Desenvolvimento e caracterização de compósitos de elastômero termoplástico reforçado com fibra de bananeira - Barros, Renata Tamara Pereira de [UNIFESP] (2014)
A cultura da bananeira tem-se mostrado uma potencial fonte geradora de fibras com boas propriedades mecânicas. Neste trabalho, fibra de bananeira residual foi utilizada como reforço em materiais compósitos com matriz de elastômero termoplástico. Na metodologia usual de extração de fibras, a partir do pseudocaule da bananeira, é gerada grande quantidade de resíduos. Com objetivo de agregar valor a esse resíduo gerado foi avaliado uma metodologia alternativa de obtenção das fibras utilizando uma maior quantidade do pseudocaule. Os polímeros da classe dos elastômeros termoplásticos (TPE?s) têm a vantagem de não contarem com reticulação para poderem deformar elasticamente, por isso, se comportam como termoplásticos em temperaturas elevadas e como elastômeros (borrachas) em baixas temperaturas. Com o intuito de aumentar a adesão entre a fibra e matriz, ambas as fibras de bananeira (FB) obtidas pelo método convencional de extração (FBA) e pela metodologia alternativa (FBB) foram submetidas ao tratamento com solução alcalina (NaOH a 5% (m/v)). As fibras FBA e FBB, in natura e tratadas foram incorporadas no elastômero termoplástico do tipo SEBS nas proporções de 2, 5 e 10% em peso de resina polimérica. Os compósitos TPE/FBB e TPE/FBA foram processados em equipamento calandra. As caracterizações dos compósitos foram realizadas por análises térmicas de calorimetria exploratória diferencial (DSC), termogravimetria e primeira derivada (TG/DTG), ensaio mecânico com teste de tração sendo obtidos a tensão máxima de tração, o módulo de elasticidade e o alongamento na tensão máxima. Além disso, micrografias da sessão de fratura foram observadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV). As FB foram também caracterizadas por sua composição química, índice de cristalinidade (obtido por DRX), TG/DTG e espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). A caracterização da composição química das fibras mostrou que FBA apresentou uma maior fração de celulose que a FBB, e os ensaios de DRX comprovaram maior cristalinidade de FBA em relação à FBB. Os espectros de FTIR mostraram que as bandas características de FBA são as mesmas encontradas em FBB. A análise conjunta de FTIR, DSC e DRX mostraram que o tratamento alcalino promoveu a retirada da fração amorfa (lignina e Hemicelulose) de FBA e FBB. Os compósitos obtidos com 2% e 5% de FBB e FBA, tratadas e in natura, apresentaram uma manta uniforme, no entanto, os compósitos fabricados com 10% de FBB apresentaram-se quebradiços, não sendo possível a formação de uma manta contínua. As micrografias obtidas no MEV mostram a pouca interação entre a fibra e matriz. A quantidade de vazios observados na superfície de fratura é proporcional à porcentagem de fibras incorporadas sugerindo que houve o arrancamento da fibra da matriz durante o esforço. O ensaio de tração mostrou desempenho superior dos compósitos fabricados com FBA. Nesses compósitos houve aumento da tensão máxima de esforço. O baixo desempenho mecânico de FBB pode ser atribuído à presença de extrativos não fibrosos (amorfos) em sua composição, além da maior fração de hemicelulose em comparação à FBA. Em geral a estabilidade térmica dos compósitos fabricados com FBA situou-se em temperatura intermediária entre o TPE e A FBA, no entanto após o inicio da degradação A velocidade de degradação dos compósitos foi maior em relação à manta de TPE puro. Os compósitos fabricados com 2 e 5% da FBA tratada apresentaram uma melhora no desempenho térmico.