Polímeros: Ciência e Tecnologia
https://revistapolimeros.org.br/article/doi/10.1590/0104-1428.2320
Polímeros: Ciência e Tecnologia
Scientific & Technical Article

Propriedades térmicas e mecânicas dos compósitos de Polipropileno pós-consumo reforçados com fibras de celulose

Thermal and mechanical properties of post-consumer polypropylene composites reinforced with cellulose fibers

Spadetti, Carolini; Silva Filho, Eloi Alves da; Sena, Geovane Lopes de; Melo, Carlos Vital Paixão de

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Resumo

Foram investigadas as propriedades térmicas e mecânicas de compósitos de polipropileno reciclado e virgem, reforçados com até 40% em peso de fibras de celulose (FC), bem como a morfologia da matriz polimérica. Para a obtenção dos dados, foram utilizadas as técnicas de Análise Témica Dinâmico-Mecânica (DMTA), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Os resultados mostraram que os compósitos de polipropileno reciclado,com percentagem de 30% FC e os compósitos de polipropileno virgem, com percentagem de 20% FC, tiveram um aumento significativo nos valores de módulo de armazenamento (E') e grau de cristalinidade (χc), indicando com isso uma resistência mecânica mais elevada. Já nas amostras com 40% FC, houve uma diminuição na rigidez do material. Estes resultados foram confirmados por MEV, onde observou-se a aglomeração das fibras de celulose na matriz. Não houve alteração nas temperaturas de transição vítrea (Tg) e fusão cristalina (Tm) dos compósitos produzidos.

Palavras-chave

compósitos de polipropileno, fibras de celulose, compósitos pós-consumo.

Abstract

The thermal and mechanical properties of composite recycled and virgin of polypropylene were investigated, reinforced with up to 40% by weight of cellulose fibers (FC), as well as the morphology of the polymer matrix. To obtain the data, techniques for Dynamic-Mechanical Thermal Analysis (DMTA) were used, Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Scanning Electron Microscopy (SEM). The results showed that recycled polypropylene composites with a percentage of 30% FC and virgin polypropylene composites with a percentage of 20% FC had a significant increase in storage modulus values (E') and degree of crystallinity (χc), indicating a higher mechanical strength in these composites. Since the samples with 40% FC, there was a decrease in the stiffness of the material. These results were confirmed by the SEM, where noted agglomeration of the cellulose fibers in the matrix. There was no change in the glass transition temperature (Tg) and crystalline melting temperature (Tm) of the produced composite.

Keywords

polypropylene composite, cellulose fibers, post consumer composite.

References

1. Sahari, J., & Sapuan, S. M. (2011). Natural fibre reinforced biodegradable polymer composites. Reviews on Advanced Materials Science, 30(2), 166-174. Recuperado em 21 de agosto de 2015, de http://www.ipme.ru/e-journals/RAMS/no_23012/05_sahari.pdf

2. Callister, W. D., Jr. (2002). Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 5. ed. São Paulo: LTC.

3. Rosa, M. L. S. (2007). Estudo das propriedades de compósitos de polipropileno com casca de arroz (Dissertação de mestrado). Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre.

4. Rosário, F., Pachekoski, W. M., Silveira, A. P. J., Santos, S. F., Júnior, H. S., & Casarin, S. A. (2011). Resíduos de sisal como reforço em compósitos de polipropileno virgem e reciclado. Polímeros: Ciência e Tecnologia, 21(2), 90-97. http://dx.doi.org/10.1590/S0104-14282011005000021.

5. Izzati Zulkifli, N., Samat, N., Anuar, H., & Zainuddin, N. (2015). Mechanical properties and failure modes of recycled polypropylene/microcrystalline cellulose composites. Materials & Design, 69, 114-123. http://dx.doi.org/10.1016/j.matdes.2014.12.053.

6. Lee, H. S., Cho, D., & Han, S. O. (2008). Effect of natural fiber surface treatments on the interfacial and mechanical properties of henequen/polypropylene biocomposites. Macromolecular Research, 16(5), 411-417. http://dx.doi.org/10.1007/BF03218538.

7. Ishizaki, M. H., Visconte, L. L. Y., Furtado, C. R. G., & Leite, M. C. A. M. (2006). Caracterização mecânica e morfológica de compósitos de polipropileno e fibras de coco verde: influência do teor de fibra e das condições de mistura. Polímeros: Ciência e Tecnologia, 16(3), 182-186. http://dx.doi.org/10.1590/S0104-14282006000300006.

8. Nuñez, A. J., Sturm, P. C., Kenny, J. M., Aranguren, M. I., Marcovich, N. E., & Reboredo, M. M. (2003). Mechanical characterization of polypropylene-wood flour composites. Journal of Applied Polymer Science, 88(6), 1420-1428. http://dx.doi.org/10.1002/app.11738.

9. Kim, H.-S., Lee, B.-H., Choi, S.-W., Kim, S., & Kim, H.-J. (2007). The effect of the type of maleic anhydride grafted polypropylene (mapp) on interfacial adhesion properties of polypropylene composites filled with bio- flour. Composites. Part A, Applied Science and Manufacturing, 38(6), 1473-1482. http://dx.doi.org/10.1016/j.compositesa.2007.01.004.

10. Fernandes, B. L. E., & Domingues, A. J. (2007). Caracterização mecânica de polipropileno reciclado para a indústria automotiva. Polímeros: Ciência e Tecnologia, 17(2), 85-87. http://dx.doi.org/10.1590/S0104-14282007000200005.

11. Strapasson, R. (2004). Valorização do polipropileno através de sua mistura e reciclagem (Dissertação de mestrado). Universidade Federal do Paraná, Curitiba.

12. Bandeira, C. F. (2011). Avaliação de frequências não convencionais na obtenção de curvas de DMA de compósitos poliméricos (Dissertação de mestrado). Universidade Estadual Paulista, Guaratinguetá.

13. Canevarolo, S. V. (2007). Técnica de caracterização de polímeros. 2. ed. São Paulo: Artliber.

14. Cassu, N. S., & Felisberti, M. I. (2005). Comportamento dinâmico-mecânico e relaxações em polímeros e blendas poliméricas. Química Nova, 28(2), 255-263. http://dx.doi.org/10.1590/S0100-40422005000200017.

15. Joseph, P. V., Mathew, G., Joseph, K., Groeninckx, G., & Thomas, S. (2003). Dynamic mechanical properties of short sisal fiber reinforced polypropylene composies. Composites. Part A, Applied Science and Manufacturing, 34(3), 275-290. http://dx.doi.org/10.1016/S1359-835X(02)00020-9.

16. Amash, A., & Zugenmaier, P. (2000). Morphology and properties of isotropic and oriented samples of cellulose fibre-polypropylene composites. Polymer, 41(4), 1589-1596. http://dx.doi.org/10.1016/S0032-3861(99)00273-6.

17. Canevarolo, S. V. (2006). Ciência dos Polímeros. 2. ed. São Paulo: Artliber.

18. Schlemmer, D., & Sales, M. J. A. (2010). Preparação, caracterização e degradação de blendas ps/tpsusando glicerol e óleo de buriti como plastificantes. Polímeros: Ciência e Tecnologia, 20(1), 6-13.

19. López-Machado, M. A., Biagiotti, J., & Kenny, J. M. (2002). Comparative study of the effects of different fibers in the processing and properties of polypropylene matrix composites. Journal of Thermoplastic Composite Materials, 15(4), 337-353. http://dx.doi.org/10.1177/0892705702015004457.

20. TaboadaI, O. M., Carvalho, R. A., & Sobral, P. J. A. (2008). Análise dinâmico-mecânica: aplicações em filmes comestíveis. Química Nova, 31(2), 384-393. http://dx.doi.org/10.1590/S0100-40422008000200035.

21. Panaitescu, D. M., Vuluga, Z., Ghiurea, M., Iorga, M., Nicolae, C., & Gabor, R. (2015). Influence of compatibilizing system on morphology, thermal and mechanical properties of high flow polypropylene reinforced with short hemp fibers. Composites. Part B, Engineering, 69, 286-295. http://dx.doi.org/10.1016/j.compositesb.2014.10.010.

22. Brandup, J., Imnergut, E. H., & Grulke, E. A. (1998). Polymer Handbook. 4. ed. Oxford: CRC Press.

23. Pracella, M., Chionna, D., Anguillesi, I., Kulinski, Z., & Piorkowska, E. (2006). Functionalization, compatibilization and properties of polypropylene composites with Hemp fibers. Composites Science and Technology, 66(13), 2218-2230. http://dx.doi.org/10.1016/j.compscitech.2005.12.006.

24. Kabir, M. M., Wang, H., Lau, K. T., & Cardona, F. (2013). Effects of chemical treatments on hemp fibre structure. Applied Surface Science, 276, 13-23. http://dx.doi.org/10.1016/j.apsusc.2013.02.086.
 

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