Efeito do Tratamento Alcalino de Fibras de Juta no Comportamento Mecânico de Compósitos de Matriz Epóxi
The Influence of Alkaline Treatment on Jute Fiber- Reinforced Epoxy Resin Composite
Pires, Eduardo N.; Merlini, Claudia; Al-Qureshi, Hazim Ali; Salmoria, Gean V.; Barra, Guilherme M. O.
http://dx.doi.org/10.1590/S0104-14282012005000053
Polímeros: Ciência e Tecnologia, vol.22, n4, p.339-344, 2012
Resumo
Neste trabalho foi avaliada a influência do tratamento químico de fibras vegetais nas propriedades mecânicas e dinâmico‑mecânicas de resina epóxi reforçada com tecidos de fibras de juta. As fibras foram modificadas a partir de solução de hidróxido de sódio, e caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectrometria no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e resistência à tração. As análises de FTIR e MEV evidenciaram, respectivamente, que o tratamento alcalino promoveu a remoção parcial da hemicelulose e modificou a morfologia das fibras de juta. Amostras dos compósitos com fibras tratadas e não tratadas foram confeccionadas a partir da laminação manual seguida da moldagem por compressão. Compósitos com fibras tratadas apresentaram propriedades mecânicas e módulo de armazenamento maiores do que as da resina epóxi sem reforço e compósitos com fibras sem tratamento. As micrografias de microscopia eletrônica de varredura (MEV) revelaram que compósitos com fibras tratadas possuem menor quantidade de vazios e menor quantidade de pull-out, sugerindo maior adesão com a matriz polimérica do que os compósitos com fibras sem tratamento.
Palavras-chave
Compósito polimérico, resina epóxi, fibra de juta, adesão fibra-matriz, tratamento químico
Abstract
This study was aimed at evaluating the efficiency of chemical treatment on the dynamic mechanical and mechanical properties of composite materials with jute fibers and epoxy matrix resin. The surfaces of the jute fibers were modified by contact with sodium hydroxide solutions, and characterized through scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and tensile strength testing. The FTIR and SEM analysis evidenced that the alkaline treatment promoted removal of the hemicellulose and modification in the morphology of the jute fibers, respectively. Polymeric composites with untreated and treated jute fiber were prepared through hand lay-up process followed by compression molding. The treated jute fiber composites displayed higher mechanical properties and storage modulus values than the epoxy resin and untreated fiber composites. The scanning electron micrographs (SEM) revealed that treated jute fiber composites have less voids and pull-out, suggesting a better adhesion with the polymeric matrix than untreated fiber composites.
Keywords
Polymeric composites, epoxy resin, jute fibers, adhesion fiber-matrix, chemical treatment
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