Thiago A. Ganzerli (IC), Alberto G. V. de C. Neto (IC), Tayana M. Tsubone (IC),Silvia L. Fávaro (PG) e Eduardo Radovanovic (PQ)

Universidade Estadual de Maringá - Departamento de Química – Av. Colombo, 5790 – CEP 87020-900 - Maringá – PR – Brasil Fax (44) 3261-4125e-mail: eradovanovic@uem.br

INTRODUÇÃO

EXPERIMENTAL

CONCLUSÕES

AGRADECIMENTOS

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Análise química e morfológica de compósitos de polietileno pós-consumo reforçados com fibras do bagaço de cana

Lavagem Lavagem

80 ºC – 1h

Mercerização

NaOH 10% - 3h

Fibra-OH + NaOH Fibra-O-Na+ + H2O + impurezasFibra-OH + NaOH Fibra-O-Na+ + H2O + impurezas

Acetilação

FibraOH + (CH3CO)2O Fibra-O-CO-CH3 + CH3COOHFibraOH + (CH3CO)2O Fibra-O-CO-CH3 + CH3COOH

Preparação dos compósitos

ExtrusãoExtrusão

T1 – 110 ºC T2 – 165 ºC T3 – 195 ºC

Injeção Injeção

PE - Polietileno Pos-consumo B – Fibra do bagaço de canaBac – Fibra do bagaço de cana acetilada5 e 10 – Quantidade de fibra no compósito

PE / B20PE / B20

PE/ Bac10PE/ Bac10

Notação

Técnicas de Caracterização

FTIR, TGA e MEV

Compósitos preparados a partir de polietileno pós-consumo e fibras de bagaço de cana não modificadas e acetiladas foram processados por extrusão e injeção. As fibras acetiladas foram caracterizadas por FTIR, TGA e MEV. Foi observado que a modificação química da fibra melhora a adesão entre a matriz e reforço.

CH3COOH / H+

Modificação da fibra do bagaço de cana

A expansão do uso de materiais poliméricos pode ser observada no nosso dia a dia através dos inúmeros bens de consumo que nos cercam. Uma grande variedade de polímeros surgiu decorrente do desenvolvimento de novos processos de polimerização. Assim, os materiais desenvolvidos a partir de polímeros pós-consumo tem chamado cada vez mais a atenção devido aos ganhos sociais, econômicos e ecológicos que propiciam. A maior fração dos polímeros passíveis de reciclagem é composta de poliolefinas, tais como o polietileno (PE) e o polipropileno (PP). Entretanto, para os materiais reciclados podem ser requeridas algumas propriedades finais específicas diferentes dos polímeros de origem. Uma alternativa ecologicamente correta para a modificação de algumas das propriedades dos polímeros éa utilização de fibras naturais na preparação de materiais compósitos. A utilização total ou parcial de fibras vegetais como substitutas de diversos produtos sintéticos ou outras fibras minerais tem apresentado um grande potencial para aplicação tecnológica.

O emprego de compósitos de matriz polimérica reforçados por fibras naturais lignocelulósicas vem tendo um crescente desenvolvimento nos últimos anos. As fibras vegetais, além de apresentarem muitas vantagens em relação às fibras sintéticas (baixo custo, fontes renováveis, baixa abrasividade) são também promissoras devido ao desempenho mecânico obtido por seus compósitos em relação aos obtidos com fibras sintéticas como, por exemplo, as de vidro. Muitas fibras naturais como: madeira, juta, kenaf, abacaxi, coco, bagaço da cana, casca de arroz e sisal têm sido utilizadas como reforço em materiais compósitos.

O objetivo desse trabalho foi estudar através de FTIR, TGA e MEV as propriedades químicas e morfológicas de compósitos preparados com polietileno pós-consumo (PE) e fibra do bagaço de cana.

Ácido acético, à temperatura ambiente por 1 hAnidrido acético acidificadas com ácido sulfúrico

0,1% por 5 min

As fibras vegetais são revestidas por substâncias intercelulares constituídas principalmente de lignina e de outros compostos. Com o tratamento alcalino ocorre a extração de lignina, hemicelulose, impurezas, ceras e células parenquimáticas. Assim, ocorre uma exposição das fibrilas e dos grupos de hidroxila presentes na estrutura da celulose, o que melhora o processo de acetilação.

Nas micrografias obtidas a partir de compósitos PE/B20 foi possível notar a inexistência de adesão entre as fases. Nas micrografias do compósito PE/Bac20 foi possível observar uma grande adesão entre a superfície das fibras modificadas e da matriz de polietileno, o que provavelmente promoverá ganhos nas propriedades mecânicas dos compósitos.

PE/B20 PE/B20

PE/Bac20 PE/Bac20

Fig. 1. Imagem de MEV da fibra do bragaço de cana: (A) fibra não modificada, (B) Fibra lavada, (C) fibra mercerizada, (D) fibra acetilada.

A B

C D

Fig. 3. Espectro de FTIR das fibras do bagaço de cana.

Fig. 2. Análise de TGA das fibras do bagaço de cana.

Fig. 4. Imagens de MEV dos Compósitos.

2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600

Fibra acetilada

Fibra mercerizada

Número de onda (cm -1)

Fibra

0 100 200 300 400 500 6000

20

40

60

80

100

Fibra lavada

Perd

a de

mas

sa (%

)

Temperatura (ºC)

Fibra

Fibra mercerizadaFibra acetilada