Compósitos de polietileno de alta densidade (PEAD) com alto teor de resíduos de fibras de sisal via mistura termocinética
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFLA |
Texto Completo: | http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/49809 |
Resumo: | Plant fiber reinforced polymer composites are receiving great attention as innovative materials for industrial applications in various sectors. The formulation of thermoplastic composites, with high levels of plant fibers via a high-intensity thermokinetic mixer, has been shown to be effective, obtaining composites with good properties. This work aimed to study high density polyethylene (HDPE) composites with high levels of sisal fibers (Agave sisalana), with and without coupling agent. Composites were prepared in different compositions in relation to fiber content, with 40, 50, 60 and 70% w/w, formulated via thermokinetic mixer and molded by compression. The bending mechanical properties, impact, morphology via scanning electron microscopy, thermal properties and water absorption were evaluated as well. The water absorption varied between 2 and 17.6%, increasing with fiber content. The flexural strength and flexural modulus reached 29.1 MPa and 3.8 GPa, respectively. The impact strength of the composites reached up to 76.6 J.m-1. SEBS-g-MA proving to be effective, not only as a compatibilizer, but also as impact modifier, increasing impact strength in all formulations in which they were present. This work demonstrates that HDPE composites with high contents of sisal fibers obtained via thermokinetic mixer have showed properties that are comparable with WPC (wood plastic composites), MDF (medium density fiberboard) and other materials that have similar applications. The formulation with 70% w/w together with 5% of SEBS-g-MA is promising, as it has presented an elastic modulus of 2.0 GPa, impact resistance of 65 J.m-1, water absorption of 17.6%, density of 0.91 g.cm-³ and flexural strength of 29.1 MPa, which is higher than the recommended by norm for MDF (23 MPa). |
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Compósitos de polietileno de alta densidade (PEAD) com alto teor de resíduos de fibras de sisal via mistura termocinéticaHigh density polyethylene composites (HDPE) with high sisal fibers residues via thermokinetic mixingFibras vegetaisFibras de sisalMisturador termocinéticoPolietileno de alta densidadeCompósitos com altos teores de fibrasPlant fibersSisal fibersThermokinetic mixerBiomateriais e Materiais BiocompatíveisPlant fiber reinforced polymer composites are receiving great attention as innovative materials for industrial applications in various sectors. The formulation of thermoplastic composites, with high levels of plant fibers via a high-intensity thermokinetic mixer, has been shown to be effective, obtaining composites with good properties. This work aimed to study high density polyethylene (HDPE) composites with high levels of sisal fibers (Agave sisalana), with and without coupling agent. Composites were prepared in different compositions in relation to fiber content, with 40, 50, 60 and 70% w/w, formulated via thermokinetic mixer and molded by compression. The bending mechanical properties, impact, morphology via scanning electron microscopy, thermal properties and water absorption were evaluated as well. The water absorption varied between 2 and 17.6%, increasing with fiber content. The flexural strength and flexural modulus reached 29.1 MPa and 3.8 GPa, respectively. The impact strength of the composites reached up to 76.6 J.m-1. SEBS-g-MA proving to be effective, not only as a compatibilizer, but also as impact modifier, increasing impact strength in all formulations in which they were present. This work demonstrates that HDPE composites with high contents of sisal fibers obtained via thermokinetic mixer have showed properties that are comparable with WPC (wood plastic composites), MDF (medium density fiberboard) and other materials that have similar applications. The formulation with 70% w/w together with 5% of SEBS-g-MA is promising, as it has presented an elastic modulus of 2.0 GPa, impact resistance of 65 J.m-1, water absorption of 17.6%, density of 0.91 g.cm-³ and flexural strength of 29.1 MPa, which is higher than the recommended by norm for MDF (23 MPa).Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)Os compósitos poliméricos reforçados com fibras vegetais estão recebendo grande atenção como materiais inovadores para aplicações industriais em vários setores. A formulação de compósitos termoplásticos com alto teores de fibras vegetais via misturador termocinético de alta intensidade tem se mostrado eficaz, obtendo compósitos com boas propriedades. Este trabalho teve como objetivo o estudo de compósitos de polietileno de alta densidade (PEAD) com elevados teores de fibras de sisal (Agave sisalana), com e sem agente de acoplamento. Foram preparados compósitos em diferentes composições em relação ao teor de fibras, com 40, 50, 60 e 70%, em massa, formulados via misturador termocinético e moldados por compressão. As propriedades mecânicas de flexão, impacto, morfologia via microscopia eletrônica de varredura, propriedades térmicas e absorção de água foram avaliadas. A absorção de água variou entre 2 e 17,6%, aumentando com o teor de fibra. A resistência a flexão e o módulo elástico em flexão chegaram a 29,1 MPa e 3,8 GPa, respectivamente. Já a resistência ao impacto dos compósitos atingiu até 76,6 J.m-1. O SEBS-g- MA revelou sua eficácia, não apenas como compatibilizante, mas também como modificador de impacto, aumentando a resistência ao impacto em todas as formulações nos quais estavam presentes. O trabalho demonstrou que os compósitos de PEAD com altos teores de fibras de sisal obtidos via misturador termocinético tem boas propriedades finais que são comparáveis com o WPC (wood plastic composites), MDF (medium density fiberboard) e outros materiais de aplicações semelhantes. A formulação com 70% em massa de fibras de sisal e 5% de SEBS-g-MA é promissora, pois apresentou módulo elástico de 2,0 GPa, resistência ao impacto de 65 J.m-1, absorção de água 17,6%, densidade de 0,91 g.cm-³ e resistência à flexão de 29,1 MPa, resistência essa superior à recomendada por norma para MDF (23 MPa).Universidade Federal de LavrasPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de BiomateriaisUFLAbrasilDepartamento de Ciências FlorestaisMarconcini, José ManoelMarconcini, José ManoelMori, Fábio AkiraGuimarães, José BeneditoPachekoski, Wagner MaurícioLaia, Melina Gonçalves Chagas de2022-04-27T18:39:17Z2022-04-27T18:39:17Z2022-04-272022-03-25info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfLAIA, M. G. C. de. Compósitos de polietileno de alta densidade (PEAD) com alto teor de resíduos de fibras de sisal via mistura termocinética. 2022. 80 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Biomateriais) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2022.http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/49809porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFLAinstname:Universidade Federal de Lavras (UFLA)instacron:UFLA2023-04-28T18:14:07Zoai:localhost:1/49809Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufla.br/oai/requestnivaldo@ufla.br || repositorio.biblioteca@ufla.bropendoar:2023-04-28T18:14:07Repositório Institucional da UFLA - Universidade Federal de Lavras (UFLA)false |
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