Preparação e caracterização de biocompósitos baseados em fibra de curauá, biopolietileno de alta densidade (BPEAD) e polibutadieno líquido hidroxilado (PBHL)

Abstract

Resumo: Neste trabalho, foram utilizadas fibras de curauá como reforço de matriz termoplástica de biopolietileno de alta densidade. O polietileno foi obtido por polimerização de eteno, gerado do etanol de cana de açúcar. Este polímero é também chamado de biopolietileno (BPEAD), por ser preparado a partir de material oriundo de fonte natural. Desta forma, pretendeu-se contribuir para desenvolver materiais que, dentre outras propriedades, causem menor emissão de CO 2 para a atmosfera na sua produção, utilização e substituição, comparativamente a outros materiais. Adicionalmente, polibutadieno líquido hidroxilado (PBHL) foi acrescentado à formulação do compósito, visando a um aumento na resistência à propagação da trinca durante impacto. Os compósitos e as fibras foram caracterizados por várias técnicas, tais como microscopia eletrônica de varredura (MEV), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Termogravimetria (TG), além da caracterização dos compósitos quanto à Análise Térmica Dinâmico-Mecânica (DMTA), propriedades mecânicas (impacto e flexão) e absorção de água. A presença das fibras de curauá diminuiu algumas propriedades do BPEAD, como resistência ao impacto. A análise de DMTA mostrou que as fibras geram material mais rígido. Pode-se considerar que a introdução de PBHL na formulação do material foi eficiente, levando a uma resistência ao impacto do compósito BPEAD/PBHL/Fibra maior do que a do compósito BPEAD/Fibra. Palavras-chave: Biocompósito, fibra de Curauá, HDPE. Preparation and Characterization of Biocomposites Based on Curaua Fibers, High-density Biopolyethylene (HDBPE) and Liquid Hydroxylated Polybutadiene (LHPB)Abstract: In this work, curaua fibers were used in the reinforcement of a high-density (HDPE) thermoplastic matrix. The polyethylene used was obtained by polymerization of ethene produced from sugarcane ethanol. This polymer, also called high-density biopolyethylene (HDBPE), was prepared from a natural source material. The aim was to contribute to developing materials which could lead to smaller release of CO 2 into the atmosphere in comparison to other materials. Additionally, liquid hydroxylatedpolybutadiene (LHPB) was added to the composite formulation, aiming at improving resistance to crack spreading during impact. The fibers and their composites were characterized by several techniques, such as scanning electron microscopy (SEM), differential scanning calorimetry (DSC), and thermal gravimetry (TG). The composites were also characterized by dynamic mechanical thermal analysis (DMTA), mechanical properties (flexural and impact strength), and water absorption. The presence of curaua fibers reduced some of the properties of HDBPE, such as flexural and impact strength. DMTA indicated a more rigid material with the fibers incorporated. The addition of LHPB to the formulation was efficient, leading to greater impact strength for the HDBPE/LHPB/Fiber composite, as compared to the HDBPE/Fiber composite.

Oat fibers modification by reactive extrusion with alkaline hydrogen peroxide

“…In this context, natural fibers have been studied as a good alternative for reinforcement being mixed with pure biodegradable polymers or their blends to form composites with reduced environmental impact [8] . Fibers of curaua, jute, sisal, sugarcane, and others have been tested for this purpose [4,[8][9][10][11][12][13][14][15] .…”

Desenvolvimento de biocompósitos fúngicos utilizando resíduos industriais

“…Segundo MA et al [19], a sensibilidade à água é um critério importante para muitas aplicações práticas de compósitos, determinando assim o seu desempenho em condições adversas. Ou seja, quanto menor o teor de água absorvido, melhor o desempenho do material para uma possível aplicação em que o material se encontre em contato com água [20].…”

Produção de biocompósitos de biopolietileno/farinha de madeira compatibilizados com PE-g-MA. Avaliação do teor de anidrido maleico nas propriedades mecânicas e termomecânicas

“…O argumento para o BioPE ser considerado um material ecológico está baseado em manter o equilíbrio do dióxido de carbono (CO2), uma vez que o CO2 capturado da atmosfera pela biomassa, quando liberado na atmosfera por combustão, é novamente capturado pela cana-de-açúcar pelo processo de fotossíntese (Bezerra et al, 2019). Em vista disso, o BioPE é um biopolímero atraente para produção de biocompósitos com fibras naturais, tendo em vista as boas características mecânicas, térmicas e ambientais (Castro et al, 2013). Alguns trabalhos na literatura (Castro et al, 2012;Castro et al, 2017;Tarrés et al, 2018;Dominici et al, 2019;Espinach et al, 2020) foram desenvolvidos com foco na preparação de biocompósitos de biopolietileno/fibras naturais, gerando materiais ecológicos com boas propriedades mecânicas.…”