Preparação e caracterização de compósitos poliméricos de polipropileno e fibras de sisal benziladas em diferentes condições
| Ano de defesa: | 2002 |
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| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75131/tde-13082025-101712/ |
Resumo: | A utilização de fibras naturais como reforço em compósitos poliméricos, visando à substituição de fibras sintéticas, tem recebido grande interesse científico e tecnológico. Este trabalho apresenta um estudo realizado com fibras de sisal modificadas quimicamente por tratamento alcalino e benzilação em diferentes condições, e a caracterização de suas propriedades químicas, térmicas e morfológicas, com o objetivo de avaliar seu desempenho na produção de compósitos com polipropileno. Os resultados dos tratamentos de benzilação mostraram que os parâmetros de concentração de hidróxido de sódio e tempo de reação foram preponderantes para a obtenção de um maior grau de substituição. Os resultados obtidos por ressonância magnética nuclear no estado sólido indicaram que o processo de benzilação causa mudanças consideráveis na estrutura química da celulose, principalmente nos carbonos ligados às hidroxilas C2, C3 e C6. Os tratamentos levaram a produtos mais estáveis termicamente do que as amostras de sisal sem tratamento, indicando que as amostras benziladas podem ser processadas em temperaturas maiores do que as fibras de sisal não tratadas. Entretanto, a estabilidade térmica dos compósitos não apresentou alterações significativas com o tratamento das fibras. Os compósitos com fibras de sisal tratadas com hidróxido de sódio, sisal benzilado, sisal intumescido e benzilado, e sisal pré-ativado e benzilado apresentaram aumento no módulo de armazenamento para temperaturas acima da ambiente, demonstrando a possibilidade de reforço da matriz polimérica pelas fibras de sisal tratadas em condições selecionadas. |
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Preparação e caracterização de compósitos poliméricos de polipropileno e fibras de sisal benziladas em diferentes condiçõesPreparation and characterization of polypropylene polymeric composites with benzylated sisal fibers under different conditionsbenzylated sisal fiberscomposite preparationcompósitos poliméricosfibras de sisal benziladasmaterials characterizationpolipropilenopolymeric compositespolypropylenepreparação de compósitosA utilização de fibras naturais como reforço em compósitos poliméricos, visando à substituição de fibras sintéticas, tem recebido grande interesse científico e tecnológico. Este trabalho apresenta um estudo realizado com fibras de sisal modificadas quimicamente por tratamento alcalino e benzilação em diferentes condições, e a caracterização de suas propriedades químicas, térmicas e morfológicas, com o objetivo de avaliar seu desempenho na produção de compósitos com polipropileno. Os resultados dos tratamentos de benzilação mostraram que os parâmetros de concentração de hidróxido de sódio e tempo de reação foram preponderantes para a obtenção de um maior grau de substituição. Os resultados obtidos por ressonância magnética nuclear no estado sólido indicaram que o processo de benzilação causa mudanças consideráveis na estrutura química da celulose, principalmente nos carbonos ligados às hidroxilas C2, C3 e C6. Os tratamentos levaram a produtos mais estáveis termicamente do que as amostras de sisal sem tratamento, indicando que as amostras benziladas podem ser processadas em temperaturas maiores do que as fibras de sisal não tratadas. Entretanto, a estabilidade térmica dos compósitos não apresentou alterações significativas com o tratamento das fibras. Os compósitos com fibras de sisal tratadas com hidróxido de sódio, sisal benzilado, sisal intumescido e benzilado, e sisal pré-ativado e benzilado apresentaram aumento no módulo de armazenamento para temperaturas acima da ambiente, demonstrando a possibilidade de reforço da matriz polimérica pelas fibras de sisal tratadas em condições selecionadas.The utilization of natural fibers as reinforcement in polymeric materials, as a replacement for traditional synthetic fibers, has gained great scientific and technological interest in recent decades due to the increasing demand for environmentally friendly materials. In this work, we studied the chemical modification of sisal fibers by alkali treatment and benzylation under different conditions, followed by chemical, thermal, and morphological characterization to evaluate fiber performance for polypropylene composite production. Results showed that the degree of substitution in benzylation reactions is strongly influenced by sodium hydroxide concentration and reaction time. Solid-state nuclear magnetic resonance (13C-NMR) analysis revealed that benzylation reactions caused significant changes in the chemical structure of cellulose, mainly in hydroxyl-bonded carbons, i.e., C2, C3, and C6. Thermogravimetric analysis showed that benzylated sisal fibers exhibit higher thermal stability, indicating that treated sisal fibers can be processed at higher temperatures compared to untreated ones. However, the thermal stability of the composites was not significantly affected by fiber benzylation. Dynamic-mechanical thermal analysis (DMTA) revealed that the storage modulus above room temperature increased in comparison with the pure polymer for all fiber treatments, indicating that treated fibers are suitable for use as reinforcement in polypropylene.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPMattoso, Luiz Henrique CapparelliFerreira, Fábio Cézar2002-07-01info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75131/tde-13082025-101712/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-08-14T12:56:02Zoai:teses.usp.br:tde-13082025-101712Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-08-14T12:56:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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A utilização de fibras naturais como reforço em compósitos poliméricos, visando à substituição de fibras sintéticas, tem recebido grande interesse científico e tecnológico. Este trabalho apresenta um estudo realizado com fibras de sisal modificadas quimicamente por tratamento alcalino e benzilação em diferentes condições, e a caracterização de suas propriedades químicas, térmicas e morfológicas, com o objetivo de avaliar seu desempenho na produção de compósitos com polipropileno. Os resultados dos tratamentos de benzilação mostraram que os parâmetros de concentração de hidróxido de sódio e tempo de reação foram preponderantes para a obtenção de um maior grau de substituição. Os resultados obtidos por ressonância magnética nuclear no estado sólido indicaram que o processo de benzilação causa mudanças consideráveis na estrutura química da celulose, principalmente nos carbonos ligados às hidroxilas C2, C3 e C6. Os tratamentos levaram a produtos mais estáveis termicamente do que as amostras de sisal sem tratamento, indicando que as amostras benziladas podem ser processadas em temperaturas maiores do que as fibras de sisal não tratadas. Entretanto, a estabilidade térmica dos compósitos não apresentou alterações significativas com o tratamento das fibras. Os compósitos com fibras de sisal tratadas com hidróxido de sódio, sisal benzilado, sisal intumescido e benzilado, e sisal pré-ativado e benzilado apresentaram aumento no módulo de armazenamento para temperaturas acima da ambiente, demonstrando a possibilidade de reforço da matriz polimérica pelas fibras de sisal tratadas em condições selecionadas. |
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