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Tipo: Tese
Título: Madeira plástica de carnaúba (Copernícia Prunifera), produzida com resinas de polipropileno e polietileno – processo, produto e características
Título em inglês: Plastic wood from carnauba (Copernícia Prunifera), produced with polypropylene and polyethylene resins - process, product and characteristics
Autor(es): Melo, Luiz Flávio Luciano de
Orientador: Deus, Ênio Pontes de
Palavras-chave: Compósitos;Palha de carnaúba;Madeira plástica;WPC
Data do documento: 2021
Citação: MELO, Luiz Flávio Luciano de. Madeira plástica de carnaúba (Copernícia Prunifera), produzida com resinas de polipropileno e polietileno – processo, produto e características. 2021. 97f. Tese (Doutorado em Engenharia e Ciência de Materiais) – Universidade Federal do Ceará, Centro de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência de Materiais, Fortaleza, 2021.
Resumo: A elaboração de compósitos poliméricos reforçados com fibras naturais tem ganhado bastante espaço na atualidade, em virtude da aplicação de biomassa se mostrar satisfatória na elaboração de compósitos poliméricos, com perspectivas mais ambientalmente favoráveis quando se compara com os materiais de reforço utilizados no presente. Os materiais de reforço mecânicos mais utilizados são baseados em fibra de vidro, com diversas disposições, sendo aplicados nas formas micronizada, curta, longa, biaxial, triaxial, dentre outros. A aplicação de biomassa lignocelulósica, como agente de reforço e como carga de enchimento se apresenta como uma boa possibilidade para a um melhor aproveitamento de biomassas no estado do Ceará, e o uso da biomassa da palha de carnaúba (Copernícia Prunifera) para produção de madeira plástica, é a pauta deste trabalho. Quando o teor de material lignocelulósico supera 30%, o compósito formado pode ser qualificado como madeira plástica, recebendo a sigla WPC (Wood Plastic Composite). Neste trabalho, um compósito polimérico de resina de polipropileno (PP-WPC) e um compósito polimérico de resina de polietileno (PE-WPC) aditivados respectivamente com 50 e 70% de palha de carnaúba, foram produzidos e caracterizados e os aspectos operacionais referentes a sua produção, caracterização mecânica e viabilidade técnica foram qualificados. As fibras foram caracterizadas quanto ao teores de extrativos, celulose, hemicelulose, lignina umidade e teor de cinzas, e os compósitos produzidos foram caracterizados por intermédio de ensaios de tração, impacto, índice de fluidez, teor de cargas, teor de cinzas, densidade, avaliação de colorimétrica, intemperismo artificial acelerado. Os ensaios mecânicos realizados nos compósitos de madeira plástica de carnaúba revelaram para o PP-WPC e PE-WPC a tensão na força máxima de 14,24 ± 0,16 MPa e 19,38 ± 2,02 MPa, com deformações de 4% e 11,33 ± 1,21%, com resistências ao impacto Izod de 52,43±1,82 J/m e 121,35±9,50 J/m respectivamente, em consonância com o observado na literatura. O ensaio de intemperismo artificial acelerado, revelou uma variação do módulo do vetor cor de ΔE* = 0,39 e 13,58 respectivamente, mostrando que a alteração no PP-WPC não ficou perceptível ao olho nu. Os resultados mostraram também que a madeira plástica de carnaúba não possui qualquer tipo de barreira contra ataques promovidos por fungos, sendo necessário o uso de agentes químicos para evitar a sua proliferação.
Abstract: The elaboration of polymeric composites reinforced with natural fibers has gained a lot of space nowadays, because the application of biomass proves to be satisfactory in the elaboration of polymeric composites, with more environmentally favorable perspectives when compared to the reinforcement materials used in the present. The most used mechanical reinforcement materials are based on fiberglass, with several provisions, being applied in micronized, short, long, biaxial, triaxial forms, among others. The application of lignocellulosic biomass, as a reinforcement agent and as a filling charge, is a good possibility for a better use of biomass in the state of Ceará, and the use of carnauba straw biomass (Copernícia Prunifera) for wood production plastic, is the goal of this work. When the lignocellulosic material content exceeds 30%, the composite formed can be qualified as plastic wood, receiving the acronym WPC (Wood Plastic Composite). In this work, a polymer composite of polypropylene resin (PP-WPC) and a polymer composite of polyethylene resin (PE-WPC) respectively with 50 and 70% carnauba straw, were produced and characterized and the operational aspects related to its production, mechanical characterization and technical feasibility were qualified. The fibers were characterized for extractive, cellulose, hemicelluloses, lignin, moisture and ash contents, and the composites produced were characterized by tensile, impact, melt flow index, filler content, ash content, density, colorimetric evaluation, weathering tests accelerated artificial. The mechanical tests performed on the carnauba plastic wood composites revealed for the PP-WPC and PE-WPC the tension at the maximum strength of 14.24 ± 0.16 MPa and 19.38 ± 2.02 MPa, with deformations of 4% and 11.33% ± 1.21%, with Izod impact strengths of 52.43 ± 1.82 J/m and 121.35 ± 9.50 J/m respectively, in line with what is observed in the literature. The accelerated artificial weathering test revealed a color vector modulus variation of ΔE* = 0.39 and 13.58, respectively, showing that the change in PP-WPC was not noticeable to the naked eye. The results also showed that plastic carnauba wood does not have any kind of barrier against attacks promoted by fungi, requiring the use of chemical agents to prevent its proliferation.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/61535
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