Resíduos de Sisal como Reforço em Compósitos de Polipropileno Virgem e Reciclado
Virgin and Recycled Polypropylene Composites Reinforced with Sisal By-Product
Rosário, Francisco; Pachekoski, Wagner M.; Silveira, Ana P. J.; Santos, Sérgio F. dos; Júnior, Holmer S.; Casarin, Suzan Aline
http://dx.doi.org/10.1590/S0104-14282011005000021
Polímeros: Ciência e Tecnologia, vol.21, n2, p.90-97, 2011
Resumo
Foram estudadas as propriedades térmicas e mecânicas de compósitos de polipropileno, virgem e reciclado, reforçados com 30% em massa de fibras residuais de sisal, assim como o perfil de processamento e a morfologia da matriz polimérica. Para tanto, foram determinadas a resistência à tração, o módulo de Young, alongamento na ruptura, e energia de impacto. As amostras também foram caracterizadas por MEV, DMTA e TG. Para ambos os compósitos de polipropileno, virgem e reciclado, com a adição das fibras, o alongamento na ruptura mostrou uma queda significativa, enquanto que a resistência à tração não sofreu grandes variações. Houve um aumento significativo nos valores de tração na ruptura e de energia de impacto com a adição das fibras de sisal na matriz de polipropileno. As análises térmicas mostraram ligações secundárias, como as ligações polares, entre as fibras e a matriz, concordando com o comportamento mecânico dos compósitos. Constatou-se que a temperatura de transição vítrea não variou após a adição da fibra.
Palavras-chave
Sub-produto do sisal, extrusão, compatibilidade, propriedades mecânicas, propriedades térmicas
Abstract
The mechanical and thermal properties of virgin and recycled polypropylene composites reinforced with 30% by mass of residual sisal fibers were studied, in addition to an analysis of the extrusion process and morphology of the polymeric matrix. Tensile strength, Young’s modulus, elongation at break, and impact energy were determined. The samples were also characterized by SEM, DMTA and TG analyses. Elongation at break of the composites presented a significant decrease, while the tensile strength was not affected significantly by addition of sisal fibers. A significant increase was observed in the tension of rupture and in the impact energy of the composite reinforced with sisal fiber. The thermal analyses indicated secondary interactions, such as polar interactions, between the fibers and the matrix, consistent with the mechanical behavior of the composites. The glass transition temperature has not changed after fiber addition.
Keywords
Sisal by-product, extrusion, compatibility, mechanical properties, thermal properties
References
1. Meran, C.; Ozturk, O. & Mehmet, Y. – Mater. Des., 29, p.701 (2008).
2. Fernandes, B. L. E. & Domingues, A. J. - Polímeros, 17, p.85 (2007).
3. Thomas, S. & Pothan, L. A. – “Natural fibre reinforced polymer composites: macro to nanoscale”, Old City Publishing (2009).
4. Suppakarn, N. & Jarukumjorn, K. – Comp. Part B: Eng., 40, p.613 (2009).
5. Sangthong, S.; Pongprayoon, T. & Yanumet, N. – Comp. Part A: Appl. Sci. Manufact., 40, p.687 (2009).
6. Megiatto Jr, J. D.; Silva, C. G.; Ramires, E. C. & Frollini, E. – Polym. Test., 28, p.793 (2009).
7. Kuruvilla, J., Siby, V.; Kalaprasada, G., Thomasa, S. L.; Prasannakumarib, P. K. & Pavithranb, C. – Eur. Polym. J., 32, p.1243 (1996).
8. De Rodriguez, N. L. G.; Thielemans, W. & Dufresne, A. - Cellulose, 13, p.261 (2006).
9. Martin, A. R.; Martins, M. A.; Mattoso, L. H. C. & Silva, O. R. R. F. - Polímeros, 19, p.40 (2009).
10. Mattoso, L. H. C.; Ferreira, F. C. & Corvelo, A. A. S. – «Lignocellulosicplastics composites», UNESP/IPRONATI/ABPol, São Paulo (1998).
11. Embrapa Algodão – «Sistemas de Produção», 5, versão eletrônica (ISSN 1678-8710) (2006).
12. Santos, D’A. J. – «Produção e consumo», in: O sisal no Brasil, Andrade, W. (org.), cap.4, SINDIFIBRAS, Brasília, DF. (2006).
13. Bledzki, A. K. & Gassan, J. – Prog. Polym. Sci., 24, p.221 (1999).
14. Couto, N. S.; Pereira N. C. & Miranda L. F. – Proceedings of the Polymer Processing Society 24th Annual Meeting PPS-24, Salerno - Italy, June (2008).
15. Santana, R. M. C. & Teixeira D. B. - Proceedings of the Polymer Processing Society 24th Annual Meeting PPS-24, Salerno – Italy, June (2008).
16. PP Handbook, Hansen Publisers, New York (1996).
17. Maier, C. & Calafut, T. – “Polypropylene the definitive user’s guide and databook”, Plastics Design Library, Norwich, NY, USA (1998).
18. Canevarolo, S. V. – “Ciência de Polímeros”, 2. ed., Artliber, São Paulo (2007).
19. Tolêdo Filho, R. D.; Nascimento, J. W. B. & Barreto, R. L. – in: Anais do XXI Congresso Brasileiro de Engenharia Agrícola, Santa Maria, RS (1992).
20. Martins, M. A.; Mattoso, L. H. C. - J. Appl. Polym. Sci., 91, p.670 (2004).
21. Georgopoulos, S. T. ; Tarantili, P. A. & Avgerinos, E. A. – Polym. Degrad. Stab., 90, p.303 (2005).
22. Pavithran, C. et al. - J. Mater. Sci., 26, p.455 (1991).
23. Pavithran, C. et al. - Mater. Sci. Lett., 7, p.825 (1988).
24. Joseph, K. et al. - Reinf. Plast. Comp., 12, p.139 (1993).
25. Manikandan Nair, K. C. et al. - J. of Appl. Polym. Sci., 60, p.1483 (1996).
26. Paramasivan, V. & Abdulkalam, A. P. J. - Fibre. Sci. Tech., 7, p.85 (1974).
27. Bisanda, E. T. N. & Ansell, M. P. - Comp. Sci. Technol., 41, p.165 (1991).
28. Tai, C. M.; Li, R. K. Y. & Ng, C. N. – Polym. Test., 19, p.143 (2000).
29. Antich, P.; Vázquez, A.; Mondragon, I. & Bernal C. – Compos. Part A: Appl. Sci. Manufact., 37, p.139 (2006).
30. Doan, T-T-L.; Brodowsky, H. & Mäder, E. – Compos. Sci. Technol., 67, p.2707 (2007).
31. Cui, Y.; Lee, S.; Noruziaan, B.; Cheung, M. & Tao, J. – Composit. Part A: Appl. Sci. Manufact., 39, p.655 (2008).
32. Ashori, A. & Nourbakhsh, A. – Biores. Technol., 101, p.2515 (2010).
33. ASTM. – “ASTM D638: Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics”, Philadelphia (2001).
34. ASTM - “ASTM D256: Standard Test Methods for Determining the Izod Pendulum Impact for Plastics”, Philadelphia (2001).
Facebook
Google+
Twitter
LinkedIn
Mendeley
StumbleUpon
CiteULike
Reddit
Email