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Title in Portuguese: Estudo das propriedades térmicas e mecânicas de biocompósitos com matriz polimérica derivada do LCC suportados em fibras de bambu
Title: Study of the thermal and mechanical properties of bamboo fibre before and after chemical treatment
Author: Costa Junior, Antônio Eufrazio da
Advisor(s): Mazzetto, Selma Elaine
Keywords: Químicas
Mecânica
Issue Date: 2012
Citation: COSTA JÚNIOR, A. E.; MAZZETTO, S. E. (2012)
Abstract in Portuguese: O interesse por tecnologias ecologicamente corretas tem se tornado uma grande preocupação nos últimos anos. A sociedade começa a discutir questões relacionadas à variável ambiental, proporcionando um desenvolvimento econômico baseado em tecnologias industriais mais limpas que contribuam com a redução de resíduos, utilizando formas mais eficientes de matérias-primas e energia. Neste aspecto, desenvolveu novos biomateriais – Biocompósitos disponibilizados a partir da combinação de matérias-primas renováveis e biodegradáveis: fibras de bambu (Bambusa vulgaris) como agente de reforço suportadas em matriz termorígida – resina fenólica derivada do Liquido da Casca da Castanha de Caju (LCC). As fibras foram modificadas superficialmente através de tratamento alcalino (NaOH), a resina foi caracterizada por Reometria e por Cromatografia de Permeação em Gel (CPC). As propriedades mecânicas, térmicas, grau de cristalinidade e mudanças nos grupos funcionais presentes na superfície das fibras e biodegradabilidade, antes e após tratamento químico, foram investigadas via ensaios de tração, TG/DTG (Termogravimétrica/Derivada), DRX (Difratograma de Raios – X), Espectroscopia no Infravermelho (FTIR) e Biodegradabilidade em solo simulado. Os resultados confirmaram que as fibras tratadas com 10% de NaOH mostraram o melhor conjunto de resultados experimentais: aumento da fração cristalina (110%); na estabilidade térmica (de 315-338ºC); no modulo de elasticidade (30%) e na tensão de ruptura (152%), todas em relação a fibra natural. Os respectivos biocompósitos foram preparados por moldagem aberta com fibras de bambu para todas as condições. Para os compósitos foi observado uma maior da adesão após a remoção parcial dos componentes não celulósicos mediante o tratamento químico, evidenciado no MEV. Os biocompósitos foram analisados por ensaio de tração para verificar as propriedades mecânicas (tensão de ruptura, tensão máxima, alongamento na ruptura e modulo elástico). As propriedades térmicas foram avaliadas por TGA/DTG. Para todos os resultados, foram observado um aumentos nas propriedades térmicas e mecânicas dos biocompósitos reforçado com fibra de bambu após tratamento alcalino.
Abstract: Interest in environmentally friendly technologies has become a major concern in recent years. The society begins to discuss issues related to the environmental variable, providing an economic development based on cleaner industrial technologies that contribute to reducing waste, using more efficient forms of raw materials and energy. In this respect, this work aims to obtain new biomaterials - biocomposites made available from the combination of renewable raw materials and biodegradable, bamboo fibers (Bambusa vulgaris) as a reinforcing agent in matrix supported termorígida - phenolic resin derived of the cashew nutshell liquid (CNSL). The fibers were surface modified by treatment with alkali (NaOH), the resin was characterized by rheometry, and by Gel Permeation Chromatography (CPC). The mechanical, thermal, degree of crystallinity and changes in functional groups present on the surface of the fibers and biodegradability before and after chemical treatment were investigated via tensile, TG / DTG (Thermogravimetry / Derivative), XRD (Diffractograms of the Ray-X), Infrared Spectroscopy (FTIR) and Biodegradability in simulated soil. The results confirmed that the fibers treated with 10% NaOH showed the best set of experimental results, increasing the crystalline fraction (110%) in thermal stability (to 315-338°C), in the modulus of elasticity (30%) and the tensile break (152%), all in relation to natural fiber. The respective biocomposites were prepared by casting with open bamboo fibers for all conditions. For the composite was found greater the adhesion after the partial removal of non-cellulosic components by chemical treatment, shown in the SEM. The biocomposites were analyzed by tensile testing to determine the mechanical properties (tensile strength, maximum stress, elongation at break and elastic modulus). Thermal properties were measured by TGA / DTG. For all results, were observed an increase in thermal and mechanical properties of biocomposites reinforced with bamboo fiber after alkali treatment.
Description: COSTA JÚNIOR, A. E.; MAZZETTO, S. E. Estudo das propriedades térmicas e mecânicas de biocompósitos com matriz polimérica derivada do LCC suportados em fibras de bambu. 2012. 94 F. Dissertação (Mestrado em Química) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/9527
metadata.dc.type: Dissertação
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