Compósitos Termoplásticos com Madeira
Wood-Plastic Composites
Correa, Carlos A.; Fonseca, Carla N. P.; Neves, Silmara; Razzino, Carlos A.; Hage Junior, Elias
http://dx.doi.org/10.1590/S0104-14282003000300005
Polímeros: Ciência e Tecnologia, vol.13, n3, p.154-165, 2003
Resumo
Dentre muitas fibras naturais de interesse tecnológico, o resíduo de madeira substitui com vantagens as cargas e reforços tradicionalmente empregados em compostos e compósitos poliméricos, particularmente os de origem mineral, tais como talco, CaCO3 e fibra de vidro. A tecnologia dos chamados Wood-Plastic Composites (WPC´s) envolve conceitos de compatibilidade e processabilidade e apresenta grandes desafios tecnológicos para a formulação e estabilização da mistura devido à baixa estabilidade térmica da celulose. Muitos dos avanços tecnológicos em WPC’s dependem de uma análise criteriosa das características físicas de seus componentes e das condições de processamento do sistema, particularmente aspectos relacionados a sua compatibilização. No presente trabalho são apresentados estudos sobre a reatividade do polipropileno modificado com anidrido maleico (PP-MAH) utilizado como compatibilizante em compósitos termoplásticos de polipropileno com farinha de madeira. A influência da carga celulósica e a eficiência do compatibilizante nas propriedades reológicas, térmicas, mecânicas e morfológicas do sistema foi avaliada através de medidas de rigidez, grau de cristalinidade, temperatura de cristalização e fusão cristalina levando-se em conta as características da resina, a distribuição granulométrica e o teor de umidade da farinha de madeira. Observou-se que os compósitos compatibilizados com PP-MAH apresentaram ganhos significativos de rigidez em relação aos compósitos não-modificados independentemente do tipo de farinha de madeira empregada. As propriedades térmicas do polímero mostraram-se sensíveis à distribuição granulométrica e algumas composições apresentaram tendência ao escurecimento e à elevação da temperatura de cristalização do polímero na presença do reforço celulósico. Imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura ilustram o molhamento da fibra celulósica pela resina termoplástica quando na presença do compatibilizante indicando a possível ocorrência de reações de esterificação na interface polímero-madeira.
Palavras-chave
Compósitos termoplástico-celulósicos, tecnologia polímero-madeira, compatibilização, reometria de torque, análise térmica
Abstract
Wood waste fibers (WWF), mostly known as wood flour, can replace mineral fillers such as talc, CaCO3 and fiberglass in the reinforcement of thermoplastics with great advantage. Wood-plastics composites (WPC’s) technology includes concepts of compatibility and processing and yet presents technical challenges in grade formulation and stabilisation of the composite system. Owing to thermal constraints in wood flour processing, commodities such as polyolefins (PP, PEAD/PEBD), styrenics (PS e HIPS) and vinyls (PVC) represent the bulk of the thermoplastics used in WPC’s applications. In the present work, a brief overview of the latest developments in WPC’s processing technology is discussed in the light of technical characteristics and performance of this novel class of thermoplastics composites in emerging applications. Some investigations on compatibilizing efficiency of the polypropylene modified with maleic anhydride (PP-MAH) are presented for polypropylene formulations compounded with different types of pinus wood waste. The influence of the cellulosic filler and the efficiency of compatibilizers on thermal, mechanical and morphology of the composite system was evaluated through stiffness measurements, degree of cristallinity, crystallization and melt temperatures in regard to the resin intrinsic properties and sawdust characteristics. Electron microscopy micrographs illustrate in great detail the filler wetting by the resin in the presence of the maleic anhydride in the polypropylene used as compatibilizer suggesting that sterification reactions may take place at the woodpolymer interface.
Keywords
Thermoplastic composites, wood-plastics technology, compatibilizers, torque rheometer, thermal analysis
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