Polímeros: Ciência e Tecnologia
https://revistapolimeros.org.br/article/doi/10.4322/polimeros.2014.019
Polímeros: Ciência e Tecnologia
Scientific & Technical Article

Efeito da modificação de superfície de fibras nas propriedades mecânicas de compósitos a base de poli( tereftalato de butileno) reforçado por fibras naturais inorgânicas

Effect of surface modified fiber on the mechanical properties of inorganic natural fiber reinforced poly(butylene terephthalate)

Rzatki, Felipe Darabas; Barra, Guilherme M. O.

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Resumo

O presente trabalho visa investigar a viabilidade de utilização de fibras naturais de sílica amorfa (FNSA) como agente de reforço em polímeros de engenharia, assim como avaliar o seu potencial como alternativa às fibras de vidro curtas em aplicações industriais. Diferentes modificações na química de superfície dessas fibras foram avaliadas buscando melhorar a adesão na interface entre fibras e matriz, e consequentemente, melhorar as propriedades mecânicas do compósito. As modificações superficiais das FNSA foram realizadas através de agentes de acoplamento do tipo silano, providos com funções orgânicas distintas. O PBT foi selecionado como matriz devido a sua conhecida facilidade de processamento, mesmo após a incorporação de grandes quantidades de aditivos. A modificação das FNSA foi avaliada a partir da análise termogravimétrica acoplada à espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier. A resistência mecânica e fratura dos compósitos foi investigada por ensaios de tração e microscopia eletrônica de varredura. Finalmente, obtiveram-se compósitos com fibras modificadas com resistência à tração 40% superior ao material base puro.

Palavras-chave

compósitos poliméricos, fibras curtas naturais de sílica amorfa, agentes de acoplamento, termoplástico de engenharia

Abstract

This work aims to investigate the viability of natural amorphous silicate short fibers (FNSA) as reinforce agent of thermoplastics engineering polymers, and thus drive it as an alternative for regular short glass fibers at industrial applications. Different surface modifications were performed in order to improve interface adhesion between matrix and FNSA, and consequently improve mechanical properties. The surface treatments of FNSA were applied with silane coupling agents provided with different organofunctional groups. PBT was chosen as matrix due its easy manufacturing process even after incorporation of heavy additives loads. The surface chemistry after modification were evaluated through thermogravimetric analyses coupled to a Fourier transformed infrared spectroscopy equipment. Mechanical resistance and composite fracture were investigated through tensile tests and image analyses by electronic scanning microscope. Finally, tensile strength of modified fibers reinforced PBT was 40% higher than neat PBT.

Keywords

polymeric composites, thermoplastics, natural amorphous silicate short fibers, coupling agents, engineering thermoplastics

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