Microestrutura e propriedades mecânicas de compósitos de polipropileno reforçado com celulose de bagaço e palha de cana

Abstract

Compósitos que utilizam fibras vegetais como reforço têm despertado crescente interesse por parte da comunidade científica e industrial. O bagaço e a palha de cana são materiais renováveis e quando usados como reforço em uma matriz termoplástica podem dar origem a compósitos com baixo custo, baixa densidade e interessantes propriedades mecânicas. Este trabalho teve como objetivo avaliar as propriedades mecânicas e morfológicas de compósitos de polipropileno reforçados com celulose de bagaço e palha. A celulose foi obtida através do processo NaOH/AQ a 170ºC durante 3,5 h de reação. Os compósitos reforçados com 20 e 30% em massa de fibras foram preparados utilizando um misturador "Dryser". Após moagem e moldagem por injeção, esses materiais foram analisados por ensaios de tração, flexão, microscopia ótica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A resistência à tração dos compósitos reforçados com 20% em massa de fibras foi similar ao polipropileno puro, no entanto, diminuiu com o aumento de reforço. Os módulos de elasticidade em tração e flexão aumentaram em até 79,4 e 81,7 %, respectivamente, influenciados pelo alto módulo das fibras inseridas dentro da matriz polimérica. A análise por MO da superfície dos compósitos mostraram distribuição homogênea das fibras na matriz, comprimento e forma variada das fibras e ainda que as fibras celulósicas da palha são menores que as do bagaço. A análise por MEV dos compósitos fraturados mostrou descolamento das fibras em relação à matriz e comportamento típico de fratura frágil. As fibras celulósicas obtidas a partir do bagaço e da palha deram origem a compósitos com propriedades mecânicas e morfológicas semelhantes e forneceu à matriz uma maior rigidez.