Estudo da influência dos teores de fibra, agente compatibilizante e tamanho de fibra nas propriedades de compósitos de polipropileno com fibra de bambu

• Autor(a) principal: Caranti, Lilian Roberta Arisa
• Data de Publicação: 2011
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da FEI
• Texto Completo: https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/518
• topic: Compósitos poliméricos; Polipropileno

A necessidade contemporânea de preservação ecológica desafia os campos da ciência a desenvolverem materiais e processos ambientalmente sustentáveis. A pesquisa de compósitos reforçados com fibras vegetais celulósicas busca suprir esta necessidade. Comparativamente, o biocompósito requer menos energia para produção do que material homólogo reforçado com fibras sintéticas. Ademais, fibras vegetais são biodegradáveis e procedentes de fontes renováveis. O presente trabalho deu ênfase ao estudo dos comportamentos mecânico e térmico do compósito de uma matriz termoplástica de polipropileno com fibra de bambu (Phyllostachys Edulis). A adesão interfacial entre os dois materiais foi promovida por meio de agente compatibilizante polipropileno enxertado com anidrido maleico PP-g-MA. Utilizou-se planejamento experimental fatorial 23 por meio do estudo de 8 formulações preparadas com variações quanto ao tamanho médio de fibra (nível inferior = 0,94 mm e nível superior = 2,19 mm), teor de fibra (20% e 40% em massa) e agente compatibilizante PP-g-MA (1% e 4% em massa). O comportamento mecânico do compósito foi avaliado por meio de ensaios de tração, flexão, impacto e fadiga. O comportamento térmico por meio de ensaio de deflexão por temperatura. Na investigação morfológica utilizou-se microscopia óptica. A cristalinidade foi medida por difração de raios X e as superfícies fraturadas foram observadas e analisadas por meio de microscopia eletrônica de varredura. A análise estatística de regressão múltipla avaliou os efeitos de interação das variáveis. O nível de significância adotado foi 0,05 com intervalo de confiança de 95%. O ponto ótimo foi obtido por curvas de contorno. A resistência à tração, o módulo em tração, a resistência à flexão, o módulo em flexão, a vida em fadiga e a temperatura de deflexão térmica do compósito aumentaram significativamente com a incorporação de 40% de fibra de bambu. O alongamento à ruptura e a tenacidade diminuíram com o aumento do teor de fibras. A adição do agente compatibilizante influenciou positivamente a resistência à tração, a deformação na ruptura, a tenacidade, a resistência à flexão, o módulo em flexão, a vida em fadiga e a resistência ao impacto do material. O aumento do tamanho da fibra foi signifcativo e positivo apenas nas propriedades mecânicas tensão máxima em tração e módulo em flexão. O aumento do teor de fibra de bambu acarretou queda no grau de cristalinidade do compósito, o grau de cristalinidade foi superior na direção longitudinal comparado à direção transversal ao fluxo de injeção. Fibras de bambu, auxiliadas por agente compatibilizante, podem ser utilizadas com êxito na manufatura de compósitos poliméricos reforçados com fibra, exceto para aplicações que requeiram alta resistência ao impacto.