Polímeros: Ciência e Tecnologia
https://revistapolimeros.org.br/article/doi/10.1590/S0104-14282009000100010
Polímeros: Ciência e Tecnologia
Scientific & Technical Article

Efeito da Forma de Processamento e do Tratamento da Fibra de Curauá nas Propriedades de Compósitos com Poliamida-6

Effect of the Processing Method and Curauá Fiber Treatment on the Properties of Polyamide-6 Composites

De Paoli, Marco-Aurélio; Fermoselli, Karen K. G.; Spinacé, Márcia A. S.; Santos, Paulo A.

Downloads: 3
Views: 485

Resumo

O interesse pela utilização de fibras vegetais como reforço para polímeros tem aumentado recentemente devido às suas vantagens ambientais e tecnológicas. Este trabalho avaliou o uso de fibras de Curauá para substituir a fibra de vidro em compósitos de poliamida-6. Teores de fibra de 0, 20, 30 ou 40 wt% e comprimento de 0,1 ou 10 mm foram analisados. Parte das fibras foi tratada com plasma de N2 ou lavados com solução de NaOH, para melhorar a adesão fibra/matriz. Compósitos com 20 wt% de fibra curta ou longa, sem ou com pré-tratamento, foram preparados em misturador interno e em duas extrusoras duplarosca, co-rotantes, interpenetrantes. Corpos de prova destas amostras moldados por injeção foram submetidos a testes de propriedades mecânicas (tração, flexão e impacto) e térmicas (HDT). Observou-se que para as amostras com fibras sem tratamento processadas em extrusora, a não-secagem das matérias-primas melhorou a adesão interfacial fibra/matriz e que as propriedades mecânicas destes compósitos são melhores que a da PA-6 sem reforço, mas ainda não superam a PA-6 reforçada com fibra de vidro. Entretanto, sua menor densidade, sua resistência ao impacto, temperatura de deflexão térmica e contração de moldagem, comparáveis às da PA-6 reforçada com fibra de vidro, podem viabilizar a substituição desta em aplicações específicas. Este foi o primeiro trabalho a estudar o uso de fibra de curauá como reforço de um termoplástico de engenharia como a poliamida-6.

Palavras-chave

Compósitos com fibra natural, poliamida-6, fibra de Curauá, extrusão e injeção

Abstract

The interest for the use of vegetal fibers as polymer reinforcement has recently increased because of their unique environmental and technological advantages. This work evaluated the use of Curauá fibers in polyamide-6 composites, aiming at glass fiber replacement. Fiber contents of 0, 20, 30 and 40 wt% and fiber lengths of 0.1 or 10 mm were analyzed. Part of short fibers were treated with N2 plasma, or washed with NaOH solution, to improve their adhesion to the PA-6 matrix. Samples with 20 wt% of short or long fiber, with or without pre-treatment, were compounded in an internal mixer and in two different corotating inter-meshing twin-screw extruders. Test specimens molded from these samples were submitted to mechanical (tensile, flexural and impact) and thermal (HDT) tests. In summary, for the samples with non-treated fiber compounded in the extruder, moist raw materials improved fiber/matrix interfacial adhesion. Tensile and flexural properties of this composite are better than unfilled PA-6, but lower than glass fiber reinforced PA-6. However, its impact resistance and heat deflection temperature, similar to the glass fiber reinforced PA-6, and its lower density, enable it to replace the latter in specific, non-critical applications.

Keywords

Natural fiber, polyamide-6, Curauá fiber, extrusion and injection molding

References

1. Kleba, I. & Zabold, J - “Poliuretano com fibras naturais ganha espaço na indústria automotiva”, Plástico Industrial, p.88-99, (11/2004).

2. Marinelli, A. L. et al. - “Desenvolvimento de compósitos poliméricos com fibras vegetais naturais da biodiversidade”, Polímeros: Ciência e Tecnologia, 18, p. 92-99 (2008).

3. Clima Aquecido - “Número de projetos inscritos na área de meio ambiente dá um salto e mostra preocupação com o aquecimento global” – Revista Update – Nov/2007.

4. Behrens, D. - “Cuaruá-faser-eine Pflansenfaser als Konstruktionswerkstoff?”, Verlag Dr. Köster, Berlin, p.159‑178 (1999).

5. Rabello, M. - “Aditivação de Polímeros”, Artliber Editora, São Paulo, p.185 (2000).

6. Spinacé, M. A. S.; Fermoselli, K. K. G. & De Paoli, M-A. - “Effect of coupling agent in composites of post-consumed PP reinforced with Curauá fiber”, Anais Polymer Processing Symposium -Americas Regional Meeting, p.48-49, Florianópolis-SC (2004).

7. Spinacé, M. A. S.; Mano, B.; Araujo, J. R.; Santos, P. A.; Fermoselli, K. K. G. & De Paoli, M-A - “Injection moulded thermoplastic composites reinforced with curauá fibre”, Anais 4th International Conference on Science and Technology of Composites Materials, ap- 13, Rio de Janeiro-RJ (2007).

8. Mothe, C. G. & Araujo, C. R. - “Caracterização térmica e mecânica de compósitos de poliuretano com fibras de Curauá”, Polímeros: Ciência e Tecnologia, 14, p. 274‑278 (2004).

9. Elias, H. G. - “Macromolecules”, Huthig e Wepf eds., Basel (1971), p.360.

10. Yuan, X.; Jayaraman, K. & Bhattacharyya, D. - “Plasma treatment of sisal fibres and its effects on tensile strength and interfacial bonding”, J. Adhes. Sci. Technol., 16, p.703-727 (2002).

11. Gomes, A.; Goda, K. & Ohgi, J. - “Effects of alkali treatment to reinforcement on tensile properties of curaua fiber green composites”, JSME International Journal Series A, 47, p. 541-546 (2004).

12. Titow, W. V. & Lanham, B. J. - “Reinforced Thermoplastics”, Applied Science Publishers, London (1975).

13. Mark, H. F. - “Encyclopedia of polymer science and engineering”, John Wiley e Sons ed., 2nd ed, p.669, New York (1985).

14. Frisk, H. & Schwendemann, D. - “Compounding wood fibres with plastics”, Kunststoffe Plast Europe, 4, p.76‑80 (2004).

15. Cutillo, R. & Jackson, S. - “Como fabricar pisos de polímero com madeira em uma única linha de produção”, Plástico Industrial, p. 32-38 (set/2006).

16. Jin, Z.; Hsieh F. & Huff, H. E. - “Extrusion cooking of corn meal with soy fiber, salt and sugar”, Cereal Chem, 71, p.227-234 (1994).

17. LNP.com, “Thermocomp PM-1004 and Thermocomp PF- 1004”, http://www.lnp.com/Plastics/servlet/ProductsAndServices/ Product/series?sltPrdline=LNP%20 Thermocomp&s l tPolymer=PA%206&search =Search#searchresults (10/11/2004).

18. Wiebeck, H. & Harada, J. - “Plásticos de Engenharia – Tecnologia e Aplicações”, Artliber Editora, São Paulo (2004).

19. International Standard 307 - “Polyamides-determination of viscosity number” (2003).

20. Brydson, J. - “Plastics materials”, Butterworth-Heinemann ed., p.492-496, Woburn (1999).

21. Kohan, M. I. - “Nylon Plastic Handbook”, Hanser/Gardner Publication, New York (1995).
5883712a7f8c9d0a0c8b476e polimeros Articles
Links & Downloads

Polímeros: Ciência e Tecnologia

Share this page
Page Sections