Compósitos de polietileno/ fibras de sisal utilizando nanosílica silanizada como compatibilizante

Abstract

RESUMO: Fibras naturais são cada vez mais utilizadas como reforço em materiais plásticos, visando melhores propriedades mecânicas dos materiais finais. A utilização destas fibras é interessante devido ao seu baixo custo de obtenção, por serem oriundas de fonte renovável e possuírem baixa densidade. Deste modo, o objetivo deste trabalho foi desenvolver compósitos com matriz de polietileno de baixa densidade e alta densidade utilizando como reforço microfibra de sisal e nanosílica silanizada. A caracterização das fibras in natura, branqueadas, acidificadas e modificadas com nanosílica silanizada foi realizada por técnicas de FTIR-HATR e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os compósitos foram preparados a partir de material modificado e não modificado, contendo 5%, 10%, 15% e 20%. As diferentes formulações foram processadas mecanicamente por extrusão e injeção. Os compósitos obtidos foram analisados morfologicamente por MEV, mecanicamente por ensaio de resistência à tração, à flexão e ao impacto. Foram também caracterizados por Análise Termogravimétrica (TGA), Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC), Difração de Raios-X (DRX) e ensaio de absorção de água. As análises mecânicas indicaram melhor desempenho para os compósitos utilizando como matriz PEAD em comparação aos compósitos utilizando como matriz PEBD, pois devido ao alto grau de cristalinidade do PEAD, o reforço segrega nas regiões cristalinas resultando em maior rigidez no material final. Os compósitos contendo como reforço fibras de sisal branqueadas e acidificadas modificadas com nanosílica silanizada apresentaram melhores resultados nas análises mecânicas, térmicas e no ensaio de absorção de água em comparação aos compósitos contendo como reforço fibras não modificadas com a nanosílica silanizada

ABSTRACT: Natural fibers are increasingly used as reinforcement in plastics, to obtain better mechanical properties of final material. The use of these fibers is interesting due to its low cost to obtain, because they are derived from renewable sources and having low density. Thus, the aim of this study was to develop composites array of low density and high density polyethylene using as reinforcement microfiber sisal and silanized nanosílica. The characterization of fibers in natural, bleached, acidified and modified silanized nanosílica was performed by techniques of FTIR-HATR and scanning electron microscopy (SEM). The composites were prepared from modified and unmodified materials, containing 5%, 10%, 15% and 20%. The different formulations were mechanically processed by extrusion and injection. The composites obtained were analyzed morphologically by SEM, mechanically by tensile strength test, flexural and impact. They were also characterized by thermogravimetric analysis (TGA), Differential Scanning Calorimetry (DSC), X-Ray Diffraction (XRD) test and water absorption. The mechanical analysis indicated better performance for composite matrix using HDPE as compared to composites using as LDPE matrix, because due to the high degree of crystallinity of HDPE, strengthening segregates in the crystal regions resulting in greater rigidity in the final material. The composite containing as the reinforcement and acidified bleached sisal fibers modified silanized nanosílica showed better results in the mechanical tests, test of thermal and water absorption compared to composites containing reinforcing fibers as unmodified with silanized nanosílica