matriz onde as fibras vegetais ficarão dispersas.

A adição das fibras reforçantes permite:

a) Melhorar as propriedades mecânicas da matriz isolada;

b) Aumentar o campo de aplicação do compósito;

c) Reduzir o consumo do polímero e eventualmente o custo final do compósito, considerando o menor custo das fibras.

Para a fabricação dos compósitos em questão, uma configuração da extrusora foi definida, incluindo o perfil de temperaturas.


4. Materiais e métodos

A realização do estudo demandará apenas equipamentos e reagentes disponíveis nos laboratórios da Faeng.



4.1. Materiais

Para a realização do estudo foram utilizados os seguintes:




  1. Equipamentos

    1. Misturador de alto impacto (Draiss)

    2. Prensa hidráulica

    3. Balança semi-analítica

    4. Vidrarias de uso comum no laboratório

    5. Banho ultra-sônico

    6. Estufa

    7. Máquina de ensaios universal – INSTRON 1122



  1. Reagentes

    1. Polipropileno granulado

    2. Fibra de poliamida 6

    3. Fibra de côco

    4. Fibra de cana-de-açúcar

    5. Fibra de juta

    6. Fibra de malva

    7. Etanol comercial



4.2. Métodos

Para a realização do estudo foram utilizados os seguintes métodos:



4.2.1. Lavagem das fibras

Todas as fibras foram lavadas primeiramente em banho ultra-sônico com etanol por 10 minutos e depois em água destilada, no banho ultra-sônico por 10 minutos. Depois dessa lavagem as fibras foram secas em estufa a 80ºC por 6 horas até peso constante.



4.2.2. Preparação dos compósitos

As composições foram preparadas de acordo com a Tabela que foi preparada por no planejamento do experimento.

A seguir cada mistura foi colocada na Draiss e homogeneizada até o ponto do amolecimento do PP.

A massa fundida foi então retirada e colocada na prensa aquecida a 50ºC e prensada entre duas chapas de aço polido, por 2 minutos.

As chapas foram retiradas da prensa, resfriadas, e as placas de compósitos serão identificadas para posterior preparação dos corpos-de-prova.

4.2.3. Preparação dos corpos-de-prova

As placas obtidas foram utilizadas para a estampagem dos corpos-de-prova. Uma ferramenta já disponível no laboratório foi utilizada para o recorte dos corpos-de-prova na prensa hidráulica a frio. Os corpos-de-prova foram acondicionados em sacos plásticos para posterior avaliação mecânica.



4.2.4. Avaliação mecânica

Os corpos-de-prova foram avaliados em máquina universal de ensaios em ensaio de tração, na velocidade de 50 mm/min e com a célula de carga de 50 kN. Para cada formulação foram testados pelo menos 10 corpos-de-prova para obtenção dos valores médios das seguintes grandezas:



  1. Módulo de Young,

  2. Tensão máxima

  3. Tensão de Ruptura

  4. Elongação na Tensão máxima e

  5. Elongação na Tensão de ruptura


5. Cronograma


Etapa

2012




Jan

Fev

Mar

Abr

Mai

Jun

Jul

Ago

Set

Out

Nov

Dez

1









































































2









































































3









































































4









































































5









































































6









































































7









































































8









































































9











































































 

Atividades Programadas

 

Atividades Realizadas


Etapas

  1. Levantamento Bibliográfico;

  2. Preparação do quadro de experimentos;

  3. Preparação das misturas;

  4. Preparação dos compósitos

  5. Preparação dos corpos-de-prova;

  6. Avaliação mecânica dos corpos-de-prova

  7. Preparação e entrega do relatório parcial;

  8. Avaliação dos resultados mecânicos por meio da ANOVA

  9. Preparação e entrega do relatório final

6. Atividades desenvolvidas

Conforme descrito no item 4.2, foram realizadas as etapas descritas abaixo seguindo os métodos determinados e o cronograma proposto para o projeto, porém, até a data deste relatório parcial todos os corpos de prova foram produzidos e os ensaios mecânicos foram iniciados.



6.1 Planejamento dos experimentos

Abaixo está a tabela obtida no planejamento do experimento que define as porcentagens de reforço que serão utilizadas no estudo. Nesta etapa determinou-se que o peso total dos compósitos será de 40 gramas.




Fibra Utiizada

% de reforço em massa

,massa da Fibra [g]

massa de PP [g]

Fibra de Vidro

5

2

38

7,5

3

37

10

4

36

15

6

34

20

8

32

Fibra de Coco

5

2

38

7,5

3

37

10

4

36

15

6

34

20

8

32

Fibra de Cana de açúcar

5

2

38

7,5

3

37

10

4

36

15

6

34

20

8

32

Fibra de Malva

5

2

38

7,5

3

37

10

4

36

15

6

34

20

8

32

Fibra de Juta

5

2

38

7,5

3

37

10

4

36

15

6

34

20

8

32

Tabela 1. Planejamento do experimento


6.2 Lavagem das fibras

Após a elaboração do planejamento do experimento, onde determinou-se as porcentagens de reforço, foi calculada a quantidade necessária de cada uma das fibras para a preparação dos compósitos, sendo este total de 23 gramas, porém, foram lavadas 40 gramas de cada fibra, para caso necessite refazer algum compósito.

Para as fibras de Malva e Juta devido ao seu comprimento elas foram cortadas com tesoura em torno de 2 cm.

As 40 gramas de cada fibra foram lavadas primeiramente em banho ultra-sônico com etanol por 10 minutos e depois em água destilada, no banho ultra-sônico por 10 minutos duas vezes. Depois dessa lavagem as fibras foram secas em estufa a 80ºC por 6 horas até peso constante. Após a saída do forno as fibras foram acondicionadas em sacos plásticos lacrados até o momento da preparação dos compósitos.



6.3 Preparação dos Compósitos

A preparação os compósitos iniciou com a pesagem dos componentes, fibra utilizada e polipropileno, de acordo com a tabela descrita no item 6.1. Esta etapa foi repetida com todas as fibras utilizadas e todos os reforços descritos.

Após a pesagem das fibras e do polipropileno eles foram colocados na DRAISS, para homogeneização e amolecimento do polipropileno, primeiro em rotação baixa por um tempo de 8 ± 2 segundos até a estabilização da rotação. Em sequencia a rotação é passada para a máxima por um tempo de 12 ± 2 segundos, até que o amperímetro indique uma subida repentina na corrente da maquina seguido de uma queda. É possível notar o amolecimento do polipropileno também pelo barulho apresentado no equipamento neste momento.

Após o amolecimento a massa fundida foi retirada da DRAISS e prensada a 50ºC entre duas chapas de aço polido, por 2 minutos.

As chapas são retiradas da prensa, resfriadas e as placas de compósitos foram identificadas para posterior preparação dos corpos-

d
e-prova.




6.4. Preparação dos corpos-de-prova

Os corpos e prova foram extraídos conforme item 4.2.3, com o auxilio de uma ferramenta, estampados na prensa hidráulica a frio e após o corte identificados e acondicionados em sacos plásticos, conforme imagens abaixo.




8.0 Resultados e Discussão

Os corpos de prova foram ensaiados conforme descrito no item 4.2.4 para obtenção das propriedades mecânicas de cada compósito.

Abaixo temos os gráficos obtidos com a realização dos ensaios de tração dos compósitos de PP + fibra de vidro, coco e cana com percentuais de reforço de 7,5% e 15%.

É possível notar que as propriedades mecânicas dos compósitos reforçados com as fibras naturais são inferiores as dos reforçados com fibra de vidro, porém, o resultado atingido permite a utilização destes compósitos em diversas aplicações.

Ainda serão ensaiados os demais compósitos apresentados na figura1.

figura 4. Gráfico do Módulo de Young para os compósitos reforçados com 7,5% e 15% em massa.



figura 5. Gráfico da Tensão Máxima para os compósitos reforçados com 7,5% e 15% em massa.



figura 6. Gráfico da Deformação na Tensão Máxima para os compósitos reforçados com 7,5% e 15% em massa



figura 7. Gráfico da Tensão de Ruptura para os compósitos reforçados com 7,5% e 15% em massa




figura 8. Gráfico da Tensão Máxima para os compósitos reforçados com 7,5% e 15% em massa

Abaixo temos os resultados de micrografias obtidas com microscópio eletrônico de varredura da fibra de cana de açúcar utilizada na preparação dos compósitos e da fratura frágil de um corpo de prova, onde se nota a grande interação entre a matriz polimérica e a fibra utilizada, que é essencial para que o material resista nas aplicações.

Pode-se notar esta interação, pois, na região da fratura a parte aparente das fibras é praticamente rente a matriz polimérica, indicando que os dois romperam no mesmo instante. Quanto maior for esta interação, melhores serão as propriedades finais dos compósitos.

Figura 9. Micrografia em MEV da fibra de cana-de-açucar



Figura 10. Micrografia em MEV da fratura frágil de um corpo de provas do compósito de PP+ fibra de cana de açúcar com 7,5% em massa


Figura 9. Micrografia em MEV da fratura frágil de um corpo de prova de PP + fibra de cana de açúcar com 7,5% em massa.



9.0 Conclusão

Avaliando os resultados obtidos é possível notar o grande potencial de utilização das fibras naturais como reforço em compósitos em substituição de fibras sintéticas, como a de vidro, uma vez que as propriedades mecânicas apesar de levemente inferiores em alguns pontos, têm valores admissíveis para sua utilização em produtos de diversas aplicações.

As propriedades mecânicas obtidas para os compósitos reforçados com fibras naturais demonstra o grande potencial de utilização destas fibras em diversas aplicações onde normalmente são utilizadas as fibras sintéticas. Esta substituição é possível desde que sejam avaliados os níveis de tensão ao qual o compósito será submetido, e com a utilização destas fibras, que na maioria dos casos não tem uma utilização mais nobre, e são tratadas como resíduo em diversas aplicações das suas plantas originarias, como exemplo a fibra da cana-de-açucar e a fibra de coco, desta forma o compósito se torna mais “eco-friend”.

Em outros casos, combinando as fibras naturais estudadas polímeros biodegradáveis teremos como resultado um compósito biodegradável, e que em aplicações onde o ciclo de vida do produto é muito curto reduziria significativamente o impacto ao meio ambiente, como exemplo a utilização em embalagens alimentícias.



Portanto, após a análise dos resultados pode-se concluir que é possível a substituição das fibras sintéticas, como a fibra de vidro, pelas fibras naturais utilizadas no estudo, desde que se respeite os limites das propriedades mecânicas obtidas para cada compósito.

10. Referências Bibliográficas








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