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Título: Preparação de novos compósitos suportados em matriz de fibra vegetal/natural.
Título em inglês: Preparation of new composites of phenolic resin (matriz) in natural/vegetal fibers
Autor(es): Esmeraldo, Milena
Orientador(es): Mazzetto , Selma
Palavras-chave: plantas fibrosas
resina natural
Data do documento: 10-Mar-2006
Citação: Esmeraldo, M.A.(2006)
Resumo: Nos últimos anos, houve um acelerado desenvolvimento na área de compósitos reforçados por fibras naturais, como (juta, sisal, coco, linho etc.) Fibras naturais são uma importante alternativa, pois apresentam as seguintes vantagens: abundância, biodegrabilidade, baixo peso, regenerabilidade, não são tóxicas, apresentam baixo custo de aplicação comparado com as fibras sintéticas e podem ser modificadas por tratamento químico. O presente trabalho teve por objetivo a preparação e caracterização de compósitos suportados, em matriz fenólica derivadas do LCC, reforçados por fibras naturais de coco e juta. Foram conduzidas modificações superficiais nas fibras através de tratamento alcalino (mercerização) NaOH nas concentrações 5% e 10% (75 0C) e branqueamento com hipoclorito de sódio (NaClO/H20 1:1) (60 0C). Os compósitos foram preparados por moldagem aberta com fibras de coco e juta para todos os tratamentos. As propriedades mecânicas, térmicas, dielétricas bem como as investigações superficiais das fibras antes e após o tratamento químico e interface dos compósitos foram investigados pelas técnicas de ensaios de tração (elongação à ruptura, módulo elástico, resistência à ruptura); TG/DTG (Termogravimetria/Derivada); DSC (Calorimetria Exploratória Diferencial); DRX (Difratograma de Raios X); propriedades dielétricas, (Perda Dielétrica, Condutividade Dielétrica) e MEV (Microscopia de Varredura Eletrônica). Fibras de coco, juta e compósitos apresentaram um aumento global das propriedades mecânicas após o tratamento químico com NaOH 5% e 10% .Os melhores resultados foram aqueles observados para os compósitos de juta após tratamento com NaOH 5% onde se observou um aumento de 28% na resistência à ruptura, já para os compósitos de coco os melhores resultados foram os após tratamento com NaOH 10% com aumento de 48%. Os resultados de análise termogravimétrica em atmosfera inerte mostraram processos de estabilidade térmica para as fibras e compósitos após o II tratamento químico com NaOH 5% e 10 % respectivamente. Para as fibras de juta observou-se um aumento de (218-228 0C) para as de coco o aumento foi de (259- 276 0C). Os compósitos de juta e coco também apresentaram um aumento na estabilidade térmica após o tratamento químico, onde os melhores resultados obtidos foram: compósitos de juta (302-3060C) após tratamento com NaOH 5%, e os de coco (288-310 0C) após tratamento com NaOH 10%. Esses resultados comprovaram que o tratamento alcalino de fato proporcionou uma melhora da estabilidade térmica dos compósitos. As análises de investigação superficial das fibras de juta e coco apresentaram claramente modificações estruturais como conseqüência da remoção parcial de constituintes após o tratamento químico. Para os compósitos dessas fibras, foi observado que após o tratamento químico, com a remoção de componentes não celulósicos, ocorreu de fato uma melhor adesão, ou seja, interface agente de reforço/matriz fenólica.
Abstract: In recent years there was a rapid development in the field of composites reinforced by natural fibers like (jute, sisal, coir, hemp etc). Natural fibers are an important alternative, offering several advantages such their abundant, biodegrability, light weight, renewability, are not toxic, presents low cost application compared with synthetic fibers and may be easily modified by chemical treatment. The present work aimed the study, preparation and characterization of composites of phenolic resin (matriz) based on CNSL, reinforced by natural fibers of coir and jute. Superficial modification on the fibers were carried out through alkali treatment (mercerization) NaOH 5% and NaOH 10% (75 0C) and bleaching with sodium hipoclorite (NaClO/H20 1:1) (60 0C). All the fibers composites were prepared by open mold. The composites and fibers were characterized by analysis techniques such mechanical tensile strength (elongation at break, young’s modulus, resistant at break); TG/DTG (Thermogravimetry); DSC (Differential Scanning Calorimetric); DRX (Difractrogram X - Ray); dielectric properties (Dielectric Conductivity, Dielectric Loss) and SEM (Scanning Electron Microscopy) investigation on the surface modification in fibers and composites after chemical treatment. The results to coir and jute fibers composites showed an increase of mechanical properties. The best mechanical performance was generally obtained for composites of jute and coir after NaOH 5% and NaOH 10% showing an enhancement of mechanical properties resistant at break (28%) and (48%) respectively. IV The thermal degradation behavior of composites and coir - jute fibers under a nitrogen atmosphere showed an increase of thermal stability after alkaline treatment NaOH 5% e 10 % compared with untreated fibers. To jute fibers it was observed an improvement of (218-228 0C) to coir fibers this increased it was (259- 276 0C). The same thermal stability was evaluated to composites of theses fibers after alkaline treatment NaOH 5% and NaOH 10%. To jute fibers composites the best results were (302-3060C) while coir composites were (288-310 0C). From the results obtained, it is possible to conclude that alkaline treatment contribute to significant improvement of thermal behaviour of the composites The SEM investigation showed significant improvement on surfaces of jute and coir fibers after chemical treatment. The alkali treatment, removed non-celluloic components from fibers surface, expoding their internal fibrillar structure. As a consequence the treatment promoted an increase on interfacial adhesion between coir and jute fibers reinforced phenolic resin composite
Descrição: ESMERALDO,M.A Preparação de novos compósitos suportados em matriz de fibra vegetal/natural. 2006. 99 f. Dissertação (Mestrado em Química Orgânica e inorgânica) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2006.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/2260
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