COMPÓSITOS POLIMÉRICOS DE ALTO DESEMPENHO MECÂNICO REFORÇADO COM FIBRA DE CANA-DE-AÇÚCAR

V. A. Santiago, N. G. Costa

Departamento de Engenharia Mecânica, Escola Federal de Engenharia de Itajubá, Av. BPS, 1313, Bairro Pinheirinho, Itajubá MG, cep: 37500-000

Palavras-chave: Fibra de Cana de Açúcar, PET, POM

Resumo

Materiais compósitos com matriz polimérica tem uma aplicação muito vasta como utensílios domésticos até componentes para a indústria aeroespacial. É importante escolher os constituintes para a fabricação do compósito, pois cada material lhe conferirá as propriedades desejadas.

Este trabalho visa obter uma melhor propriedade mecânica/física para o compósito PET/fibra de cana-de-açúcar. Com a substituição de fibras sintéticas por fibras vegetais, soluciona-se os problemas de ordem econômica, tornando viável para o Brasil. A escolha do poli (tereftalato de etileno) - PET, reciclado como matriz polimérica na produção do compósito, é justificável pelas propriedades mecânicas/físicas e pela crescente industrialização desse material no Brasil. Usou-se também, como matriz polimérica o acetal copolímero (POM), devido ao seu excelente equilíbrio de propriedades e características de processamento. Trabalhou-se com a fibra de cana-de-açúcar, devido ao seu baixo custo, facilidades de obtenção e por ser uma das mais promissoras fontes para a indústria.

As fibras de cana-de-açúcar utilizadas foram lavadas e após secagem foram picadas e tratadas com os reagentes: hidróxido de magnésio, sódio tetraborato e hidróxido de alumínio. Os polímeros PET (politereftalato de etileno) e acetal foram estufados durante um certo tempo e temperatura previamente estabelecidos. As fibras de cana-de-açúcar utilizadas foram moídas e não possuíam tratamento superficial. Para utilização dos materiais estes foram previamente pesados para melhor análise e depois injetados e prensados. A partir dos corpos de prova fez-se ensaios de tração e de resistência ao impacto, para o acetal copolímero.

Ensaios de tração e impactos foram realizados nas amostras. Os resultados do ensaio de tração encontram-se na Tabela I. Os resultados da Resistência ao Impacto (RI) das amostras encontram na Tabela II.

Tabela I - Resultados do Ensaio de Tração.

Os resultados aqui apresentados permitem afirmar que os percentuais de água absorvidos pelas amostras aumentam conforme se aumenta a porcentagem de reforço adicionada à matriz polimérica.

As fibras tratadas com hidróxido de sódio, não suportaram elevadas temperaturas, pois esta base, reage com a lignina e a celulose, constituintes da parede celular das fibras vegetais, tornando-as menos resistentes. O PET demonstrou-se extremamente sensível às variações dos parâmetros de injeção. O POM possui temperatura de injeção menor que a do PET, assim os reforços (fibra vegetal), mesmo sem tratamento superficial possuem menores possibilidades de degradação. A melhor combinação de polímero com fibra vegetal foi o polímero reciclado com 10% de fibra vegetal proporcionando um aumento de 11,6%, que corresponde a um valor de tensão da ordem de 543,8kgf/(cm2).

Agradecimentos: o autor agradece a FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais pela concessão da bolsa de iniciação científica e pelo suporte financeiro, à indústria FANIA (Fábrica Nacional de Instrumentos para Autoveículos Ltda).

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