Obtenção e caracterização do compósito poliácido láctico e microcelulose cristalina (PLA/ MCC) obtido por impressão 3D LCD (Liquid crystal display - Silva, Joyce Alves da (2025)
O uso excessivo de polímeros não biodegradáveis tem gerado impactos ambientais significativos. A Manufatura Aditiva tem impulsionado a pesquisa de compósitos sustentáveis para impressão 3D, como os de matriz de poliácido láctico (PLA), devido à sua biodegradabilidade e por apresentar boas propriedades mecânicas. A incorporação de Microcelulose Cristalina (MCC), que possui alto Módulo de Elasticidade, pode aprimorar essas características. Sendo assim, esse estudo tem como objetivo obter e caracterizar compósitos de PLA e MCC via Manufatura Aditiva por Liquid Crystal Display (LCD) e determinar a porcentagem ideal de MCC para avaliar sua influência nas propriedades do polímero. A MCC foi caracterizada por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Raios X por Dispersão em Energia (EDS), Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e Difração de Raios X (DRX). Em seguida, a mesma foi incorporada à matriz polimérica em diferentes concentrações (1, 3, 5 e 10%) e obtidos os compósitos através de Manufatura Aditiva. O PLA puro e os compósitos foram caracterizados por Termogravimetria (TGA), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Ensaio Mecânico de Tração, Dureza Shore D, análise morfológica por MEV, Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e Difração de Raios X (DRX). Além disso, o PLA puro e os compósitos foram submetidos ao envelhecimento térmico em estufa por 15 dias e a ensaios de absorção de água, com o objetivo de avaliar a influência da MCC nas propriedades estruturais e mecânicas das amostras. Os resultados da caracterização indicaram que a incorporação de MCC levou a um aumento na dureza Shore D, na resistência à tração e no módulo de elasticidade em comparação com o PLA puro. A análise das fraturas por MEV mostrou que o PLA puro apresentou uma superfície homogênea, característica de polímeros frágeis, enquanto os compósitos exibiram maior heterogeneidade à medida que a porcentagem de MCC aumentava. As analises térmicas demonstraram que enquanto a adição de MCC pode levar a variações na estabilidade térmica dos compósitos, em alguns casos ocasiona também aumento de degradação como observado na amostra C1 (1% MCC). Com o envelhecimento térmico, observou-se uma redução no desempenho mecânico e térmico das amostras. Além disso, os compósitos apresentaram regiões de fratura mais danificadas após o ensaio, sugerindo que a presença de MCC influenciou os processos degradativos. No entanto, a amostra com 10% de MCC demonstrou maior estabilidade após o envelhecimento térmico. No ensaio de absorção de água, verificou-se um aumento da absorção proporcional ao teor de MCC, o que pode impactar a durabilidade e a estabilidade dos compósitos em ambientes úmidos.