Dissertação
Obtenção e caracterização de compósitos biodegradáveis a partir de resíduos agroenergéticos
Registro en:
FIGUEIREDO, Hélida Cristina Noronha . Obtenção e caracterização de compósitos biodegradáveis a partir de resíduos agroenergéticos. 2020. 90f. Dissertação (Mestrado em Agroenergia) – Universidade Federal do Tocantins, Programa de Pós-Graduação em Agroenergia, Palmas, 2020.
Autor
Figueiredo, Hélida Cristina Noronha
Institución
Resumen
The search for a new paradigm of preserving the environment and using natural
products, has contributed to a greater interest in the use of materials derived from
biomass. In this way, polymeric composites with vegetable fibers appear as an
alternative in the field of materials for engineering applications. In this study, the main
objective was to produce biodegradable composite materials from sugarcane straw
and resin based on castor oil. The fibers were used in two sizes: 0 <fibers ≤4,27mm
and 4,27 <fibers <10mm; resin in the proportion of 10%, 15% and 20%. The
preparation method was carried out according to NBR 14810-2: 2018, using the
compression molding technique at room temperature. Physical tests were carried out:
moisture, density and swelling; mechanical tests: static bending, elasticity and
compression. The morphological test was evaluated: scanning electron microscopy;
and the composite biodegradability test, over a three-month period. The results
showed that the values of the physical tests met the minimum limits established by
the standard, resulting in 8,72% swelling of the composite material. In the mechanical
test, the composite with less fiber and 20% resin was more resistant in the flexion
test with a capacity of 3,69 N/mm², and in the compression test with 2,98 N/mm². To
validate the results, the statistic was performed with significance at 5% by the F test,
compared to the means by the Scott-knott test of the treatments performed.
However, the performance of the smaller fiber composites was superior to the larger
fiber composites, since the smaller fibers presented more compactness, in addition,
the higher the percentage of resin used the more resistant the composite. The
morphological analysis showed a wide interaction at the matrix/reinforcement
interface. The biodegradation test showed that over the months the composites
started to lose weight, which shows the improvement of the degradation. Therefore,
the composite made of sugar cane straw and castor oil-based resin has great
potential in the market, as it is developed from renewable sources, it is considered
biodegradable and low cost in relation to composites produced from fibers synthetic. A busca por um novo paradigma de preservar o meio ambiente e utilizar produtos
naturais, vem contribuindo para um maior interesse na utilização de materiais
derivados da biomassa. Deste modo, os compósitos poliméricos com fibras vegetais
surgem como uma alternativa no campo dos materiais para aplicações de
engenharia. Neste estudo, o principal objetivo foi produzir materiais compósitos
biodegradáveis a partir da palha de cana-de-açúcar e resina à base do óleo de
mamona. As fibras foram utilizadas em dois tamanhos: 0< fibras ≤4,27mm e 4,27<
fibras <10mm; resina na proporção de 10%, 15% e 20%. O método de preparação
foi realizado conforme a NBR 14810-2:2018, utilizando-se a técnica de moldagem
por compressão a temperatura ambiente. Foram realizados os ensaios físicos:
umidade, densidade e inchamento; os ensaios mecânicos: flexão estática,
elasticidade e compressão. Avaliou-se o ensaio morfológico: microscopia eletrônica
de varredura; e o ensaio de biodegradabilidade do compósito, no período de três
meses. Os resultados mostraram que os valores dos ensaios físicos atenderam os
limites mínimos que estabelece a norma, resultando em 8,72% o inchamento do
material compósito. No ensaio mecânico, o compósito de menor fibra e 20% de
resina foi mais resistente no teste de flexão com capacidade de 3,69 N/mm², e no
ensaio de compressão com 2,98 N/mm². Para validação dos resultados, foi realizada
a estatística com significância a 5% pelo teste F, comparado as médias pelo teste
Scott-knott dos tratamentos realizados. Entretanto, os desempenhos dos compósitos
de menor tamanho de fibra foram superiores aos compósitos de maior tamanho de
fibra, uma vez que, as fibras menores apresentaram mais compactas, além disso,
quanto maior o percentual de resina utilizado mais resistente o compósito. A análise
morfológica apresentou ampla interação na interface entre matriz/reforço. O ensaio
de biodegradação mostrou-se que no decorrer dos meses os compósitos foram
perdendo peso de massa, o que mostra o aprimoramento da degradação. Portanto,
o compósito feito da palha de cana-de-açúcar e resina à base de óleo de mamona
possuem um grande potencial no mercado, por serem desenvolvidos a partir de
fontes renováveis, é considerado biodegradável e baixo custo em relação aos
compósitos produzidos de fibras sintéticas.