Síntese de termorrígidos fenólicos simultaneamente à formação de compósitos: fibras e mantas como reforço vegetal

• Autor(a) principal: Pinheiro, Francisca Gleyciara Cavalcante
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-19052020-104459/
• topic: composite; compósito; fibra do mesocarpo do dendê; Kraft lignin; lignina Kraft; mantas naturais; natural woven mat; oil palm mesocarp fiber

<span style=\"font-weight: 400;\">O presente estudo visou a valoriza&ccedil;&atilde;o da fibra do mesocarpo de dend&ecirc; (FMD) e mantas de fibra de sisal (MFS, cristalinidade=57%) e rayon (MFR, cristalinidade = 47%) usando as mesmas como agente de refor&ccedil;o na prepara&ccedil;&atilde;o de comp&oacute;sitos termorr&iacute;gidos obtidos a partir de resinas fenol-formalde&iacute;do (RFF), e h&iacute;bridos constitu&iacute;dos por MFS/FMDmo&iacute;da como refor&ccedil;o de matrizes fen&oacute;licas. Foram tamb&eacute;m sintetizadas resinas substituindo 70% do fenol por lignina Kraft industrial (resina lignina Kraft-fenol-formalde&iacute;do- RLKFF), assim como substituindo o formalde&iacute;do por glutaralde&iacute;do (resina fenol-glutaralde&iacute;do- RFG). FMD, dentre outras t&eacute;cnicas tamb&eacute;m usadas para caracterizar MFS e MFR, foi caracterizada por Microscopia eletr&ocirc;nica por varredura (MEV)-acoplado com Espectroscopia por energia dispersiva (EDS), e espectrometria de emiss&atilde;o &oacute;ptica por plasma induzida por microondas (MIP-OES). As an&aacute;lises de MEV-EDS e MIP-OES indicaram que a FMD possui superf&iacute;cie rugosa com poros preenchidos por corpos circulares de sil&iacute;cio, aproximadamente 1,1% (&plusmn; 0,2), respectivamente. Os termorr&iacute;gidos e comp&oacute;sitos obtidos a partir das resinas foram caracterizados quanto &agrave;s resist&ecirc;ncias ao impacto (Izod) e &agrave; flex&atilde;o, MEV, an&aacute;lise din&acirc;micomec&acirc;nica (DMA) e Termogravimetria. Dentre as propriedades avaliadas para os comp&oacute;sitos, a resist&ecirc;ncia ao impacto foi selecionada para fins comparativos. Os resultados obtidos a partir dos comp&oacute;sitos de matriz RFF refor&ccedil;ados com FMD foram aqu&eacute;m das expectativas, como consequ&ecirc;ncia de as caracter&iacute;sticas das fibras limitarem a porcentagem em massa de fibras a 17% (resist&ecirc;ncia ao impacto 46 J m<span style=\"font-weight: 400;\">-1<span style=\"font-weight: 400;\">). Assim, FMD foi substitu&iacute;da por MFS e MFR. Dentre os comp&oacute;sitos de matriz RFF refor&ccedil;ados com MFS (42% em volume) o que apresentou maior resist&ecirc;ncia ao impacto, foi o que a manta foi previamente imersa em &aacute;gua (visando separa&ccedil;&atilde;o de feixes de fibras, com posterior secagem), e a viscosidade da resina foi reduzida com a adi&ccedil;&atilde;o de etanol (visando aumentar a impregna&ccedil;&atilde;o das fibras pela resina, com posterior elimina&ccedil;&atilde;o de etanol), 453 &plusmn; 32 J m<span style=\"font-weight: 400;\">-1<span style=\"font-weight: 400;\">. O comp&oacute;sito de matriz RFF refor&ccedil;ado com MFR (19% em volume) apresentou melhor resultado de resist&ecirc;ncia ao impacto normalizado (por unidade de porcentagem em volume de manta), 17 &plusmn; 1,2 J m<span style=\"font-weight: 400;\">-1<span style=\"font-weight: 400;\">, comparado ao comp&oacute;sito refor&ccedil;ado com MFS, 10 &plusmn; 0,7 J m<span style=\"font-weight: 400;\">-1<span style=\"font-weight: 400;\">. O comp&oacute;sito de matriz RFG refor&ccedil;ado com MFR apresentou resist&ecirc;ncia ao impacto (455 &plusmn; 62 J m<span style=\"font-weight: 400;\">-1<span style=\"font-weight: 400;\">) superior, aos comp&oacute;sitos similares em matrizes RFF (323 &plusmn;&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 30 J m<span style=\"font-weight: 400;\">-1<span style=\"font-weight: 400;\">) e RLKFF (98 &plusmn; 9 J m<span style=\"font-weight: 400;\">-1<span style=\"font-weight: 400;\">), possivelmente devido a maior molhabilidade das mantas de rayon pela matriz RFG, devido a menor viscosidade desta resina comparativamente &agrave; RFF e RLKFF. Em todos os comp&oacute;sitos h&iacute;bridos refor&ccedil;ados por MFS/FMDmo&iacute;da (matrizes RFF, RFG e RLKFF), a FMDmo&iacute;da atuou como refor&ccedil;o adicional melhorando a propriedade de resist&ecirc;ncia ao impacto dos comp&oacute;sitos, quando comparados aos respectivos comp&oacute;sitos refor&ccedil;ados apenas por MFS. O amplo conjunto de resultados obtidos, referentes aos refor&ccedil;os, &agrave;s resinas sintetizadas e aos respectivos comp&oacute;sitos, agrega novos conhecimentos &agrave; &aacute;rea de comp&oacute;sitos termorr&iacute;gidos do tipo fen&oacute;lico refor&ccedil;ados por fibras oriundas de plantas. Os materiais obtidos apresentam potencial para aplica&ccedil;&otilde;es como isolante el&eacute;trico, partes n&atilde;o estruturais de autom&oacute;veis, aeronaves, assim como na &aacute;rea naval.&nbsp;