Compósito híbrido constituído de partículas de granito e microfibras de eucalipto em matriz de polipropileno reciclado e pigmentado

• Autor(a) principal: Rômulo Maziero
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/46155; http://orcid.org/0000-0002-5739-1941
• topic: Compósitos termoplásticos; Polipropileno reciclado; Eucalipto; Granito; Engenharia mecânica; Compósitos; Termoplásticos; Polipropileno; Eucalipto; Granito

O desenvolvimento de materiais compósitos sustentáveis, a partir de materiais poliméricos reciclados e resíduos da indústria da madeira e processamento de rochas, permite reduzir o volume desses subprodutos, minimizando os impactos na saúde e no meio ambiente. Atualmente, o polipropileno (PP) é o polímero mais reciclado da indústria, enquanto a indústria madeireira tem utilizado cada vez mais madeira de plantios florestais sustentáveis como eucalipto. Hoje, o Brasil é um dos maiores exportadores mundiais de placas de granito que exigem corte, modelagem e acabamento de lâminas de rocha ornamental e de construção. O rejeito de pó da indústria de extração e beneficiamento de rochas ornamentais é comumente descartado no meio ambiente sem tratamento prévio. Assim, a opção tecnológica pelo desenvolvimento de materiais compósitos apresenta-se como uma alternativa sustentável para as indústrias de transformação e fabricação, possibilitando o desenvolvimento de novos materiais com características técnicas especiais. Compósitos constituídos de fibras e partículas têm sido o foco de pesquisas recentes a fim de otimizar as propriedades físico-mecânicas desses materiais. Nesta tese, compósitos híbridos foram preparados a partir da combinação de microfibras de eucalipto não tratadas, alcalinizadas e branqueadas com partículas de granito, respectivamente, como reforços em matriz de polipropileno reciclado (PPr). A matriz termoplástica foi caracterizada por calorimetria exploratória diferencial (DSC), termogravimetria (TGA), termogravimetria derivada (DTG), espectrometria no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e índice de fluidez (MFI). As microfibras de eucalipto foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de energia dispersiva de raios X (EDS). Para a caracterização das partículas de granito foram utilizadas técnicas de MEV, EDS e difratometria de raios X (DRX). Os compósitos foram obtidos pelos métodos de extrusão e injeção, moldados em corpos de prova para ensaios de tração, flexão em três pontos, impacto Izod e dureza Shore D. Além disso, foi feita uma resposta de avaliação estatística por análise de variância. As seções transversais das amostras submetidas aos ensaios mecânicos foram analisadas quanto à morfologia, microestrutura e interface matriz-cargas. Também foram caracterizadas as propriedades térmicas, físico-químicas, reológicas, higroscópicas e a taxa de fusão dos compósitos. Os resultados experimentais mostraram que houve aumento nos módulos de elasticidade em tração e flexão, rigidez e redução da tenacidade sob impacto com a adição de microfibras e pó de granito em matriz. Transições de fratura dúctil-frágil foram verificadas, sendo presente fratura dúctil em tração de compósitos com microfibras de eucalipto e fratura frágil com adição de partículas finas de granito. Efeito de transcristalização de cadeias de polipropileno pode ter ocorrido na superfície de óxidos do pó de granito, provavelmente nanométricas. Retardamento na taxa de queima do polímero e menor absorção de água dos compósitos foram obtidos com a adição da fração inorgânica no sistema. As partículas de granito em pó podem ser incorporadas à matriz de polipropileno associada a microfibras de eucalipto formando compósitos híbridos, com potencial aplicação em engenharia estrutural como indústrias de transporte e construção civil.