Absorção de água de fibras vegetais encontradas no Brasil e seu potencial de uso em compósitos termorrígidos para áreas externas

• Autor(a) principal: Dias, Bernardo Zandomenico
• Data de Publicação: 2024
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/16/16132/tde-19082024-092248/
• topic: Biofiber; Biofibra; Biomaterial; Biomaterial; Chemical composition; Composição química; Fibra lignocelulósica; Imersão; Immersion; Lignocellulosic fiber; Morfologia; Morphology

As fibras vegetais são hidrofílicas, o que tende a reduzir a resistência mecânica e a durabilidade dos compósitos termorrígidos feitos com elas que têm contato com água ou umidade, sendo essa uma das principais preocupações e frentes de pesquisa na área atualmente. Devido a isso, muitas pesquisas relacionam quantitativamente a absorção de água de compósitos termorrígidos reforçados com fibras vegetais à composição e características morfológicas do compósito, entretanto, são raros os estudos que mensuram a absorção de água exclusivamente das fibras vegetais em situações de imersão e a relacionam com suas características químicas e morfológicas e com a absorção de água de compósitos reforçados por elas. A fim de colaborar para a identificação de fibras com menor absorção de água e para o desenvolvimento de biocompósitos e de biomateriais construtivos com maior potencial de uso em áreas externas, a mensuração e correlação dessas variáveis foi feita nesta pesquisa analisando experimentalmente fibras de sete espécies vegetais existentes no Brasil, sendo elas agave (Agave angustifolia), coco (Cocos nucifera), juta (Corchorus capsularis), malva (Urena lobata), piaçava (Attalea funifera), rami (Boehmeria nivea) e sisal (Agave sisalana). Além disso, foram analisados compósitos de matriz poliuretana reforçados por elas. A metodologia abrangeu análises químicas, físicas (densidade real e espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, ou FTIR), imagens em microscópio eletrônico de varredura (MEV) e ensaios de absorção de água com as fibras vegetais; além de ensaios de densidade aparente e de absorção de água com os compósitos termorrígidos reforçados por cada uma dessas 7 espécies de fibras. Os resultados dos experimentos indicam que a morfologia e a densidade real das fibras vegetais possuem maior correlação com sua absorção de água que sua composição química; a absorção de água das fibras vegetais aumenta conforme sua densidade real aumenta e seu perímetro e área da seção transversal diminuem; a rugosidade das fibras (formato de sua seção transversal) mostrou menor correlação com sua absorção de água; a alfa-celulose é o componente químico mais relevante para a absorção de água em imersão das fibras vegetais; o uso de fibras vegetais que absorvem menos água parece eficaz para produzir compósitos também com menor absorção de água, porém, um adequado encasulamento das fibras pela matriz polimérica e uma menor fração de vazios são decisivos para uma baixa absorção de água do compósito e podem ser mais importantes que a espécie da fibra vegetal utilizada.