Orientador: Ana Rita Morales

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química

Resumo: Neste trabalho estudou-se biocompósitos poliméricos obtidos a partir de um poliéster biodegradável e fibra natural de Munguba (Pseudobombax munguba) nativa da região amazônica. Trata-se de uma fibra de grande abundância encontrada nas regiões alagadiças da floresta, para a qual não existem...

Resumo: Neste trabalho estudou-se biocompósitos poliméricos obtidos a partir de um poliéster biodegradável e fibra natural de Munguba (Pseudobombax munguba) nativa da região amazônica. Trata-se de uma fibra de grande abundância encontrada nas regiões alagadiças da floresta, para a qual não existem relatos na literatura de sua utilização em biocompósitos poliméricos. Estudou-se a influência do tamanho da fibra, da concentração, e de tratamentos químicos na superfície da fibra, sobre as propriedades finais dos biocompósitos. As fibras naturais foram moídas e classificadas por tamanho e submetidas a tratamentos químicos. A fim de avaliar as modificações promovidas pelos tratamentos empregados, as propriedades mecânicas, morfologia e propriedades de superfície foram analisadas. A análise por Espectroscopia no Infravermelho (FTIR) mostrou o aparecimento de grupos ésteres confirmando a troca de hidroxila por acetila. Os ensaios mecânicos de tração mostraram que a modificação química proporcionou aumento de 75% no módulo elástico da fibra. Pelas análises de morfologia e de ângulo de contato, foram verificadas alterações superficiais significativas da fibra de munguba, enquanto que a análise termogravimétrica (TGA) mostrou que a modificação química aumentou a estabilidade térmica em comparação com a fibra natural. Os biocompósitos foram preparados por mistura em alto cisalhamento no estado fundido, utilizando fibras naturais e quimicamente tratadas com teores de 10 e 20% variando-se o tamanho das fibras. Os resultados indicaram que o aumento na concentração de fibra foi a principal responsável pelas mudanças nas propriedades mecânicas. As análises morfológicas mostraram que os tratamentos químicos não foram eficazes em promover boa interação fibra-matriz. Modelos mecânicos foram usados para prever o módulo de elasticidade dos biocompósitos sendo que o modelo de Russell descreveu com boa adequação os sistemas estudados. Através da calorimetria exploratória diferencial (DSC) verificou-se que a adição de fibras provocou alterações na cristalinidade, diminuição na temperatura de fusão e aumento na temperatura de cristalização na matriz

Abstract: In this work it was studied polymer biocomposites made from a biodegradable polyester and natural fiber Munguba (Pseudobombax Munguba) native to the Amazon region, found in great abundance marshy areas of the forest, for which there are no literature reports of its use in polymer...

Abstract: In this work it was studied polymer biocomposites made from a biodegradable polyester and natural fiber Munguba (Pseudobombax Munguba) native to the Amazon region, found in great abundance marshy areas of the forest, for which there are no literature reports of its use in polymer biocomposites. The effects of fiber size, concentration and chemical treatment on the fiber surface on the final properties of the biocomposites were studied. The natural fibers have been milled and classified by size and subjected to chemical treatment. In order to evaluate the changes promoted by employed treatment, the mechanical properties, surface properties and morphology were evaluated. Infrared Spectroscopy (FTIR) analysis showed the appearance of ester groups to hydroxyl confirming the exchange by acetyl. By the tensile strength tests showed that the chemical modification time increased by 75% the elastic modulus of the fiber. The analysis of the morphology and the contact angle, significant surface changes were observed in the Munguba fiber, whereas the thermogravimetric analysis (TGA) showed that the chemical modification increased the thermal stability in comparison to the natural fiber. The biocomposites were prepared by high shear mixing in the molten state using natural, and chemically treated fibers with levels of 10 and 20% varying the size of the fibers. The results indicated that increasing the concentration of fiber was mainly responsible for the changes in mechanical properties. The morphological analysis showed that the chemical treatments were not effective in promoting good fiber-matrix interaction. Mechanical models were used to predict the elastic modulus of the biocomposites and the model of Russell presented a good fit to the studied systems. By differential scanning calorimetry (DSC) showed that the addition of fibers caused changes in crystallinity decrease in melting temperature and crystallization temperature increase in the matrix