Obtenção e caracterização de compósitos biodegradáveis de Poliácido Láctico (PLA) reforçados com fibras de curauá

Abstract

Com o advento da tecnologia moderna, ocorreu um aumento descontrolado no uso das reservas naturais, o que tem causado efeitos negativos ao meio ambiente provocados pela utilização de forma destrutiva dos recursos pelos homens. Nos últimos anos a busca por tecnologias que possibilitem a utilização de produtos com menor impacto ambiental tem crescido significativamente, dentro disto o equilíbrio entre o homem e a natureza passou a ter uma consideração especial no desenvolvimento de produtos. Em busca de solucionar este problema, várias pesquisas e trabalhos foram e estão sendo realizados nesta área, e uma alternativa aos polímeros convencionais são os compósitos poliméricos de matriz biodegradável reforçados com fibras naturais. O presente trabalho estuda as características mecânicas, térmicas e morfológicas de compósitos de PLA reforçados com fibras de curauá. Foram avaliados compósitos com dois teores diferentes de fibra de curauá, 10 e 20% m/m, puras ou tratadas superficialmente. A fim de melhorar a interface entre matriz e reforço, as fibras de curauá foram submetidas a duas rotas de tratamento, a primeira consistiu em uma lavagem da fibra com água a 80°C por 2 horas e sua posterior mercerização com solução de NaOH 5% m/v. A segunda rota de tratamento consistiu na lavagem da fibra de curauá com NaClO em temperatura ambiente por 5 horas e sua posterior mercerização em solução de NaOH 5% m/v. Os compósitos foram processados em extrusora e os corpos de prova de tração, flexão e impacto foram injetados. Foram produzidos compósitos de PLA/Curauá com a fibra in natura, com a fibra resultante da rota de tratamento com água e mercerização e com a fibra resultante da rota de tratamento com NaClO e mercerização. As fibras de curauá in natura e após cada etapa de tratamento foram avaliadas quanto aos teores lignocelulósicos, cristalinidade, morfologia e comportamento térmico por meio das técnicas de Termogravimetria (TGA), calorimetria exploratória diferencial (DSC), difração de raio-x (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). O comportamento térmico e cristalinidade dos compósitos foram obtidos por meio das técnicas TGA e DSC e o comportamento mecânico avaliado por meio de ensaios de tração, flexão e impacto. Foi determinado o índice de fluidez para o compósito e a seção de ruptura dos corpos de prova de tração foram estudadas por meio de micrografias de MEV. Os resultados mostraram que a lavagem da fibra com água não retira componentes estruturais da fibra de curauá, enquanto que com a lavagem da fibra com NaClO ocorre a retirada de componentes estruturais. A maior cristalinidade das fibras foi obtida para as fibras lavadas com NaClO. A adição da fibra na matriz de PLA causou uma pequena diminuição na estabilidade térmica do material. O compósito de PLA/curauá lavado com água e mercerizado (20% m/m) apresentou o melhor resultado no comportamento mecânico, tanto nos ensaios de tração quanto flexão. Este compósito aumentou em 57% no módulo de elasticidade e 29% da resistência à tração em relação ao polímero puro.